Universidad De Costa Rica

F acuitad De Ingeniería

Escuela De Ingeniería Química

Puesta en marcha y definición de los parámetros operativos para la estabilización de la planta de tratamiento de aguas residuales de una

empresa procesadora de fruta

Informe de proyecto de graduación sometido a la consideración de la Escuela de Ingeniería Química como requisito final para optar al grado de Licenciatura en

Ingeniería Química

Juan Gabriel Herra Bogantes

A73201

Ciudad Universitaria Rodrigo Facio

San José, Costa Rica

2018

Informe de proyecto de graduación sometido a la consideración de la Escuela de Ingeniería

Química como requisito final para optar al grado de Licenciatura en Ingeniería Química

Sustentante:

Aprobado por:

Presidente del tribunal

Director del proyecto

Lectora del proyecto

Lectora del proyecto

Lectora del proyecto

,•

Juan Gabriel Herra Bogantes

Ph.D. Esteban Durán Herrera Director de la Escuela. Escuela de Ingeniería Química, UCR.

M.Sc. Ber1

Profesor Escuela de Ingeniería Química, UCR

Ingeniera Jenny And Profesora Escuela de Ingeniería Química, UCR

Ingeniera Lam .........,,..,..,,,. Profesora Escuela de Ingeniería Química, UCR

Ingeniera Natalia Montero Rambla Profesora Escuela de Ingeniería Química, UCR

Ciudad Universitaria Rodrigo Facio

2018

Dedico este trabajo a mis padres y hermanos,

quienes se han esforzado tanto como yo en esto

derrostrando su incondicional apoyo.

¡¡¡

AGRADECIMIENTOS

Prirrero a Dios, Él es siempre el prirrero en escuchar mis penas y será siempre el primero

en agradecerle mis alegrías.

Después a mis padres, por la paciencia y 1a comprensión que siempre me han tenido,

quizá más de 1a cuenta, y tambien por el apoyo incondiciona~ mmca en mi vida escuché ni

escucharé de parte de ellos m: ''N o Juan, eso está rruy dificil, eso no es para usted".

Seguido a mis hermanos, que siempre se echaron 1a carga al hombro de ser los herrmnos

mayores y en muchos rromentos hicieron de padres, en consejos, dinero, enseñamas o lo que

hiciera faha para cmnplir mis metas.

Al ingeniero Bernardo Mora, profesor y director del proyecto, por ser esa guía

profesional y ética. Gracias por sacar ese tiempo.

A mis lectoras, Jenny Caklerón, Laura Saborío y Natalia Montero, por el tiempo

invertido y 1a paciencia derrostrada.

A mis arrngos y compañeros de universidad con los que compartí una de 1as mejores

etapas de mi vida.

Gracias.

V

RESUMEN

Con el propósito de cmnplir con el ''Reg]amentos de vertido y reúso de aguas residuales" decreto N° 3 3 601-MIN AET- S se puso en rrmcha la nueva p1anta de tratamiento de agua residual de una empresa procesadora de fruta y se ajustaron los parárretros operativos hasta lograr el mejor rendimiento de los reactores en serie RAFA-FAFA-RMC, para obtener 1a menor carga orgánica posible en el efluente del sisterm.

Lo primero que se hizo fue el dimensionamiento de la obra gris de los reactores RAFA­FAFA-RMC para comparar con los volúmenes de diseño y realizar las correcciones pertinentes en 1as variables que se puedan ver afectadas. En este análisis se determinó que el RAFA fue el mis afectado en la construcción de 1a obra gris, con un 26,1 % menos de su volurren de diseño, mientras que los otros dos reactores FAFA y RMC tienen diferencias mínimas de 2,3% y 5,1 % respectivamente.

Se realiW también una caracterización de 1as aguas previo al arranque y se logró determinar a]gunas diferencias con respecto a 1as variables de diseño, tanto en sólidos sedimentables corro en el caudal de agua. Por lo que se generó un p1an de acción para mejorar 1as condiciones de entrada a los reactores y así mantener 1as condiciones de diseño. Con esto se logró disminuir el consurro de agua en más de 100 m3 /día y se mejoraron 1as condiciones de otras variables como la temperatura, Caudales pico y pH.

Se alcanzó 1a estabilidad de los reactores al día 258 de arranque de 1a p1anta para una salida de 1a DQO de 466 mg'L y una DBO de 233 mg'L, por lo que no se llegó a los parárretros de vertido de 400 mg'L y 150 mg'L respectivamente establecidos en el Reg]amento de Vertido y Reúso de Aguas Residuales N° 33601 del MINAE.

Se precisó 1a concentración óptirm de biosólidos en el RMC para un rendimiento mixirm, el cual se logró para una concentración de sólidos de 55 mUL.

Se realiW un balance de rmsa de los reactores en el que se determinó que la rerroción total de 1a carga orgánica es de un 94,3 % con una generación de Gas Natural de 516,3 kg'dia.

Por ú1tirro se rrodeló rmtemiticamente el comportamiento de 1a DBO en fi.mción del caudal y la DBO de entrada para el sisterm globa~ tormndo los tres reactores en serie corro uno solo, para el cual se encontró un coeficiente cinético K (para una cinética de prirrer orden) de 0,92 d-1 y se recomendó cambiar 1a 1ámim perfOrada en el tratamiento previo por una 1ámina de rejillas de 0.5 mm de diámetro para mejorar la fihración de sólidos.

vii

ÍNDICE GENERAL

AGRADECIMIEN"TOS .................................................................................................................. V

RESUMEN .................................................................................................................................. vü

ÍNDICE GENERAL ...................................................................................................................... ix

ÍNDICE DE CUADROS ................................................................................................................ xi

ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................................. xii

INTRODUCOÓN ..................................................................................................................... XXV

Capítulo I: Marco teórico ................................................................................................................ 1

1.1 Términos y definiciones ........................................................................................................ 1

1.2 Clasificación de los tipos de contaminantes de agua ................................................................ 1

1.2.1 Demanda Bioquímica de Oxígeno (DB0) ......................................................................... 2

1.2.2 Demanda Química de Oxígeno (DQ0) ............................................................................. 2

1.2.3 Sólidos Suspendidos Totales (SST) ................................................................................. .4

1.2.4 Grasas y Aceites (GyA) ................................................................................................... 4

1.2.5 Potencial de Hidrógeno y Temperatura ............................................................................. 5

1.3 Etapas del proceso de una planta de tratamiento de aguas residuales ......................................... 6

1.3.1 Tratamiento previo .......................................................................................................... 6

1.3.2 Tratamiento primario ...................................................................................................... 7

1.3.3 Tratamiento secundario ................................................................................................... 9

1.3.4 Tratamiento terciario ..................................................................................................... 11

1.4 Tipos de tratamientos biológicos .......................................................................................... 14

1.4.1 Tratamiento biológico de tipo natural ............................................................................. 14

1.4.2 Tratamientos biológicos de instalación ........................................................................... 15

1.5 Cinética .............................................................................................................................. 17

Capítulo II: Compañía Frutera ....................................................................................................... 21

2.1 Descripción del proceso productivo: ..................................................................................... 21

2.2 Componentes de agua residual generados en proceso ............................................................. 25

2.3 Estado inicial de la planta de tratamiento .............................................................................. 27

Capítulo III: Metodología ............................................................................................................. 31

3.1 Equipos e instrumentos ........................................................................................................ 34

Capítulo IV: Discusión y análisis de resultados .............................................................................. 35

4.1 Determinación de las condiciones reales de la planta de tratamiento ....................................... 35

4.1.1. Volumen de los reactores .............................................................................................. 35

4.1.2. Calidad de 1 agua residual .............................................................................................. 36

ix

4.2 Arranque y ajuste de JBrámetros .......................................................................................... 37

4.3 Balance de masa de los reactores .......................................................................................... 54

4.4 Determinación de la cinética global del sistema ..................................................................... 59

4.5 Manual de Operación y Mantenimiento de la Planta de Tratamiento de Agua Residual ............ 61

Capítulo V: Conclusiones y recomendaciones ................................................................................ 64

5.1 Conclusiones: ..................................................................................................................... 64

5.2 Recomendaciones ............................................................................................................... 67

Nomenclatura ............................................................................................................................... 68

Bibliogra:f1a .................................................................................................................................. 69

Apéndices .................................................................................................................................... 71

Anexos ........................................................................................................................................ 99

X

ÍNDICE DE CUADROS

Cuadro 1.1. Límite máximo de vertido establecido en Costa Rica para parámetros obligatorios para residuos ordinarios ......................................................................................................................... 5

Cuadro 1.2. Límite máximo de vertido y reúso establecido en Costa Rica para parámetros obligatorios para residuos especiales para procesadoras de fruta ........................................................................... 6

Cuadro 3.1. Equipos e instrumentos empleados en el proyecto ......................................................... 34

Cuadro 4.1. Volúmenes reales y teóricos de los reactores de la planta de tratamiento ........................ 36

Cuadro 4.2. Carncterización del agua residual cruda (mezcla tipo especiales y ordinaria) .................. 37

Cuadro 4.3. Plan de acción de mejoras de cada etap1 y proceso unitario de la planta de tratamiento ... 38

Cuadro 4.4. Detalles del cárcamo de bombeo y cnba ...................................................................... 44

Cuadro 4.5. Flujos de masa de entrada y salida de los reactores de la planta de tratamiento de agua residual ....................................................................................................................................... 55

Cuadro 4.6. Resultado de la obtención del coeficiente cinética K por octuplicado ............................. 59

Cuadro A.l. Caracterización de los primeros 7 días de arrnnque de la planta .................................... 71

Cuadro A.2. Datos experimentales de pH, temperatura, caudal y consumo de agua diario a la planta de tratamiento durante el proceso de arrnnque ..................................................................................... 71

Cuadro A.3. Datos de Demanda Química de Oxigeno durante el proceso de arranque de la planta de tratamiento ................................................................................................................................... 78

Cuadro A.4. Datos obtenidos para el análisis de concentración optima de biosólidos en el RMC ........ 79

Cuadro A.5. Valores obtenidos de la velocidad de salida de Gas Natural.. ........................................ 79

Cuadro A.6. Datos obtenidos en la purga de lodos .......................................................................... 80

Cuadro A.7. Datos obtenidos en la determinación del coeficiente cinético ........................................ 80

Cuadro B.2. Caracterización de los primeros 7 días de arrnnque de la planta ..................................... 82

Cuadro B.3. Porcentaje de Remoción de DQO de cada reactor durante el tiempo de arranque de la planta de tratamiento .................................................................................................................... 83

Cuadro B.4. Datos obtenidos para el análisis de concentración óptima de biosólidos en el RMC ........ 84

Cuadro B.5. Valores promedio de cauda~ DQO y DBO de la planta estabilizada .............................. 84

Cuadro B.6. Porcentajes de remoción teóricos de diseño adaptados a las nuevas condiciones de la planta .......................................................................................................................................... 84

Cuadro B.7. Flujos de masa de entrada y salida de los reactores de la planta de tratamiento de agua residual ....................................................................................................................................... 85

Cuadro B.8. Resuhado de la obtención del coeficiente cinético K por octuplicado ............................ 85

Cuadro B.9. Datos acomodados para la gráfica de normalidad, para el coeficiente cinético ................ 86

xi

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1.1. Representación del modo de acción de las celulasas, glucosa .......................................... 11

Figura 1.2. Relación de la tasa de crecimiento especifico de los microorganismo con la concentración de sustrato en el sistema ................................................................................................................ 18

Figura 1.3. Concentración de Biomasa (X) en fimción de la concentración de sustrato (S) para el desarrollo de un microorganismo en un sistema batch ..................................................................... 19

Figura 2.1. Caja de rejillas para separación de sólidos de proceso .................................................... 28

Figura 2.2. Reactores enserie RAFA-FAFA-RMC (En construcción) .............................................. 29

Figura 2.3. Sedimentador secundario de lodos ................................................................................ 29

Figura 4.1. Diseño de los reactores de la planta de tratamiento de agua ............................................ 35

Figura 4.2. Gráfica del caudal de agua promedio diario que entra a la planta de tratamiento ............... 41

Figura 4.3. Gráfica del volumen de agua consumido por la empresa diariamente .............................. 41

Figura 4.4. Gráfico de la temperatura promedio diaria de entrada a los reactores a lo largo del tiempo de arranque de la planta de tratamiento de agua .............................................................................. 43

Figura 4.5. Sólidos sedimentables del fondo de1RAFA ................................................................... 46

Figura 4.6. Gráfico de pH de entrada a los reactores en fimción del tiempo ....................................... 47

Figura 4.7. Gráfico de pH de los efluentes de cada uno de los reactores en fimción del tiempo ........... 48

Figura 4.8. Gráfico de DQO en la entrada y salida de cada uno de los reactores a lo largo del proceso de arranque .................................................................................................................................. 50

Figura 4.9. Porcentaje de remoción de los reactores durante el proceso de arranque .......................... 51

Figura 4.1 O. Gráfico del porcentaje de remoción de la DQO en fimción de la concentración de sólidos sedimenta bies en el reactor aerobio de mezcla completa .................................................................. 53

Figura 4.11. Flujos de masa en los reactores ................................................................................... 54

Figura A. l. Medidas tomadas para el dimensionamiento del RAFA ................................................. 71

xiii

INTRODUCCIÓN

Con el crecimiento de 1a pob1ación humma y sus prácticas actuales de consUIID, mo de

los recursos que más se ha visto sacrificado es 1a calidad del agua. Cada vez son mis las fuentes

de agua contaminadas por a]gún tipo de industria o pob1ación debido a m rml manejo de este

recurso, por esto 1a necesidad de tratar 1as aguas residuales que se generan de cualquier actividad

hmnana, con el fin de disminuir el impacto que esta pueda generar sobres los 1agos, ríos, rmres

o cua]q_uier fuente de agua con 1as que llegue a hacer contacto.

Cada año el sector productivo del país se preocupa mis por 1a necesidad de disminuir su

huella ecológica, esto no solo por m term legal sino también ético y ecológico, el cual si se

aprovechan bien los recursos puede traer consigo m beneficio a largo p:Jaw. Además, se debe

tormr en cuenta que el cliente rreta es parte de lUla sociedad cambiante que cada vez se interesa

mis en cuidar los recursos naturales, por lo que además de su ahorro en recursos se crea ma

irmgen de empresa responsable.

La compañía donde se llevó a cabo el proyecto, 1a cual para efectos de este proyecto

11armrerros ''La empresa", se dedica al procesamiento de fruta, cuenta con a1rededor de 300

empleados y trabaja 24 horas por día, 6 días a 1a sermna. Debido a esto se genera lUla cantidad

diaria considerable de agua residua~ 1a cual va cargada tanto de rmteria orgánica (de origen

vegetal y hummo) corro de productos químicos que se utilizan en el proceso. La empresa se

ubica en una :wna donde colinda con dos ríos y posee tres nacientes de agua dentro de sus 90

000 rn.2 de propiedad. De aquí 1a necesidad de 1a empresa de realizar m manejo muy cuidadoso

y responsable de este residuo.

Las rrejoras estructurales de su antigua p1anta de tratamiento de agua residual

permitirían a 1argo p:Jaw liD aumento en sus cifras de producción sin contaminar las fuentes de

agua, ademis, se asegura el cumplimiento de 1a legislación vigente en el país en cuanto a los

límites de vertido en fuentes de agua. Sin embargo, aparte de m rrejor diseño con rmyor

capacidad de reducción en 1as cargas contaminantes de agua, siempre se debe pensar en

prevención y en rrejora continua, para así lograr el rrenor efecto en 1a rrenor cantidad de agua

posible.

A partir de esto, se torm el proyecto corro lUla necesidad de obtener los rrejores

rendimientos posibles tanto a lUla p1anta de tratamiento de agua residual corro los procesos

previos a 1a depuración de agua.

XV

Capítulo 1: Marco teórico

1.1 Ténninos y definiciones

A continuación se presenta 1a definición de algunos términos o sig]as utilizados coiilÚnlrente y

presentes en este proyecto.

DQO: Demmda Química de Oxigeno

DBO: Demmda Bioquímica de Oxigeno

DBOs,2o:Dermnda Bioquímica de Oxigeno que se obtiene rrediante m ensayo realizado

al medir el oxigeno disueho en una rrn.restra en m lapso de 5 días con una temperatura de 20 °C.

F AF A: Fihro Anaerobio de Flujo Ascendente.

GyA: Grasas y Aceites.

pH: Potencial de Hidrógeno

RAFA: Reactor Anaerobio de Flujo Ascendente (o UASB por sus sig]as en ingles).

RMC: Reactor de Me:zc1a Completa.

SSed: Sólidos Sedirrentables.

SST: Sólidos Suspendidos Totales.

SSVR: Sólidos en Suspensión Vo1átiles en el Reactor

1.2 Clasificación de los tipos de contaminantes de agua

El tratamiento que se le da al agua de desecho en una industria es especial para cada tipo

de empresa, esto porque se debe torrm en cuenta cada proceso que esta realice y el tipo de

residuo que contenga. Los contaminantes de agua se c1asifican en tres categorías: quimicos,

fisicos y biológicos (Rarm1ho, 1996). Los contaminantes químicos abarcan tanto orgánicos

como inorgánicos, en los residuos orgánicos el principal problerm es la disminución de oxígeno

disueho debido a la degradación biológica de estos, mientras que los desechos inorgánicos

presentan problerms de carácter tóxico, sin embargo, en algunas sustancias inorgánicas como

1

los nitritos y los sulfitos se puede presentar una disminución del oxígeno disueho debido a la

oxidación de estos a nitratos y sulfatos (Rarm1ho, 1996).

SO 2- +!o -+SO 2-3 2 2 4 (1.1)

(1.2)

Los contamimntes fisicos incluyen cambios térmicos, color, turbidez, espmm y

radioactividad, mientras que los contaminantes biológicos son los responsables de transmitir

enfermedades corro el cólera, la tifoidea y la paratifoidea (Rama1ho, 1996).

El Reg]arrento de Vertido y Reúso de Aguas Residuales N° 33601 del MINAE que rige

actuahrente en Costa Rica c1asifica 1as aguas residuales en dos: de tipo ordinario y de tipo

especial Este reg]arrento define el agua residual de tipo ordinario corro "Agua residual

generada por 1a actividad doméstica del ser hUimllO (uso de inodoros, duchas, lavatorios,

fregaderos, 1avado de ropa, etc.)" (s. f, s. p.), el cual presenta corro obligatorio el análisis de los

siguientes pará.Iretros: Cauda~ Demmda Bioquímica de Oxígeno (DBOs,2o), Demmda Química

de Oxigeno (DQO), Potencial de Hidrógeno (pH), Grasas y aceites (GyA), Sólidos

Sedirrentables (SSed), Sólidos suspendidos totales (SST), Sustancias activas al azul de rretileno

(SAAM) y Temperatura (T). Mientras que el agua residual de tipo especial depende del tipo

actividad industrial que se lleve a cabo. (Energia, 2018)

1.2.1 Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO)

Este parárretro da una idea de 1a concentración de rmteria orgánica biodegradable y se

calcu1a a partir de la disminución de 1a concentración de oxígeno disueho en el agua, después

de incubar una rrn.restra durante m tiempo que suele ser de 5 días. La rredida debe hacerse en

1a oscuridad para evitar la producción futosintética de oxígeno y rmnteniendo liD pH entre 7 ,O

y 7,5. Las unidades de DBO son en mg de 02 L-1 (Doménech & Pera~ 2006).

1.2.2 Demanda Química de Oxígeno (DQO)

Corresponde a la oxidación química de las sustancias oxidables que contiene 1a rrn.restra.

Se expresa en términos de la cantidad de oxígeno equivalente al oxidante quimico gastado en la

2

valoración, mg de 02 L-1, igual que 1a DBO. El valor de 1a DQO es rmyor que 1a equivalente de

1a DBO, esto debido a que se utili:za un oxidante mis fuerte que el oxígeno, de modo que oxida

un rmyor nfurero de sustancias. Habitualmente se utiliza 1a re1ación DBO/DQO para estirmr 1a

biodegradabilidad de un agua residua~ valores superiores a 0,4 puede considerarse

biodegradable, mientras que por debajo de 0,2 se considera no biodegradable (Doménech &

Pera~ 2006).

Existen cuatro métodos para determinar el DQO en una rrn.restra de agua residual:

• Método norrmlizado de oxidación al dicrormto: en este se calienta 1a muestra de

voh.nren determinado en un exceso de dicrormto potásico en presencia de ácido

sulffirico por un tiempo de dos horas, transcurrido este tiempo 1a rmteria orgánica

se oxida transfOrmando el dicrormto en ion crómico como se muestra en la

ecuación l. 3.

(1.3)

Por lo cua~ 1a rredición se lleva a cabo por valoración del dicrormto restante o

por determinación colorimétrica del ion crorro producido. Este método presenta

el inconveniente de que si 1as aguas presentan cloruros estos interfieren en 1a

prueba de DQO ya que los cloruros son oxidados por el dicrormto de acuerdo

con 1a ecuación 1.4.

(1.4)

Esta aheración de cloruros se puede evitar adicionando sulfato de rrercurio para

furrmr cloruro de mercurio que se encuentra en furrm no ionizada. Se

recomienda utilizar una re1ación de 10 a 1 entre sulfato y cloruro (Rarmlho,

1996).

• Ensayo de oxidación de permmgana to: este ensayo utili:za perrmnganato de

potasio en lugar del dicrormto, 1a rrn.restra se calienta hasta ebullición con un

exceso de perrmnganato en una disolución de ácido sulñrrico por 30 minutos. La

solución de un color rosa se enfría y se le añade oxalato de arronio, el cual vuelve

1a disolución incolora. El oxa1ato se calcu1a por diferencia mientras que el

3

permanganato se calcu1a por estequiometria. La ecuación l. 5 corresponde a la

oxidación del oxa1ato.

• Ensayos de evaluación rápida de DQO: existen distintos ensayos rápidos para

determinar DQO, entre estos 1a digestión de dicrormto por periodos inferiores a

1as 2 horas. En estas técnicas se da una digestión de K2CT2Ü7-lliS04-AgS04 a

165 oc durante 15 minutos. La solución se diluye con agua destilada y se valora

con sulfato am)nico ferroso.

• Métodos instnurentales para 1a determinación de DQO: este método es muy

rápido y da resuhados reproducibles. Un ejemplo es el método de precisión

AquaRator, desarro11ado por Dow Chemical Company, en el cual 1a

determinación de DQO tarda dos minutos con una reproducibilidad en un

intervalo de ±3 % (Rarm1ho, 1996).

1.2.3 Sólidos Suspendidos Totales (SS1)

Esta representa 1a fracción de sólidos suspendidos en el agua residual corro rmterial no

disuelto. Los sólidos suspendidos comprenden a los flotantes, sedirrentables y no sedirrentab les

(coloides). La turbidez del agua 1a causan principalmente los sólidos suspendidos, una cantidad

excesiva de estos puede ser perjudicial para la vida en los ríos y 1agos. Los sólidos sedirrentab les

se miden (cono Irnhofl) en mililitro de sedirrento por litro de agua sedimentada, mientras que

los sólidos suspendidos se determinan por fihración en miligrarro de sólido por litro de agua

(Ramos Ohros, 2003).

1.2.4 Grasas y Aceites (GyA)

La principal característica de 1as grasas y aceites es 1a insolubilidad en el agua y están

presentes en casi todos los residuos domésticos debido al uso cotidiano en cocinas. La

determinación de estos se realiza por el análisis de cambio de color de una muestra estándar de

azul de metileno. La importancia de esta prueba radica en que estos ocasionan 1a furrmción de

natas y limitan la transferencia de oxigeno al agua (Delgadillo, 2010).

4

1.2.5 Potencial de Hidrógeno y Temperatura

La importancia del potencial de hidrógeno jmto con 1a temperatura del agua del vertido

radica en que muchos de los seres vivos que habitan los 1agos y ríos (donde se vierte el agua de

desecho) no sobreviven a condiciones rruy ahas o bajas de estos dos parárretros y presenta un

riesgo importante para el hábitat natural El análisis de estas se puede realizar rrediante

valoración o equipo digital en el caso del pH y con m termórretro en el caso de 1a temperatura.

Cada mo de estos parárretros tiene m valor máxirro de ley que se debe respetar tanto

de vertido corro de reúso, los cuales se rrn.restran en el Cuadro 1.1 :

Cuadro 1.1. Límite máxirro de vertido establecido en Costa Rica para parámetros obligatorios para residuos ordinarios.

Parámetro

DBOs,2o (mg'L)

DQO (mg'L)

Sólidos Suspendidos (mg'L)

Grasas y Aceites (mg'L)

Potencial de Hidrogeno

Temperatura (°C)

Sólidos sedirrentables (mUL)

Sustancias activas al azul de

rretileno (mg'L)

Límite máximo

Vertidas en alcantarillaos Vertida en cuerpo

sanitarios receptor

300 50

750 150

300 50

50 30

6a9 5a9

15 a40 15 a40

5 1

5 5

Las procesadoras de alimentos, en especial las de frutas según el reglamento citado

anteriorrrente para el tratamiento de residuos especiales, deben cmnplir con los parámetros

establecidos de Nitrógeno y Fosfuro en sus aguas de vertido.

S

Cuadro 1.2. Límite maxrrro de vertido y reúso establecido en Costa Rica para parárretros obligatorios para residuos especiales para procesadoras de fruta.

Parámetro Límite máximo

DBOs,2o (mg'L)

DQO (mg'L)

Sólidos Suspendidos Totales (SST) (mUL)

Nitrógeno (mg'L)

Fosforo (mg'L)

150

400

150

50

25

En 1a rmyoría de los casos los residuos ordinarios y especiales se mezclan para tratarse

jmtos, de rrodo que los límites de estos parámetros C se calcu1an con respecto a los caudales

(Qi,j) y los límites de cada parárretro Ci, utilizando 1a siguiente ecuación:

(1.6)

1.3 Etapas del proceso de una planta de tratamiento de aguas residuales

A pesar de que ningún proceso de tratamiento de aguas es igual a otro sí existe ma serie

de pasos a seguir a 1a hora de elimimr contaminantes, en el libro de Metcalf & Eddy, Inc se

c1asifica de 1a siguiente rmnera:

1.3.1 Tratamiento previo

El objetivo principal de este tratamiento es 1a separación de cuerpos gruesos, arenosos y

natantes que se arrastran junto con el agua y pueden afectar 1as fases siguientes del tratamiento

y dañar mecánicamente los equipos por forrmción de sedimentos en tuberías y conductos de 1as

insta1aciones. A1gunos de los tratamientos previos más frecuentes son los siguientes (Rarmlho,

1996):

• Cribado: se emplea para 1a reducción de sólidos en el agua, se utilizan rejillas de

a]gún rmterial que no interactúe quimicamente con el contenido de las aguas. La

abertura de las rejillas va a depender del tipo de sólidos presentes y 1a 1imp ie za

de estas puede ser manual o mecánica. A1gunos tipos son 1as rejas y los tamices.

6

• Desarenado: se utili:za para separar las arenas arrastradas en suspensión por el

afluente. Se consideran corro arenas toda partícula sólida densa no putrescible,

estas pueden generar sedirrentaciones dentro de los equipos y tuberías si no se

retiran en esta fase previa. Los métodos mis commes de desarenado son el

desarenador de flujo horiwnta~ el cual consisten en un tanque donde se

disminuye la velocidad y la presión del agua de rrodo que las partículas puedan

sedirrentar y el desarenador de flujo inducido, este se da por acción rrecánica,

usuahnente mediante desarenadores aireados.

• Desengrasado: consiste en la separación en furrm de espmms flotantes y de las

grasas y aceites arrastrados por el agua residual Estas pueden generar problemas

de adhesión en aparatos, conductos o depósitos, obstrucción de las rejillas finas,

perturbación en el proceso de digestión de lodos y dificulta la aireación correcta

en la depuración rrediante el proceso de lodos activos. Es muy común que se

utilice el mismo tanque de sedirrentación para separar la rmteria flotante, ya que

estos no interfieren en la velocidad de descenso ni de flotación de ninguna de las

dos rmterias, también económicarrente es más eficiente tener un solo equipo que

cmnpla con estas dos fi.mciones.

• Homogeni:zación: se utili:za cuando existen distintos afluentes con diferente

caracteri:zación o en caso de que los caudales varíen III.lCho por intervalos de

tiempos cortos, de modo que se pueda asegurar un flujo y concentración lo mis

constante posible a la entrada de las etapas posteriores. Esto facilita tanto el

diseño de las plantas corro el fi.mcionamiento adecuado de los sisterms de

tratamiento, lo que rrejora el rendimiento de los sisterms biológicos y las etapas

fisicoq uímicas.

1.3.2 Tratamiento primario

El tratamiento prirmrio tiene corro objetivo el ajuste de las condiciones a la etapa

biológica, esta etapa comúnmente pueden ser etapas fisicas, quimicas o fisicoquímicas según

sean las condiciones que se tenga del afluente. Las operaciones unitarias que normalmente se

utili:zan en el tratamiento previo son (Lopez Vasquez, Buitrón Mendez, Garcia, & Cervantes

Carrillo, 2008):

7

• Flocu1ación: es m proceso que permite 1a sedimentación de partícu1as en

suspensión no sedimentables, es decir, de los coloides, partícu1as con m tarmño

entre (50- 2000) Angstrom que no tienen el suficiente peso y densidad para

sedirrentar. La sedirrentación se logra mediante 1a desestabili:zación de 1a carga

eléctrica en la superficie de estas sustancias utilizando sales metálicas de calcio,

hierro y alrnninio, lo que posibilita el contacto entre ellas y su consecuente

aglomeración, furrmndo flóculos con rmsa suficiente para sedirrentar.

> Proceso fisico: se utiliza en condiciones ahas de concentración de sólidos en

suspensión, lo que provoca que sin adición de floculantes y únicamente con

agitación se logra 1a precipitación de estos sólidos. Para este proceso se requiere

de tanques especiales para dar 1a agitación adecuada y que permita precipitar las

partícu1as.

> Proceso quimico: en algunos casos nmguno de los dos procesos anteriores son

suficientes para precipitar 1a rmteria en suspensión, por lo que se deben agregar

coagu]antes, estos van a ayudar al proceso de floculación a que se dé lUla rmyor

precipitación de estos sólidos. El proceso de coagu]ación se lleva en tres etapas:

desestabilización del ion negativo de los coloides, furrmción óxidos hidratados

con carga positiva que atraen los contaminantes de cargas negativas y por último

1a adsorción superficial de estos contaminantes por los flócuhs del coagu]ante.

• Neutralización: 1as aguas de procesos industriales suelen contener productos

ácidos o alcalinos los cuales deben neutralizarse tanto para 1as etapas biológicas

corro al vertido en cualquier cuetpo receptor. El proceso de neutralización

obedece a la reacción:

Ácido+ Base~ Sal +Agua (1.7)

Este proceso se suele reali:zar utilizando, según sea el caso, soluciones básicas o

ácidas como ácido sulñrrico (H2S04) o Hidróxido de sodio (NaOH). En caso de

ser aguas levemente ácidas se puede utilizar cal (CaO). Las condiciones de pH

ideales para proceso biológicos se encuentran entre 6.5 y 8.5.

8

1.3.3 Tratamiento secundario

El objetivo principal del tratamiento secmdario es la eliminación de la carga orgánica

biodegradable disuelta en el agua jmto a otros contaminantes, rrediante el crecimiento de

microorganismos que asimilan la rmteria orgánica, los cuales se reproducen y origimn nuevos

microorganismos insolubles que después se separan de 1as aguas y se tratan. En el tratamiento

de agua residual existen distintos organisrros biológicos que se encargan de la depuración del

agua (Berto1a & Martín Contreras, 2007):

• Microorganismos prirrmios: estas son 1as bacterias (aerobias, anaerobias o

facultativas) y las algas unicelulares, estos microorganisrros son capaces de

rretabolizar la rmyoría de la rmteria orgánica.

> Microorganismos aerobios: estos obtienen su energía (catabolisrro) rrediante

1a oxidación de sustancias (orgánicas en su rmyoría) en presencia de oxígeno.

Los sisterms biológicos son los que se utilizan comúnmente debido a que

depuran mis rápido el agua residual y la estabilización del sisterm es III.lcho

mis rápida y segura. La reacción general que define este proceso se da de la

siguiente rmnera:

CxHyOzNbSf ~ C02 + H20 + N03 +SO/­

CxHyOzNbSf ~ CsH702N

(1.8)

(1.9)

El 50% del carbono en el agua residual pasa a ser biormsa mientras que el

50 % restante se convierte en C02, en cuanto al ba1ance de energía el 60 %

de la energía disponible en el agua pasa a las célu1as. Esto hace que la

generación de biormsa en estos sisterms biológicos sea tan alta.

> Microorganismos anaerobios: en este caso 1a oxidación de la rmteria orgánica

se reali:za en ausencia de oxígeno, estos sisterms se utilizan para reducir

cargas orgánicas muy altas en donde se vuelve poco eficiente reacciones

aerobias con tan altas dermndas de oxígeno en el agua. Son sisterms por lo

general mis económicos debido a que no requieren oxigenación, sin embargo

son poco eficientes a bajas cargas orgánicas, por lo que deben ir acompañados

9

de m post tratamiento. La reacción general de este tipo de sistemas se da de

1a siguiente forrm:

CxHyOzNbSf ~ C02 + CH4 + H2S + NH3 + H20

CxHyOzNbSf ~ CsH702N

(1.10)

(1.11)

A1gunas de las ventajas de estos sisterms anaerobios es su baja generación

de microorganismos ya que la rmyor parte del carbono y de energía se

transfieren a 1a generación de gas natura~ el cual también se puede

aprovechar como combustible natural en otros procesos. El 9 5 % del carbono

y el 90 % de energía pasan a ser biogás, mientras que solo el 5 % del carbono

se convierte en biormsa y el5% de 1a energía pasa aJas célu1as. Esto también

provoca que 1a generación de biomasa necesaria para el buen fi.mcionamiento

de los reactores sea mucho más lento que en los sisterms aerobios.

• Algas Foto sintéticas: estas no consmnen directa.Irente la rmteria orgánica pero

sí el C02, arroniaco y fosfatos en 1a fotosíntesis (producción de oxígeno), con

esto ayudan a rmntener 1a condiciones aerobias del sisterm.

• Hongos y a]gas multicelulares no fotosintéticas: los hongos al igual que los

microorganismos pueden metabolizar 1a rmyoría de los compuestos orgánicos y

amque en condiciones óptirms no son tan eficientes como los microorganismos,

los hongos pueden llegar a ser predominantes en los afluentes con alto contenido

de carbohidratos en condiciones de pH bajo y déficit de nitrógeno u oxígeno.

• Anirmles microscópicos: estos requieren mis rmteria orgánica que la que se

encuentra en las aguas, por lo que también se alimentan con bacterias, esto hace

que se utilicen para separar el exceso de bacterias y ayuda a clarificar el agua. Se

utilizan en aguas rruy limpias.

Dentro del tratamiento secmdario se debe considerar también el trabajo que realizan 1as

enzirms, 1as cuales ayudan a catalizar reacciones quimicas del proceso de depuración Son muy

útiles en caso de sustancias orgánicas de cadenas largas donde la degradación es rruy lenta,

10

como lo es en casos de degradación de celuhsa o proteínas. La Figura 1.1 rrn.restra m ejemplos

de cómo actúan las enzirms sobre 1a celuhsa para formar glucosa .

. /

00 ~

1

Figura 1.1. Representa.ci<)n del modo de acción de 1as celu1asas, glucosa. Fuente: Barreto, 2008

1.3.4 Tratamiento terciario

Esta etapa se utiliza para eliminar contaminantes que el tratamiento biológico aerobio o

anaerobio no elimina, especiahnente contaminantes orgánicos no biodegradables y nutrientes

minerales como el nitrógeno y sales de rosforo. (Metcalf & Eddy, Inc., 2003)

• Eliminación de contamimntes no biodegradables: 1a adsorción es m proceso

rruy utilizado para este fin, en el cual según sea el contaminante se pueden

utilizar distintos rmteriales adsorbentes, el carbón activado es tal vez el que mis

se utiliza debido a su capacidad de adsorción de casi todas 1as sustancias

11

orgánicas y de componentes residuales inorgánicos corro nitrógeno, sulfuros y

rretales pesados.

La adsorción es m proceso que consiste en 1a retención de m soluto sobre la

superficie de m sólido, esta retención puede ser por rrecanisrro s fisicos mediante

fuerzas de Van der W aals, en cuyo caso se puede regenerar el adsorbente o

rrediante rrecanismos quimicos por reacción entre el soluto y el adsorbente.

• Eliminación de nutrientes: los principales nutrientes a tratar en este tipo de

tratamiento son el nitrógeno y el fósforo ya que estos en m ambiente acuático

aceleran el proceso de eutrofización, el cual consiste en la prolifuración de a]gas

en ellos ríos y 1agos debido al exceso de este nutriente, por lo que altera de gran

mmera el equilibrio del ecosisterm del agua.

> Eliminación de nitrógeno: en 1as aguas residuales urbanas, industriales y

:wotécnicas, el nitrógeno se encuentra en forrm orgánica y corro urea

(CO(NH2)2), sin embargo, debido a 1a degradación biológica este nitrógeno

se transforrm a nitrógeno arroniacal (Nlli y NH4+). La forrm más común de

eliminar nitrógeno es el proceso de nitrificación-denitrificación, el cual

elimina el nitrógeno del agua en forrm gaseosa. La nitrificación se da en dos

etapas, prirrero es la oxidación de amoniaco en nitrito (N02-) y en la segunda

etapa se transforrm este nitrito en nitrato (N03-). Este es liD proceso autótrofo

que llevan a cabo a]gunos microorganisrros (Nitrosorronas y Nltrobacter) en

presencia de oxígeno. Las reacciones simplificadas de ambas etapas se

rrn.restran a continuación:

Prirrera etapa (Nitrosación):

NH4 + + 1.502 ~ N02 - + 2H++ H2 0 +(58- 84kcal) (1.12)

Segunda etapa (Nitrificación):

N02 - + 0.502 ~ N03 - + (15- 21kcal) (1.13)

Una vez concluida 1a etapa de nitrificación, se debe eliminar el nitrógeno de

1as aguas mediante 1a denitrificación, 1a cual consiste en una serie de

12

reacciones en condiciones anóxicas donde el nitrato se reducirá de nuevo a

nitrito, el cual se reducirá a óxido nítrico (NO), que a la vez se reduce a óxido

nitroso (N20) para finalmente producir nitrógeno gaseoso (N2). De esta

mmera se puede eliminar hasta el 90 % del nitrógeno presente en el agua

residua~ sin embargo hay que tener especial cuidado de que este proceso de

denitrificación no se dé en el sedimentador de lodos biológicos, pues el

nitrógeno gaseoso se impregna a los flóculos y por diferencia de densidades

lo lleva nuevarrente a 1a superficie, lo que afecta el proceso de sedimentación

en esta etapa.

> Eliminación de fósfOro: 1a eliminación de fósfOro puede hacerse por vía

quimica, fisica o biológica. La eliminación por via quimica puede darse

utilizando alumimto sódico o clonrro rerrico, también se emplea sulfato

rerrico y ca~ se da rrediante precipitación que puede ser en la sedirrentación

prirrmia o secundaria. El proceso de precipitación se describe con 1a siguiente

reacción:

Cal

(1.14)

Alrnninato sódico.

(1.15)

Sales férricas.

Fe 3+ + H PO 3-n +-+ FePO + nH+ n 4 4 (1.16)

En la eliminación de fósforo por via biológica se utilizan microorganismos

capaces de acumular en su rredio interno celular una cantidad sensiblemente

rmyor que 1a que requieren para su crecimiento celular.

En la eliminación de fósfOro por via fisica un ejemplo es 1a uhrafiltración por

ósrrosis inversa. Se utiliza una membrana semiperrreable en donde atraviesa

el solvente pero no el soluto.

13

1.4 Tipos de tratamientos biológicos

Estos seres biológicos que ayudan a 1a depuración de agua se desarrollan según sea el

tipo de reactor o tratamiento que se utilice, de los cuales existe una gran variedad que se

clasificará en dos grandes grupos:

1.4.1 Tratamiento biológico de tipo natural

Estos sisterms por lo general son de grandes volúrrenes, por lo que presentan una alta

resistencia a los grandes go]pes de carga hidráulica, sin embargo tienen el inconveniente de que

su rendimiento depurativo está altarrente determinado por 1a influencia de 1as condiciones

climiticas. Existen dos tipos de tratamientos biológicos de tipo natural (Lopez Vasquez, Buitrón

Mendez, Garcia, & Cervantes Carrillo, 2008).

• Lagunas de aireación: este es m sisterm aerobio de rre:zc1a completa o próximo

a esto, es una laguna poco profi.mda que crea las condiciones de m reactor. En

estos sisterms aerobios el oxígeno es smninistrado rrediante venti1adores de

superficie rápidos. Las necesidades de oxígeno de este sisterm se cifran entre 0.7

y 1.4 veces la DBOs que se quiera elimimr.

Entre los beneficios de este tipo de reactores destaca su :tacil insta1ación y

rmntenimiento. Entre los inconvenientes que presenta es aho consUIID eléctrico

en re1ación a 1a baja de 1a DBOs. Otra consideración es su alto tiempo de

retención hidráulica, el cual es de m tiempo aproxirmdo de 1 O días, esto permite

rmntener una concentración elevada de bacterias ya que 1a velocidad de

evacuación del agua es inferior a la velocidad de reproducción de

microorganismos, esto hace que sea innecesaria 1a recircu1ación de biomasa del

sedirrentador a la laguna de aireación

• Lagunas o estanques de estabilización: estos son grandes embalses donde la

carga orgánica se rerrn.reve por 1a acción de microalgas y bacterias saprófitas

principalmente. Es muy utilizado para tratar aguas de pequeñas commidades de

clirm cálido o temp1ado ya que es una opción económica de :tacil gestión para el

tratamiento de estas aguas, pero también se puede utilizar en aguas residuales de

origen industrial siempre y cuando 1as aguas sean en su rmyoría de carácter

14

orgánicos y no posean sustancias que puedan inhibir 1a actividad bacteriana.

Algunas de 1as ventajas de este sisterm son su aha resistencia a los cambios de

contaminante, pH y carga hidráulica, permite una :tacil separación y digestión de

los fangos. Son económicos en su fi.mcionamiento ya que no requieren de la

incmporación artificial de oxígeno, sino que se da una oxigenación directa de la

atmósfera y 1a fOtosíntesis de 1as microalgas. El gran inconveniente sin duda es

el gran espacio que este sisterm requiere, tanto así que se llega a definir 1a carga

por unidad de superficie y tiempo en hectáreas en lugar de metros cuadrados. Las

1agunas de estabilización se pueden c1asificar de distintas rmneras.

> De acuerdo con el contenido de oxígeno:

> Lagunas aerobias. En estos predominan los procesos aerobios.

> Lagunas anaerobias. Fundarrentahrente tienen lugar los procesos

anaerobios.

> Lagunas facultativas. Predominan tanto los procesos aerobios corro los

anaerobios.

> Lagunas aireadas. En ellas el oxígeno se smninistra artificialmente.

> De acuerdo al lugar que ocupan en re1ación a otros procesos:

./ Lagunas prirrmias. Reciben aguas residuales crudas .

./ Lagunas secundarias. Reciben efluentes de otros procesos de tratamiento .

./ Lagunas de rmduración S u propósito es reducir el nfurero de

microorganismos indicadores.

1.4.2 Tratamientos biológicos de instalación

Estos sisterms biológicos pueden c1asificarse en dos grandes grupos según el modo de

cultivo de los microorganismos que reali:zan 1a depuración (Rarm1ho, 1996).

• Sisterms de biormsa suspendida

> Lodos activos: este es un reactor aerobio de me:zc1a completa que utiliza

aireación mecanizada mediante bombas de agitación de agua o sop1adores

15

que cmnplen con 1a fi.mción de oxigenar y agitar al misrro tiempo. Es

posiblemente el sisterm que mis se utiliza para 1a depuración de agua en

sistemas industriales, esto debido a su :tacil fi.mcionamiento y estabilidad. El

fi.mcionamiento de este sistema es principalmente 1a bioflucu1ación que se

citó anteriorrrente, estos flóculos contienen una concentración elevada de

microorganismos que a 1a vez generan mis flóculos. La idea es que estos se

rmntengan siempre en suspensión para generar contacto con el agua a tratar.

En estos sisterms es muy importante la concentración de oxígeno necesaria

para que los microorganisrros desarrollen su crecimiento y absorción

> Sisterm anaerobio de rre:zc1a completa: este en un sistema de rrezcla

completa al igual que el lodos activos pero con microorganisrros anaerobios,

el cual se debe rmntener en condiciones cerradas. Estos sistemas pueden ser

con o sin recirculación de biormsa, el cual debe rmntenerse entre 20 y 100 g

de biormsa/L de agua. La rre:zc1a dentro de estos reactores puede darse por

agitación rrecánica dentro del reactor utilizando un hélice o con recircu1ac ió n

de gas impulsado por un sisterm neumitico.

> Lecho de lodos: este tipo de reactor es muy conocido también como Reactor

Anaerobio de Fh.Yo Ascendente (RAFA) o UASB (por 1as sig]as en inglés de

Upjlow Anaerobic Sludge Blanket). Este es un reactor anaerobio que utiliza

1a fuerza hidráulica del agua que ingresa por 1a parte inferior para mantener

1a biomasa en suspensión, debido a esto es muy importante en este tipo de

reactores tener condiciones de entrada muy estables, principalmente de carga

hidráulica, un caudal muy alto puede generar el arrastre y 1a pérdida de 1a

biomasa activa en el reactor. Este tipo de reactores se utilizan principalmente

para tratar cargas orgánicas muy ahas.

• Sistemas de biormsa fija.

> Filtros perco1adores aerobios: estos reactores utilizan lechos bacterianos por

los cuales se hace pasar el agua y al hacer contacto con estos es donde queda

1a rmyor parte de 1a materia orgánica disueha en el agua. Estos sistemas

tienen un fondo falso a lo interno del reactor que le da sostén al lecho y deja

16

1.5 Cinética

m espacio vacío para facilitar 1a oxigenación natural del agua. A 1a salida de

este reactor se debe colocar m sedirrentador para separar 1a biormsa que

pueda ser arrastrada del lecho. En algunos casos es necesario recircu1ar agua

de este sedimentador en caso de que el afluente no sea suficiente para

rmntener rrojado el lecho (rrojado, no inundado).

> Sisterm biológico rotativo de contacto: consiste en lUla batería de discos

paralelos que giran sobre m eje horiwntal y se smrerge m 40 % de su

totalidad, lo que provoca que estén en contacto con el agua y 1a atrrosrera de

furrm ahernada para facilitar 1a oxigenación Al igual que el filtro perco1ador

1a biormsa se adhiere a los discos y es donde se deposita 1a rmyoría de la

carga orgánica.

> Fihro anaerobio: al igual que el filtro aerobio en este se insta1a m lecho por

el cual atraviesa el agua y en el que van a perrmnecer 1a biormsa y los

microorganismos adheridos, a diferencia del filtro aerobio este reactor sí se

inmda con el agua para no permitir 1as corrientes de aire que puedan oxigenar

el sisterm anaerobio. Estos reactores son cerrados y pueden ser de flujo

ascendente o descendente. Son muy estables y de :tacil rmntenimiento.

Los procesos biológicos del tratamiento secmdario pueden ser sisterms anaerobios o

aerobios según 1a carga orgánica a tratar. Para cargas muy ahas de DQO es más eficiente tratar

los residuos con procesos anaerobios debido a que 1a dermnda de oxígeno que requiere el

sisterm es muy aho, mientras que para cargas bajas de DQO es rrejor utili:zar procesos aerobios

debido a 1a facilidad y estabilidad que brinda este sisterm en comparación al anaerobio (Metcalf

y Eddy, Inc., 2003).

La cinética celu1ar (r' e) de estos procesos viene definida por 1a tasa de crecimiento celular

(re) y 1a tasa de rrn.rerte endógena (rd) de los microorganismos.

(1.17)

17

Esta tasa de crecimiento celu1ar depende de 1as variables de 1a tasa de crecimiento

específico y 1a concentración de microorganismos de 1a siguiente rmnera:

(1.18)

Donde re= dX/dt es 1a tasa de crecimiento celu1ar en unidades de mg SSVRIL*Día, ~es

1a tasa de crecimiento especifico en 1/Día y X es 1a concentración de microorganismos en mg

SSVRIL. La tasa de crecimiento específico va a depender de 1a concentración de sustrato

disponible, como se muestra en 1a Figura 1.2.

¡.tm ----------- =.-:;¡;-,;;;-.---~------ --

oncen1raci6 n de mrt ··entes "rn ilan.tes,

Figura 1.2. Re1ación de 1a tasa de crecimiento especifico de los microorganismo con 1a concentración de sustrato en el sisterm.

Fuente: Metcalfy Eddy, Inc., 2003

La tasa de crecimiento específico máximo se representa como ~. S es 1a concentración

de sustrato (DBO) en mg'L y Ks es 1a constante de velocidad rredia, 1a cual es 1a concentración

de sustrato a 1a mitad de 1a mixirm tasa de crecimiento especifico.

S Jl = JlmKs+S (1.19)

18

Por lo tanto a partir de 1as ecuaciones 1.18 y 1.19 se obtiene 1a tasa de crecimiento celular

de 1a siguiente forma:

dX SX dt = Jlm Ks+S (1.20)

Por otro 1ado, 1a taza de muerte endógena de los microorganismos depende del

coeficiente de rrn.rerte endógena y de 1a concentración celu1ar.

(1.21)

De este modo y al torrm en cuenta las ecuaciones de 1a 1.17 a 1a 1.21 se puede calcular

1a cinética celu1ar de 1a siguiente manera:

(1.22)

Los microorganismos al consmnir el sustrato para su reproducción y crecimiento

microbiano se genera una re1ación entre el consUIID de sustrato (DBO) y la concentración de

biormsa (X), la cual es completa.rrente lineal como se rrn.restra en 1a Figura 1.3.

900 ..-... X -ra 111 m 600 E o a:¡

300

Sustrato (S)

Figura 1.3. Concentración de Biormsa (X) en fi.mción de 1a concentración de sustrato (S) para el desarrollo de un microorganismo en un sisterm batch.

La flecha indica el sentido del tiempo y el triángulo 1as condiciones iniciales. Fuente: Bertola y Martín Contreras, 2007

19

De 1a Figura 1.3 se puede deducir una re1ación entre 1a concentración de biormsa y el

sustrato utilizando 1a ecuación de 1a recta (y =mx+b) de 1a siguiente rmnera:

S=b-mX

dS -=-m dX

(1.23)

(1.24)

Donde m es una constante y su valor va a depender del tipo de microorganismo o 1a

rre:zcla de estos que se desarrolle en el reactor biológico. Según 1a evidencia bibliográfica y

como se observa de 1as ecuaciones 1.20 y 1.21 1a cinética microbiana es de orden 1, por lo que

se puede representar de 1a siguiente forrm para reactores continuos con una concentración de

sustrato constante:

(1.25)

Donde K es el coeficiente cinético de crecimiento de los microorganismos en d-1• Por lo

que al combinar la ecuación 1.25 con 1a 1.23 y 1.24 se puede deducir que 1a cinética de

descomposición de sustrato (DBO) es de prirrer orden para liD sisterm continuo con

concentración de biormsa (constante) (Berto1a & Martín Contreras, 2007)

dS = -K'S dt

(1.26)

Donde K' es el coeficiente cinético de descomposición de sustrato en d-1• En base a esto

podemos definir la ecuación 1.26 como la cinética de 1a p1anta de tratamiento, donde 1a

velocidad de descomposición de la rmteria orgánica va a depender de 1a concentración

instantánea de rmteria orgánica por el coeficiente cinético.

De todo lo expuesto en este capítuh se obtiene el sustento bibliográfico para el análisis de causa

que se reali:za en el capítuh 4, esto jliDto el capítulo siguiente y la memoria de cálcuh de 1a

p1anta de tratamiento.

20

Capítulo 11: Compañía Frutera

La empresa en 1a cual se llevó a cabo el proyecto se dedica a 1a obtención, procesamiento

y exportación de conge1ado de frutas tropicales y tubércuhs mediante 1a tecnología de

Individual Quick Freezing (IQF). La empresa se fi.mdó en enero de 2006 y ofrece piña

convenciona~ piña orgánica, papaya, mmgo, banano, melón, fresa, yuca y otros tubérculos bajo

su rrmca y otras privadas para clientes minoristas e industriales de América del Norte, América

del Sur y Europa.

Esta empresa cuenta con m total de 307 empleados tanto en 1as fincas como en 1a p1anta

de producción, 1a cual cmnple con los estándares internacionales de procesamiento de alirrentos

y cuenta con certificaciones internacionales como BRC, Kosher, Carbon Clear, BPM entre otras.

2.1 Descripción del proceso productivo:

Si bien esta empresa tiene lUla amplia variedad de productos, el 98 % del producto

procesado es piña, ya sea convencional u orgánica casi 1a totalidad de los residuos líquidos del

procesado de frutas son desechos de piña. En cuanto a los desechos líquidos especiales por el

proceso están los de ácido peracético y cloro provenientes de los proceso de desinfección de 1a

fruta. Al final de 1a sección se encuentra m Diagrarm de Flujo de Proceso del proceso

productivo, a continuación lUla breve descripción del mismo:

La fruta entra a 1a p1anta cargada en vines p1ásticos provenientes así desde 1as fincas. Lo

primero que se hace en p1anta es torrm lUla muestra aleatoria de frutas para corroborar su estado

de calidad, rmduración y grados brix. Una vez que los encargados de calidad aprueban el lote

se pasa el lote completo a unas cárrmas de refrigeración, donde perrmnecen no rrenos de 24

horas hasta alcanzar 1a temperatura de 6 °C.

Una vez que se escoge el lote para procesarlo se saca de 1as cámaras y se pasa 1a fruta

por unas pilas de desinfección con cloro a (50-150) ppm, donde se le da m tiempo de retención

mínimo de m minuto. Estas pilas se vacían cada cierto tiempo según lo considere el personal

encargado de control de calidad.

Lo siguiente es colorar 1as piñas en bandas transportadoras donde se llevan a 1a :wna de

pe1ado, en esta :wna rmnualmente se le quitan 1as tapas (en caso de ser piña) y después con un

21

equipo hidráulico individualrrente se le quitan el resto de 1a cáscara y el corazón (en caso de ser

otra fruta o tubérculo todo el proceso es completarrente mmua1).

Después de la zona de pelado, se vuelve a colocar 1a fruta en bandas transportadoras

donde se llevan a otra zona Darmda zona de saneado, aquí mmualrrente se terminan de dar los

acabados a 1a fruta quitando cualquier rastro de cáscara, corazón u ojos de piña (de ser el caso).

Los desechos sólidos de fruta obtenidos en las áreas de pelado y saneado se llevan rrediante liDa

banda transportadora o una tolva para luego utilizarlos corro corresponda, mientras que los

desechos líquidos que se generaron se drenan hacia 1a p1anta de tratamiento de agua residual

Cuando la fruta se encuentra limpia de semillas, cáscara y demás se coloca una en liDa

miquina hidráulica que reali:za los cortes de fruta según el tamaño demandado por el cliente,

estos trozos caen sobre una banda transportadora en la que se da 1a saniti:zación por aspersión

con ácido peracético al (60-80) ppm Los efluentes de esta zona también se drenan a 1a p1anta

de tratamiento.

Luego de que se desinfecta la fruta se procede a colocar en el IQF por lotes para congelar

los trozos individualmente hasta una temperatura de -18 °C. A la salida de este se empaca en

pesos según el pedido del cliente y se ahmcena a cámaras de frío a -20 oc hasta el día de salida

del contenedor.

Todos los días de 5 am a 7 am se reali:za liD proceso de limpieza profi.mda donde se

desarmm todos los equipos para reali:zar liD 1avado de todos los equipos y utensilios que se

utilizan en el proceso, así corro el techo, paredes y piso de las zonas de proceso. En este proceso

de limpieza se utiliza liD producto llamado Thunder, el cual es liD compuesto de detergentes

químicos.

22

• r

c· 1 n

DI D

23

2.2 Componentes de agua residual generados en proceso

• Jugo de 1as frutas: el 98 % de 1as frutas procesadas es piña, por lo que los

componentes que pueden afectar 1a p1anta de tratamiento son provenientes de

esta. Entre 1as consideraciones que se deben torrm es su aho contenido de

azúcares disuehos, los cuales amrentan 1a carga orgánica del agua residual

jmto con 1as porciones no tan significativas de proteínas y a]gunos minerales

(Ramírez y De1ahaye, 2011).

Ademis del aho contenido de azúcares existen dos compuestos presentes en

1a piña que pueden ser de importancia a la hora de depurar el agua: 1a

bromelina y el carboxirretilcelulosa.

> Bromelina: esta es ma enzima proteolítica que se encuentra en rmyor

concentración en el tallo de 1a p1anta, sin embargo la cáscara y el corazón

de 1a fruta presentan ma concentración considerable de 1a misrm, mientras

que el cuetpo de 1a fruta presenta ma concentración mucho menor.

Actuahrente, a la bromelina se le han encontrado muchos usos por su

acción de catalizadora de la hidrolisis en la proteína o compuestos de

cadenas 1argas y dificiles de procesar o descomponer (Flores, 2012).

> Carboxirretilcelulosa: este es m compuesto orgánico derivado de la

celuhsa también conocido corro carmelosa o CMC. El CMC tiene utilidad

en la medición y usos culinarios debido a que es m espesante natural

presente en a]gunos compuestos lignocelulósicos corro los bagaws de

piña y caña así corro compuestos rmdereros. Una de sus cualidades es su

aha solubilidad en azúcares (sacarosa, fiuctosa) (Pacheco, 2002).

• Hipoclorito de Sodio (cloro): el cloro que se emplea en la desinfección de 1a

fruta con cáscara se usa a ma concentración de entre 50 y 150 ppm, es muy

eficaz en la eliminación de microorganismos que puedan afectar 1a calidad y

vida útil de 1a piña, en especial en procesos donde 1a fruta no se cocina o

calienta para eliminar contaminantes biológicos de este tipo. Sin embargo,

este misrro erecto antiséptico que se busca actué sobre la fruta puede generar

25

erectos no deseados en una p1anta de tratamiento biológico donde

concentraciones superiores a 4 ppm pueden afectar a los microorganismos

encargados de llevar a cabo 1a descomposición orgánica (Torres, 2008).

Existen varias forrms de descomponer el hipoclorito de sodio, una es por 1a

misrm acción de oxidación sobre 1a rmteria orgánica en 1a que actúa (en este

caso 1a piña), lo que hace que 1a concentración de cloro después de realizar su

tarea de desinfección sea menor. Otra es 1a neutralización con ácido, forrmndo

una sal sódica y agua, mientras que 1a otra de 1as forrms y 1a mis económica

si lo que se desea es descomponer el cloro residual es mediante el efecto de 1a

luz so1ar, el cual descompone el hipoclorito en cloruros y oxígeno (Castro,

2004).

• Ácido peracético: es un agente de desinfección que se utiliza mucho en 1a

industria alirrenticia para inhibir el crecimiento microbiológico y así retardar

1a descomposición de los alirrentos. Este es un compuesto acuoso que siempre

se encuentra en equilibrio bajo condiciones contro1adas con peróxido de

hidrogeno y ácido acético, sin embargo, en presencia de luz, calor o aire se

descompone :tacilmente, lo que favorece 1a reacción hacia el1ado de los

reactivos (W eissermel y Arpe, 1981 ):

(1.27)

El ácido acético se descomponen en peróxido de hidrogeno en presencia de

bases, por lo que generalmente se ahnacenan con compuestos estabilizadores

en medios ácidos (Weissermel y Arpe, 1981).

• Thunder: Este es un detergente industrial alcalino cuyos ingredientes activos

son hidróxido de sodio, ácido dodecilbencensulfónico y 2-butoxietano~ con

una concentración de 2, 9 y 18 % p/p respectivamente. Thunder cuenta con

una biodegradabilidad del 100 % a los 28 días. Mientras que su

descomposición se da con productos ácidos y corrosivos según su ficha

técnica.

26

2.3 Estado inicial de la planta de tratamiento

La empresa cuenta con m sisterm de tratamiento de agua residual nuevo, rediseñado

con el fin de adecuarse a 1as nuevas características de 1a empresa y torm en cuenta el

crecimiento productivo que ha tenido en los úhimos años. Para esto se mantuvo el sistema

de tratamiento preliminar y primario que ya existía y se rediseñó el sisterm a partir del

tratamiento secmdario.

Los equipos e instalaciones con 1as que se cuenta son los siguientes:

• Tratamiento preliminar: 1a prirrera etapa es lUla caja retención de sólidos

gruesos forrmdo por lUla pi1a de 2,5 m de 1argo por 2,5 m de ancho y 1,5 m

de profi.mdidad y 6 1áminas perforadas con orificios de 0,5 cm de diárretro,

dos de estas 1áminas con lUla inclinación de 60° de la horiwntal y 4 de ellas

completa.rrente verticales. El rmntenimiento y limpieza de esta etapa es

completa.Irente manual

Una vez salida el agua de estas cajas de rejillas va a m tanque que se utiliza

corro sedirrentador pero que originalmente era m tanque séptico de aguas

negras, por lo que su forrm y diseño es completa.Irente cuadrado y cerrado

forrmdo por dos reservorios separados por lUla pared. Esta etapa tiene un

tiempo de retención aproximado de 2 horas, con dirrensiones de 5 m largo por

2 m de ancho y 2 de profi.mdidad.

Se cuenta también con m tanque séptico con 1as misrms dirrensiones del

anterior al cual llegan las aguas negras de la empresa. En este tanque se

separan los sólidos provenientes de este tipo de aguas y la salida de ambos

tanques se mezclan los dos efluentes en lUla caja de registro completamente

cubica de 0.125 rn.3.

27

Figura 2.1. Caja de rejillas para separación de sólidos de proceso.

• Tratamiento prirrmio: el proceso cuenta con una etapa de ajuste de pH con

Hidróxido de Sodio, para el cual se utiliza una tanqueta de 1 m3 que dosifica

por gravedad directamente a 1a tubería de salida de 1a caja de registro de

horrogeni:zación de 1as aguas.

• Tratamiento secmdario: se cuenta con m sistema de tres reactores en serie, el

prirrero al que entra el agua es el RAFA, este rebalsa por gravedad e ingresa

a m F AF A que tiene corro sustrato piedra de distinta granulometría, por

últirro, pasa a m RMC aerobio. En 1a Figura 2.2 se rrn.restran los tres reactores

en serie.

28

Figura 2.2. Reactores en serie RAFA-FAFA-RMC (En construcción).

• El RMC cuenta con liD sedirrentador de lodos, con liD volurren de 74m3 y un

tiempo de retención aproxirmdo de 6,9 horas, este se encuentra dividido por

dos lonas y furrm 3 cámaras para asegurar la retención de natantes y lodos a

1a siguiente etapa.

Figura 2.3. Sedimentador secmdario de lodos.

29

• Tratamiento terciario: corro parte del nuevo sisterm de tratamiento de agua

residual se instaló una biojardinera como tercera etapa para la rerroción de

nutrientes. Esta cuenta con plantas aptas para 1a remoción, principalmente de

nitrógeno.

Lo expuesto en este capítuh son 1as características cualitativas relevantes, de los procesos

unitarios de 1a empresa y la condiciones iniciales de 1a planta de tratamiento, esto para el

análisis y criterios a considerar en el fi.mcionamiento y arranque de la planta. En el capítulo

4 y en el Anexo 2 se verán las características de importancia en cuanto a 1a calidad del agua ..

30

Capítulo 111: Metodología

El proyecto se enfocó en el arranque y definición de los parámetros operativos de 1a

nueva p1anta de tratamiento de agua residual, en una empresa procesadora de fruta.

Para esto, prirrero se realiW m proceso de investigación a partir de 1a base de datos

de 1a Universidad de Costa Rica, sisterms de biblioteca, Internet y artícuhs re1acionados con

el term.

Seguido, se determinaron las condiciones y características reales de 1a p1anta de

tratamiento, para esto antes de entrar en fi.mcionamiento 1a p1anta se midió con una cinta

métrica cada mo de los 1ados y aristas de los reactores, con estos datos se determinó el

volurren de cada mo con ayuda del prograrm AutoCAD de Autodesk, se modeló en 3D el

diseño final de los tres reactores y su respectivo volurren Una vez se finalizó 1a construcción

de los reactores se procedió a llenar los mismos con el agua residual de 1a empresa. Durante

los primeros 7 días se realizaron rrn.restreos (rrn.restra compuesta a dos horas) al agua cruda a

1a salida del tratamiento preliminar a los cuales se les determinaron parámetros de

importancia como pH y temperatura, para lo que se utilizó m pHmetro HANNA, Sólidos

Sedirrentables con liD cono lmhoff y DQO con liD fotómetro multiparámetro HANNA. A 1a

salida del sisterm de reactores se midió el caudal de agua con ayuda de m recipiente

graduado y m cronómetro.

Para iniciar con el proceso de arranque de 1a p1anta de tratamiento lo primero fue

realizar los ajustes pertinentes en 1a memoria de cálculo a partir de los valores que se

obtuvieron del proceso anterior, se ajustaron tanto los volúrrenes de los reactores como 1as

variables de 1a caracterización Para esto se respetaron los criterios de diseño del ingeniero

responsable y se realiW m análisis exhaustivo para corregir los erectos en las variables que

estos cambios puedan ocasionar.

Se realizó m p1an de acción de mejoras del sisterm a partir del análisis anterior, el

cual se aplicó a lo 1argo del proceso de arranque debido a m term económico de 1a empresa.

31

Durante todo el proceso de arranque se rronitoreó cada 5 horas pará.Iretros corro pH

y temperatura en la entrada y salida de cada uno de los reactores de 1a p1anta, caudal en el

efluente del úhimo reactor, los sólidos sedirrentables se obtuvieron una vez por día en el

efluente del reactor aerobio (SSVLM) y una vez por semma en los fundos del RAFA,

mientras que para determinar DQO se hicieron rrn.restras compuestas de 200 mL cada hora

durante 24 horas una vez a 1a sermna.

Una vez que los parárretros se consideraron estables se determinó 1a concentración

óptirm de biosólidos en el reactor aerobio de mezcla completa (RMC), esta se determinó al

hacer un análisis de DQO a 1a entrada y salida del reactor para cinco concentraciones distintas

de sólidos sedirrentables. Para amrentar 1a concentración de sólidos en el reactor aerobio se

recirculó 1a totalidad de los lodos durante un día (sin purgar) hasta alcanzar la concentración

de lodos deseados. Se rmntuvo 1a concentración deseada durante 48 horas y mediante una

rrn.restra compuesta fihrada de dos horas se determinó la DQO de entrada y salida del reactor,

esto para cinco concentraciones de sólidos sedirrentables de 35, 45, 55, 65 y 75 mUL.

Luego que el sisterm estuvo estable con 1as mejores condiciones de fi.mcionamiento

posible se realiW un balance de rmsa del sisterm de reactores, por lo cual se consideró la

entrada de rmsa disuelta y 1a salida de rmsa tanto disuelta corro en furrm de gas o extraída

en furrm sólida.

Para determinar 1a rmsa disuelta tanto en 1a entrada corro en la salida del sisterm se

utilizaron los datos de cauda~ DQO entrada RAFA y DQO salida RMC de los últirros 5 días

del arranque de la planta de tratamiento (del día 256 al 261 de arranque). Para la medición

de 1a rmsa extraída corro gas natural en los reactores anaerobios se utilizó un anerrometro y

se midió 1a velocidad del gas de salida de la tubería los días 258, 259 y 260 del arranque, se

tormron mediciones de velocidad cada hora durante los tres días (48 horas), con el diámetro

de 1a tubería y el tiempo que perrmneció abierta se determinó 1a producción diaria de gas

natural (ver Apéndice C.4.2). A partir de 1a potencia de 1as bombas y los tiempos de purga

se determinó también el caudal de purga de los reactores, para el caso del reactor de lodos

activos (RMC) se determinó 1a concentración de 1a purga con un cono Inhoff. El caudal de

entrada y salida de los reactores se torro corro constante, considerando que lo que pudo variar

por evaporación es despreciable al igual que lo añadido por soluciones de óxido de calcio,

32

durante estos días no se presentaron lluvias que pudieran aherar de a]guna furrm el caudal

de salida. El C021iberado en 1a oxidación de 1a rmteria orgánica del RMC se determinó

rrediante la proporción en peso de 70/30 para biosólidos/C02, debido a 1a dificultad de

cuantificar 1a generación real de C02 en el reactor. La extracción de sólidos del RAFA se

realizó diariamente sin caudal de entrada para aurrentar 1a concentración de los misrros. El

volurren extraído se determinó al medir el caudal de salida de 1a bomba y el tiempo de purga

como se muestra en el Apéndice C.4.3., sin embargo, el peso de rmsa seca y su composición

no se pudo determinar debido a 1a naturale:za de 1a rre:zcla. Al estar 1a p1anta de tratamiento

en estado estacionario se consideró que no existe acumulación en ninguno de los reactores.

Para determinar 1a cinética global de los reactores y el coeficiente K se utilizó la

ecuación 1.26, donde S es 1a DBO de salida, So 1a de DBO de entrada y t es el tiempo de

retención en los reactores, este tiempo va a depender únicamente del caudal de entrada pues

el volumen de los reactores es constante. Este análisis se llevó a cabo por octuplicado, durante

25 días se reali:zaron 8 muestras compuestas (2 por sermna) a dos horas a 1a entrada de los

reactores y a 1a salida de los misrros. Los valores de DBO s,2o de cada muestra se determinaron

en el1aboratorio de aguas del Instituto Tecnológico de Costa Rica. Se obtuvo liD valor de K

para cada liDO de los 8 análisis utili:zando liD caudal prorredio de los dos días anteriores al

análisis para cada muestra. El resuhado se comparó con el coeficiente K que se obtuvo a

partir de la misrm ecuación 1.26 con los valores prorredio de DQO y caudal obtenidos

después de que se estabiliW la planta de tratamiento (Cuadro B.5) y se utilizó la re1ación

DQO/DBO igual a 2, esto para determinar la DBO promedio.

Por últirro, a partir de los valores reales de 1a planta y de los cambios que se realizaran

en la misrm, se corrigió el Manual de Operación y Mantenimiento a partir del rmnual

presentado por TSM Soluciones con los valores de diseño, se rrodificó el rmnual para

corregir los valores actuales de obra gris y de calidad de agua, como también el rmnejo de

biosólidos de los sedirrentadores y reactores, de modo que se cump1a con el Decreto N°

39316-S Reg]amento para el Manejo y Disposición Final de Lodos y Biosólidos.

33

3.1 Equipos e instrumentos

En el Cuadro 3.1 se incluye una lista de equipos e instnurentos que se utilizaron para

1a obtención de datos y valores en el proyecto. Todos los equipos los suministró 1a Compañía

Frutera.

Cuadro 3.1. Equipos e instrumentos empleados en el proyecto. Equipo Marca Capacidad

Digestor de muestras

Fotómetro

muhiparámetro

pHmetro portátil

TesterdepH

Mini controlador de

pH

Medidor OD

Cronómetro

Anemómetro

Cono Inhoff

HANNA Instrument

HANNA Instrument

HANNA Instrument

HANNA Instrument

HANNA Instrument

HANNA Instrument

Casio

WeatherHawk

VITLAB

16 viales de 16

x 100 mm

1 vial de 16 x

lOO mm

1-14

1-14

1-14

0-7mg!L

1000 mL

Precisión

± 2 °C {25 °C)

(O a 150) mg!L:

(150 a 1500) mg!L:

(1500 a 15000) mg!L:

pH: ± 0,01 (25 °C)

Temp: ± 0,4 oc ± 0,1 (20 °C)

± 0,1 (20 °C)

OD: ± 0,01 mgiL (25 °C)

Temp: ± 0,4 oc

±3%

(O a 2) mL: ± 0,1 mL

(2 a 10) mL: ± 0,5 mL

(10 a 40) mL: ± 1 mL

(40 a 100) mL: ± 2 mL

(100 a 1000) mL: ± 10 mL

34

Capítulo IV: Discusión y análisis de resultados

4.1 Detenninación de las condiciones reales de la planta de tratamiento

4.1.1. Volumen de los reactores

En 1a Figura 4.1 se muestra el modelo final en 3D de los reactores en serie RAFA­

FAFA-RMC, los cuales están unidos en m solo tanque grande separados por paredes de

concreto (ver Figura 2.2), a diferencia de 1a siguiente irmgen, que se presentan separados en

su totalidad para lUla mejor apreciación de los mismos.

Figura 4.1. Diseño de los reactores de 1a p1anta de tratamiento de agua. Fuente: Realización propia (2017)

En el Cuadro 4.1 se muestran los volúrrenes reales que se obtuvieron a partir de 1a

rredición de sus 1ados lUla vez finalizó 1a obra gris, junto con los volúrrenes teóricos de

diseño, los especificados en 1a rremoria de cálcuh. En el caso del RAFA y el F AF A son

reactores de flujo pistón (PFR por sus sig]as en inglés) en los cuales 1as reacciones se llevan

a cabo en el lecho, donde se encuentran los microorganismos ya sean libres en forrm de

flócuh s para el caso del RAFA o adheridos a 1a grava en el caso del F AF A, por lo que el

volurren del lecho (o volrnnen de reacción) es distinto al volrnnen total del reactor. El reactor

de lodos activos por el contrario es m reactor de rre:zc1a completa, por lo que el volurren de

reacción es 1a totalidad del volurren de mezcla, por lo tanto, 1a totalidad del reactor.

35

Cuadro 4.1. Volúrrenes reales y teóricos de los reactores de 1a p1anta de tratamiento.

Volumen del Volumen total

Volumen total Volumen del del reactor Reactor lecho teórico lecho real

teórico del reactor real

(m3) (m3) (m3) (m3)

RAFA 78.0 57.6 326.0 266.7

FAFA 87.5 85.5 122.7 110.3

RMC 137.0 130.0 137.0 130.0

Debido a errores o problemas en 1a reconstrucción de los reactores, causados por 1a

adaptación de 1a infraestructura ya existente (se convirtió m reactor aerobio grande de rrezcla

completa en los tres reactores RAFA-FAFA-RMC), el voh.nren final del lecho del RAFA es

considerablerrente mis pequeño que el que se propuso en el diseño, 26, 1 % menos que el

voh.nren requerido, por lo que se convierte en una variable a considerar para el arranque y

estabili:zación de 1a p1anta. Mientras que el F AF A y el RMC los volúrrenes reales representan

una disminución de 2,3% y 5,1% rrenos respectivamente, si bien se pueden considerar estas

variaciones corro aceptables, para análisis posteriores se va a trabajar con los datos reales

del volumen, esto para considerar 1a variación que se pueda generar a partir de los cambios

en el diseño.

4.1.2. Calidad del agua residual

El Cuadro 1 de 1a rrerroria de cálcuh (Anexo B) muestra 1a caracterización de 1as

aguas residuales de tipo especial con las que se basó el diseño de la p1anta de tratamiento,

con datos que recolectó el personal de 1a empresa desde agosto del 2013 a julio del 2014,

mientras que el Cuadro 2 de este mismo Anexo muestra una caracterización típica de aguas

residuales de tipo ordinario, ambas calidades de agua fueron 1a base para el diseño de los

reactores. Debido al tiempo transcurrido desde 1a obtención de estos datos y el arranque de

1a planta es importante verificar que 1a calidad de agua sea al menos similar y se mantenga

dentro de los parámetros de diseño, por lo que en el Cuadro 4.2 se presentan los datos

obtenidos de 1a caracterización que se realiW la prirrera semana de arranque de los reactores

(del 1 al 7 de noviembre del año 20 15).

36

Cuadro 4.2. Caractemación del agua residual cruda (rre:zda tipo especiales y ordinaria). Parámetros Mínimo Promedio Máximo

Caudal (Lis)

ph

Temperatura COC)

Sólidos sedimentables (mL/L)

DQO(mg!L)

1.0

3.9

19.4

1

5418

3.7

4.3

21.8

32

7388

10

4.6

24.1

80

8315

Estos datos se torrmon a 1a salida del tanque de homogeni:za.ción donde 1as aguas

ordinarias y 1as especiales ya se rre:zdaron Entre los parárretros a tomar en cuenta están los

sólidos sedirrentables, estos rrn.restran m c1aro incremento en comparación con los de diseño,

son sólidos que no han sido removidos por el pretratamiento del sisterm y pueden generar

una serie de afectaciones al sisterm, tanto en eficiencia en los reactores como de carácter

rrecánico en los equipos. Otro de los datos a considerar es 1a variación tan amplia entre el

valor mínimo y máximo del caudal de agua a 1a entrada, lo cual puede generar problemas

pues el RAFA es m reactor que su fi.mcionamiento adecuado depende de m caudal mínimo

y máximo por área de reactor, esto para rmntener una velocidad de ascenso tal que los

flóculos generados por los microorganismos se encuentren en suspensión y en contacto con

el agua a tratar.

El resto de los parárretros se encuentran dentro de 1as consideraciones del diseño,

esto no implica que no se pueda rrejorar u optimizar para alcanzar m rmyor rendimiento de

los reactores y obtener una rmyor depuración del agua, además de a1argar 1a vida útil del

sisterm de tratamiento de agua en general

4.2 Ammque y ajuste de parámetros

Del capítulo anterior y de 1a memoria de cálculo en el Anexo 2 (Mora, 20 15), se tiene

que a]gunos parárretros variaron con respecto al diseño, por lo tanto lo primero que se hizo

durante los prirreros días de arranque de 1a p1anta fue ajustar estos cambios a 1a memoria de

cálculo, para determinar los cambios y los ajustes que deben darse en 1a operación de 1a

misrm. Paralelo a esto se desarrolló m p1an de acción para rrejorar, hasta donde fuera

posible, cada una de 1as variables que afectan el sisterm y de esta forrm se rrejoró el proceso

37

y los parámetros de entrada al sisterm de tratamiento de agua a lo 1argo del arranque de 1a

p1anta de tratamiento. El Cuadro 4.3 rrn.restra el p1an de acción para mejoras del proceso.

Cuadro 4.3. P1an de acción de rrejoras de cada etapa y proceso unitario de 1a p1anta de tratamiento.

Parámetro

Sólidos totales (mL/L)

Caudal (Lis)

Valor

Desead> Análisis del problema Actual

(ideal)

~20 :::;5

1-10

El sistema de rejillas verticales y de extracción manual que existe, además de estar obsoleto debido al crecimiento de la empresa, fuerza los sólidos a pasar a través de las rejillas, esto por la velocidad del agua en picos de caudal aho, además de generar un arrastre de sólidos no disueltos al RAFA, aumenta también la carga orgánica disuelta por los azúcares de la fruta que se hbera en el agua.

Existen dos problemas con el caudal:

l. La irregularidad en el caudal a lo largo del día vuelve inestable el proceso normal de los reactores. En especial el RAFA que tiene una tolerancia menor a los cambios de cauda~ esto para mantener la velocidad de ascenso necesaria que mantenga los sólidos en suspensión.

Mejora propuesta

Cambiar todo el pretratamiento de rejillas antiguo por una cnba de 0.5 mm de diámetro alimentada por una bomba de diafragma.

Se escogió este diámetro de abertura debido a que fue el que presentó una mayor retención de sólidos con las pruebas realizadas con fihros Kondor.

El sistema de criba con bomba de diafragma elimina los sólidos enteros antes de aportar más carga orgánica al agua.

l. Crear un cárcamo de bombeo (tanque de ahnacenamiento de agua para ser bombeada) que alimente el agua para el tratamiento, pero que a la vez funcione como ecualizador de cauda~ de manera que se eliminen los picos ahos y bajos de caudal a ciertas horas críticas del proceso.

2. Realizar un programa de P+L (Producción más Limpia) avalado por gerencia y con un sistema de mejora continua parn disminuir el consumo de agua

38

Cuadro 4.3. (Continuación). Plan de acción de mejoras de cada etapa y proceso unitario de la planta de tratamiento.

Parámetro

Volúmenes de

Valor

Desead> Análisis del problema Actual

(ideal)

Mejora propuesta

RAFA: 57.6

FAFA:

RAFA: 78

2. El caudal acumulado en las diferentes áreas de la diario está muy cerca del empresa. caudal de diseño máximo de la planta, lo que no da un margen de tolerancia para días especiales con más agua o un crecimiento en el desarrollo productivo de la empresa.

Disminuir el caudal diario acumulado mediante el proyecto de P+L se aumenta el tiempo de retención hasta alcanzar como mínimo el tiempo de retención de diseño.

los reactores ( 3) 85.5 m

FAFA: 87.5

Los volúmenes reales de los reactores son más pequeños que los de diseño, principalmente enelRAFA.

En el caso del RAFA como medida adicional se aumenta la ahura del lecho de 1.6 a 2 m, esto no implica un cambio :fiSico en la estructura del reactor sino una concentración mayor de biosólidos a la ahura de 2 metros. Medida sujeta a la eliminación de sólidos descrita anteriormente.

Temperatura CC)

RMC: 130

:::;24

RMC: 137

~25

Aunque no existe ningún Dar más tiempo de retención a problema con la las aguas desde la salida de la temperatura de entrada a planta de proceso hasta la los reactores, se sabe pcc entrada de los reactores con la la teoría que la cinética incorporación del cárcamo de microbiológica aumenta bombeo a la criba, además de un con la temperatura, por efecto cascada a la salida de la lo que aumentar esta criba que permita aumentar la hasta condiciones temperatura a las condiciones ambientales mejora la ambientales de la zona que eficiencia de los alcanzan en promedio una reactores. temperatura de 30 °C.

39

Cuadro 4.3. (Continuación). Plan de acción de mejoras de cada etapa y proceso unitario de la

planta de tratamiento.

Parámetro

pH

Valor

Desead> Análisis del problema Actual

(ideal)

Mejora propuesta

9l.3 6-8

El pH de las áreas de proceso sale muy bajo para las condiciones microbiológicas de los Instalar un sensor de pH con reactores, la dosificación regulador que dosifique de soda caustica se hace automáticamente la soda manual lo que provoca caustica para mantener que no siempre se tenga constante siempre el pH entre 6 el pH adecuado debido a y 8. los picos de caudales que se tienen a lo largo del día.

Este p1an de acción se desarrolló poco a poco durante el proceso de arranque según

el presupuesto de la empresa, en el cua~ al igual que al inicio de 1a puesta en rrmcha, se

ajustó cada cambio de parárretros en la memoria de cálcuh confurrre se daban las rrejoras

correspondientes hasta obtener los valores finales (en su estado estable), los cuales se

rrn.restran más adelante en el Apéndice B (Cuadro B.5).

Al analizar individualrrente cada variable a lo largo del proceso de arranque, junto

con su p1an de acción ejecutado se puede ver 1a interacción o el erecto que se generó sobre 1a

DQO final del sisterm. Para los datos de pH, temperatura y caudal que se muestran en las

Figuras 4.2, 4.4, 4.6 y 4.7 se graficó utili:zando un prorredio de los datos que se torrmon

diariarrente durante todo el proceso de arranque. El análisis de los datos inicia con la variable

que mis impacto presentó al fi.mcionamiento de los reactores, el cauda~ tanto el volumen

total diario como los picos de caudal se analizan en las siguiente figuras.

40

4,50

4,00

3,50

3,00

VI 2,50 +

:::. ·. 2,00

1,50

1,00

0,50

0,00 o

•.

+ + +

+

•

+

+

•

50

+ +

• • • +

••

+ + +

• •

+ +

+

+

+

+ + + +

•

+

100 150

Tiempo (Días)

•• •

+

+

•

+

+ +

• • +

• +

200

+

+ + +

+ +

+

25:0

•

+ • •

Figura 4.2. Gráfica del caudal pmtual de agua (promedio diario) que entra a 1a p1anta de tratamiento.

400

350

300

250

1: 2oo 150

100

50

o

•

• . : . . . . .. ,,. . ' .. . .. . .. . :... .. • • • • • • ... \.\ .

•

•

•• • •

• • • ••• • •• •1 . ., . . . . '. . .. ·' .,., .. , . . .. . .. .,, . \ . ~ ·: .. . . . . . ~. ~.; . .... .. . . . . . ........... ·, . . . .. ·. . .... ' ... ' ..... ~· . ... ·. ~ . . . . . .. .·• . \ . . • • • • • ••

• . , • • • • • • • ..... . • • • • • • • •

• • • • •

o 50 100 150

Tiempo (Días)

200 250

Figura 4.3. Gráfica del volurren de agua consmnido por 1a empresa diariarrente.

Como se rrencionó anteriorrrente el caudal de agua arecta tanto por volurren total

como por los picos que se generan en horas críticas. La construcción del cárcamo de bombeo

que fi.mcionaría como ecualizador de caudal y la criba tardaron un tiempo, se puso en

fi.mcionamiento hasta el día 104 del día de arranque de 1a p1anta, con el inconveniente que

por un error en 1a construcción del cárcamo, este quedó de 1a mitad de su volumen

recorrendado, por tanto la fi.mción de ecualizar el caudal no fi.mcionó correctarrente. En horas

de caudal pico se llena el tanque y se debe poner 1a bomba a trabajar a un caudal mucho

41

rmyor para que no se desborde el agua del cárcamo, lo que causa de igual rmnera m caudal

mis aho del recorrendado.

El proyecto de P+L se puso en rmrcha desde 1a tercera sermna de arranque de 1a

p1anta, enfOcándose principalmente en capacitaciones al personal de proceso, sin embargo la

faha de compromiso y 1a aha rotación de personal en 1a empresa dificultó que se pudieran

observar resuhados concretos, por el contrario, a partir del día que se puso en marcha el

fi.mcionamiento del cárcamo se puede observar en 1a Figura 4.3 m leve increrrento en el

consmno total de agua de 1a empresa.

Debido a la faha de resuhados con capacitaciones al personal y el error en la

construcción del cárcamo, se refOrzó el proyecto de P+L y se realizaron cambios a los

procedimientos de 1a línea de proceso y mejoras estructurales a a]gunos equipos y zonas de

1a empresa que generaban el rmyor impacto en el consmno de agua. En concreto se realizaron

4 rrejoras que rmrcaron una diferencia sustancial en el consmno de agua:

• Colocación de una bomba de recircu1ación en modelos intercambiadores de

calor: anteriormente 1a bomba se encontraba dañada, por lo que había m flujo

continuo de agua, m consmno constante de aproxirmdamente 0.7 Us.

• En la línea de desinfección de producto terminado se cambió el procedimiento

de aspersión a inrrersión: el sisterm de aspersión contaba anteriormente con

nueve aspersores por línea con m consmno constante de 1 Umin, lo que en

total con 1as dos líneas representaba m consmno diario de 25 rretros cúbicos,

el consmno de agua por inmersión se redujo a aproxirmdarrente 5 rretros

cúbicos diarios.

• Se rellenó m excedente en el volurren de 1as pi1as de 1avado de fruta: 1as pilas

de lavado se vacían al rrenos 5 veces al día, al existir m volurren rmyor al

necesario se genera m consmno de agua que se puede evitar.

• Se cambió el procedimiento de 1avado de cajas de chorro de agua a inrrers ió n:

al igual que 1a desinfección, en lugar de tener una tubería abierta consmniendo

agua constanterrente, se cambió a pi1as de inrrersión donde se reutiliza el agua

por vanas caJas.

42

Estos cuatro cambios (entre algunos otros menores) aplicados a partir del día 180 (ver

Figura 4.3) representaron una disminución del consUIID de agua promedio en 80m3 diario.

Esto no solo disminuyó el volumen de agua tota~ sino que también junto con una mejor

distribución de 1as horas criticas de proceso se logró ecualizar el caudal de entrada a 1a planta

de tratamiento, como se puede ver en 1a Figura 4.2, lo que fue clave para 1a estabilización de

1a planta de tratamiento y su eficiencia, como se verá mis adelante con el análisis de los otros

parámetros. En este punto, con un caudal de entrada en promedio de 1.6 Us no se cumple

con 1a mínima velocidad de ascenso en el RAFA (0,6 mlh) para rmntener los biosólidos en

suspensión, por lo que se implementó una recircu1ación de agua de 5 Us para mmtener una

velocidad de ascenso promedio en 0.7 mlh.

El cárcamo y la criba también están dentro del p1an de acción para mejorar los

parámetros de temperatura y sólidos totales a 1a entrada de los reactores, en 1a Figura 4.4 se

rrn.restra el cambio que tuvo la temperatura al dar un rmyor tiempo de retención al agua antes

de entrar a los reactores.

28,00

27,00

u 26,00 • e__ 25,00

~ 24,00 ::J ~ 23,00 .... [ 22,00

E 21,oo ~

~ 20,00

19,00

18,00 o

• • • •

•

• • • ••

• • • •

••

50

• • •

• •• •

100

• • • . . . . .. .

•

•

•

150

Tiempo (Día)

• • • • •

• • •

•

• • • • •

200

• . . . .. . .. • •

250

•

• •

Figura 4.4. Gráfico de la temperatura promedio diaria de entrada a los reactores a lo largo del tiempo de arranque de la planta de tratamiento de agua.

A partir del día 104 se notó un aumento abrupto en 1a temperatura seguido de una

disminución inmediata de esta debido al incremento del caudal que se analizó anteriormente.

Después del día 200 se lograron mmtener 1as condiciones de caudal constante como se puede

apreciar en 1a Figura 4.4 una temperatura entre los 24 oc y 26 °C.

43

En cuanto a los sólidos totales, 1a criba y el cárcamo no obtuvieron el resuhado

esperado, en el Cuadro 4.4 se deta11a cada una de las rrodificaciones al diseño propuesto que

generaron liD problerm rmyor en cuanto a los sólidos totales.

Cuadro 4.4. Detalles del cárcamo de bombeo y criba. Eqwpo Varianre Efecto

Bomba

Reji11a

En lugar de la bomba de Esta bomba fuerza los sólidos orgánicos (tro:ws

diafragrm se instaló ma de piña) a pasar a través de 1as aspas del equipo,

bomba centrifuga. esto provoca m efecto de triturado, lo que

La rejilla de 0.5 mm

propuesta no se instaló

genera m tarmño de partícu1a menor y hace

mis dificil su rerroción Esto genera una

concentración muy aha de sólidos no disueltos

en los reactores.

También amnenta los sólidos disueltos en el

agua, debido ala aha concentración de azúcares

que contiene 1a piña, lo que amrenta 1a DQO

de entrada al sisterm.

Un amnento en el diámetro de abertura de 1a por faha de presupuesto,

rejilla, surmdo a la disminución del tarmño de en su lugar se puso ma

partícu1a provocó que una aha concentración 1ámina de acero con

perforaciones de 0.8 de sólidos no disuehos llegara a los reactores.

mm de diámetro.

Todo esto hi:w que pasara una aha cantidad de sólidos no disueltos al prirrer reactor

RAFA, principalmente en horas críticas de III.lCho cauda~ donde se genera m rmyor arrastre

debido 1a agitación del sedimentador prirrmio. La acurnu1ación de estos sólidos se dio

principahrente en el RAFA y con una concentración menor en el F AF A

La piña, corro se vio en el Capítulo 2.2 contiene m compuestos llamado

Carboxihnetil celulosa (CMC), el cual fi.mciona corro espesante natural que le da ma

44

consistencia ge1atinosa al agua. Los sólidos en el agua y los compuestos ge1atinosos

precipitan en su rmyoría en el primer reactor (RAFA), abarcando el espacio fisico en donde

por diseño deben estar los biosólidos encargados de llevar a cabo 1as reacciones para 1a

depuración de 1a carga orgánica.

Esta entrada de sólidos no disuehos a lo 1argo de todo el proceso de arranque no se

pudo elimimr, como medida de acción correctiva se implementó una purga de 1 m3 diario de

los fondos del RAFA sin caudal de entrada (para precipitar los sólidos en el fondo del reactor

y hacer una extracción lo más concentrada posible), esto para evitar la acurnu1ación excesiva

de sólidos en el reactor. Esta purga también extrae los biosólidos necesarios en el reactor, por

lo que se torro 1a medida de realizar la en horas de la rmñana cuando la temperatura del día

estaba por subir, con el fin de que la aha temperatura favoreciera la cinética de reproducción

de los microorganismos y ese volumen extraído se recuperara rápidamente de

microorganismos. La purga se implementó a partir del día 82 (antes de 1a insta1ación de 1a

criba) y de inmediato se vieron resuha.dos en la estabilización de los reactores con un aumento

de pH a la salida de los mismos (ver Figura 4.7) y 1a disminución de la carga orgánica (ver

Figura 4.8), así como una rmyor generación de gas natural en el RAFA

La aha concentración de compuestos no deseados en los fondos del reactor

imposibilitó el análisis de biosólidos en el RAFA, 1as muestras compuestas que se analizaran

con el cono lmhoff no determinaron una concentración específica de biosólidos presentes,

sin embargo con 1a extracción de la purga de 1 m3 de los fondos del reactor los sólidos

presentes (biosólidos, sólidos gelatinosos y sólidos de fruta) se rmntuvieron constantes en

una concentración de 550 mUL a lo 1argo de todo el proceso de arranque, como se aprecia

en 1a Figura 4.5.

45

Figura 4.5. Sólidos sedirrentables del fundo del RAFA

Si bien 1a rmyoría de sólidos y compuestos ge1atinosos se retienen en el RAFA ma

fracción significativa pasa a los siguientes reactores F AF A-RMC, lo que genera también ma

afectación del fi.mcionamiento ideal del misrro, esto hace el proceso de depuración mis lento.

Otra de 1as mejoras realizadas fue 1a insta1ación de m pHrretro a 1a entrada del RAFA

conectado a m contro1ador que dosifica soda caustica para el ajuste de pH, con esto se logró

rmntener m pH constante ala entrada en el ámbito de 6-8 como 1a teoría lo indica. La Figura

4.6 presenta el valor de pH promedio diario a lo 1argo del proceso de arranque.

46

:e c.

9,00

8,00

7,00

6,00

5,00

4,00

.. . . ~. • • •

o

•

• • • • • • • ••

50

• • •

• • • •

100

• • • • •

• •

•

• •

150

Tiempo (días)

.. • •

• • • •

• •

•• • • •

200

• • •••

•

• • • •

2.50

•

Figura 4.6. Gráfico de pH (prorredio diario) de entrada a los reactores en fi.mción del tiempo.

El día 11 O del arranque de 1a p1anta se puso en rrmcha el fi.mcionamiento del equipo

de dosificación automitica de soda caustica (NaOH), al inicio inducido por el problerm ya

comentado de caudal no se obtuvo la constancia deseada en el pH, am así se mantuvo entre

6 y 8 que son los valores correctos de fi.mcionamiento. Una vez que se corrigió el problema

de los picos de caudal el sisterm de ajuste de pH fi.mcionó perfectarrente, rmnteniendo el pH

rruy constante alrededor de 6.5.

La mejora de cada ma de 1as variables anteriores se da con la finalidad de obtener el

rmyor rendimiento posible de los microorganismos que llevan a cabo 1a depuración del agua,

lo cual se ve reflejado con 1a disminución de 1a DQO y 1a DBOs,2o en el efluente del agua,

sin embargo el pH del efluente de los reactores anaerobios fue el indicador que mis se utilizó

para rronitorear el estado de estos reactores, esto debido a su constante rredición (cada 5

horas) en lugar de la DQO (1 vez por sermna), corro se vio en la sección 1.2.3 m aurrento

de pH en 1a efluente de los reactores anaerobios representa m equilibrio de 1as cuatro etapas

en 1as que se lleva a cabo 1a descomposición anaerobia; hidrolisis, acidogénesis, acetogénesis

y rretanogénesis lo cual es fi.mdarrental para alcanzar el estado estable de los reactores.

Al ser reactores en serie 1as condiciones del afluente de mo va a depender de 1as

condiciones del efluente del reactor previo, por esto 1a importancia del buen fi.mcionamiento

de los dos prirreros reactores RAFA y F AF A En 1a Figura 4. 7 se rrn.restra el comportamiento

47

del pH de 1a salida de cada mo de los tres reactores, se muestran jmtas en lUla sola gráfica

para analizar 1a relación que existe entre si

7,00

6,50

6,00

5,50

:e 5,00..

4,50

4,00

3,50 o

•

50

• • • • ~

• • •

o

100 Tiempo (días)

o

o

o • • \

• Salida RAFA

• Salida FAFA

o Entrada Sed

•

250

Figura 4. 7. Gráfico de pH (promedio diario) de los efluentes de cada mo de los reactores en fi.mción del tiempo.

Lo primero que se va a analizar de 1a figura anterior es la re1ación de pH en los tres

reactores, nótese corro el comportamiento es el misrro en los tres, salvo en 1a salida del RMC

a partir del día 15 5 que se empezó a ajustar el pH de este reactor con cal viva (óxido de

calcio), fuera de eso se ve m comportamiento definido completarrente por el RAFA, el cual

presenta diferentes caídas de pH a lo 1argo del proceso de arranque (se explican más

adelante), pues al ser el primer reactor recibe todas 1as variaciones que puedan ocmrir desde

el tratamiento previo o desde la empresa, este al ser m reactor de flujo pistón es muy

susceptible a cambios de concentración, pH, temperatura y cauda~ mientras que los reactores

siguientes se ven afectados únicarrente por 1as condiciones de salida del reactor anterior,

además, el rmntenimiento operacional del FAFA y el lodos activos es III.lCho mis sencillo

que el del RAFA, por lo que a lo 1argo de todo el proceso de arranque predominó el cuidado

del RAFA y darle 1as condiciones que este requiere, pues si este fi.mciona correctarrente

también lo harán los otros dos reactores.

De la Figura 4. 7 se puede apreciar también otra re1ación entre los reactores, en la cual

el pH de salida de los reactores anaerobios siempre es mis bajo que el de entrada, esto es

debido a los compuestos de degradación lenta (sólidos no disueltos), pues durante todo el

proceso en el que se está degradando el sólido se da lUla hidrolisis ácida catalizada por 1a

48

brorrelina ( encirm natural presente en 1a piña) y no solo en el lecho de reacción (:wnas de

alta concentración de microorganismos) corro sí ocurre con 1a rretanogénesis, sino también

en 1a :wnas pobres de microorganismos, esto provoca que el agua residual siempre se esté

acidificando en condiciones anaerobias.

El reactor aerobio por el contrario tiene liD efluente con liD pH mayor a su afluente,

esto debido a que el proceso de depuración aerobia no tiene fases ácidas, además, 1a mayor

cantidad de sólidos ya se han descompuesto a este pmto del proceso, por lo que 1as reacciones

biológicas de 1a ecuación 1.10 convierten estos compuestos ácidos en compuestos volátiles

que salen del agua, aurrentando así el pH a 1a salida del reactor.

Al analizar el comportamiento general de pH en 1a Figura 4. 7, definido

completamente por el fi.mcionamiento del RAFA, se ven muchas variaciones de pH antes de

alcanzar 1a estabilidad, cada una de estas variaciones están asociadas a m problema ocurrido

durante el proceso de arranque y a 1as rrejoras que se realizaron en 1as variables descritas

anteriorrrente. Al analizar los cambios más significativos de 1a Figura 4.7 se observan los

siguientes acontecimientos:

Día 11: se da m desplorre en el pH producido por una contaminación con cloro, el

cual se utili:zD para limpieza de 1as áreas de proceso en ahas concentraciones. A partir de este

rrorrento se dejó de utilizar cloro y se sustituyó por otro producto de desinfección

Día 39: se vuelve a dar otra contaminación del sistema, esta vez con m ácido utilizado

para limpieza de acero inoxidable.

Día 82: implementación de 1a purga para extraer sólidos no deseado en los fundos del

RAFA, a partir de esta acción en solo 6 días se aurrentó el pH de salida del RAFA de 4.9 a

5.3.

Día 104: puesta en marcha de 1a criba y el cárcamo de bombeo. Esta acción fi.mcionó

rrorrentánearrente al subir 1a temperatura y retuvo al rrenos los sólidos más gruesos y con

1a ayuda de m pH constante a 1a entrada se mejoró en pocos días 1as condiciones del RAFA,

pero corro se explicó anteriorrrente m amnento en el consumo de agua después de 1a

insta1ación de 1a criba disminuyó el pH nuevarrente.

49

Día 110: insta1ación del pHrretro y 1a bomba dosificadora, esto estabiliW el pH de

entrada a los reactores.

Día 155: aplicación de lechadas de cal en el RMC, con esta acción se logró estabilizar

el pH en el reactor aerobio para arriba de 6, ademis facilitó 1a precipitación de los biosólidos.

Día 200: se realizaron acciones en cuanto al consUIID de agua, a partir de este día el

caudal de entrada a 1a p1anta de tratamiento disminuyó, lo que facilitó 1a estabilidad de

parárretros corro temperatura, caudal y pH. Corro se puede ver en 1a Figura 4.7 este fue el

rrommto c1ave para 1a estabilización de 1a p1anta, en donde todos los efluentes de los

reactores se mantuvieron para arriba de 6.

Día 258: después de 40 días de rmntenerse un pH constante en los tres reactores se

considera que los reactores alcanzaron el estado de equilibrio.

Cada uno de estos morrentos c1aves en el arranque y 1a estabilización de 1a p1anta de

tratamiento se temünó de confirrmr con el análisis en 1a baja de 1a DQO de los reactores y

su porcentaje de remoción En 1a siguiente irmgen (Figura 4.8) se muestra 1a carga orgánica

en 1a entrada y salida de cada uno de los tres reactores.

12000

10000

~8000 bO

É.GOOO o g4000

2000

o o

! .. ...... •• • • • .. ... ... .. ... ,

• • • lt • • ••

- DQO ENTRADA --DQO SAL RAFA --sal FAFA

• ... • •

•

sal Sedimentador

50

... • • • • •

• : • 1 • 1 • . ... . . :.

• • •

• • • • • • ... .

... ............... • • .. .. lt lt ....

• • • • •

... ...... ...... ••• .....

• • •• +. • •

100 150 200 Tiempo (Días)

• • • • • •

... ... ... ... ... ...

• • ••• •• • • • • .. • 250

Figura 4.8. Gráfico de DQO en 1a entrada y salida de cada uno de los reactores a lo 1argo del proceso de arranque.

Datos tormdos cada 6 días rrediante muestra compuesta de 24 horas.

so

De 1a Figura anterior se pueden anotar dos apreciaciones nuevas, una es córro 1a DQ0

de entrada se mmtuvo constante durante todo el proceso a pesar de todas los cambios y

rrejoras que se realizaron, esto debido a 1a cantidad de sólidos que ingresan a 1a p1anta, los

cuales siempre estuvieron presentes, lo que varió fue el grosor de estos, ya que 1a bomba al

triturar disminuyó el tarmño de partícu1a, lo que hace que se degraden con liD poco más de

facilidad (mis rápidos de tratar a rmyor área), por lo que a pesar de todo 1a insta1ación del

cárcarro rrejoró leverrente el rendimiento de los reactores a partir del día 104 que se instaló.

La otra observación es el amnento de 1a carga orgánica en los reactores en los

primeros días de arranque, esto debido a 1a intensa inocu1ación de los reactores. Se utilizó

boñiga de vaca fresca preparada con rre1aza durante los primeros 80 días de arranque de 1a

p1anta, este go]pe de carga orgánica hiw que a la salida de los reactores se tuviera liD rmyor

DQO en el efluente que a 1a entrada, en especial los primeros días que no existía liDa

pob1ación de microorganisrros que descompongan esta rmteria orgánica.

Si bien es cierto hay una disminución total de 1a carga orgánica en liD 94.3 % del

sisterm globa~ el rendimiento de los reactores individualmente no es el esperado si se

compara con el diseño teórico. En 1a Figura 4.9 se puede observar el porcentaje de rerroción

de cada liDO de los tres reactores durante el proceso de arranque.

80

60

g Cl 40 Q)

"'C

e 20 •O u o E o Q) ....

'*' -20

-40

o

o y • o O •

•

• +

...

o o

o o • o o

" • 50

• • • •

o • 1 o •

• • l . ' ; . • • •• • • • • • • • •

• 100 150

•

Tiempo (Días)

• • •

• ... • •

200

• • o o

o

• ••••• + RAFA

• FM-A

• RMC

250

Figura 4.9. Porcentaje de rerroción de los reactores durante el proceso de arranque.

Corro se puede apreciar de 1a Figura 4.9 el porcentaje de rerroción miximo alcanzado

en los reactores es de 43.1 %, 63.4% y 70.5% para el RAFA, F AF A y RMC respectivarrente,

51

a diferencia de los 66.3 %, 87.1 % y 56.4 % teóricos esperados respectivarrente. Este valor

teórico esperado se tomó a partir de los criterios de diseño de la Merroria de Cálcuh (Anexo

2) (Mora, 2015), pero se adaptó a los valores reales de cauda~ voh.nren de cada reactor y

DQO de entrada en cada mo.

Al comparar estas rerrociones de DQO con 1as esperadas teóricarrente se destacan

dos observaciones: 1a prirrera es el bajo rendimiento en los dos prirreros reactores debido a

1a rmteria orgánica sólida que ingresa a la planta, lo cual afecta 1a eficiencia de estos de

distintas furrms:

• Al ocupar m espacio fisico en el reactor estos desp:Ja:zan a los biosólidos del

espacio que ocupan, lo que disminuye 1a concentración de biosólidos

necesario.

• Los sólidos gelatinosos generados por el CMC afectan 1a rrovilidad y

horrogeneidad de los biosólidos, ademis de disminuir el área de contacto de

los microorganismos, lo que provoca que 1as reacciones se lleven a cabo de

furrm mis lenta e ineficiente.

• Tanto los sólidos no disuehos corro el CMC son compuestos celuhlíticos

degradables por acción enzimitica a glucosa (ruta bioquímica explicada en 1a

sección 1.2.3), lo que lo convierte en compuestos con una ruta de degradación

III.lCho mis larga y por tanto mis lenta.

La segunda observación es la rerroción real del RMC rmyor que 1a esperada

teóricarrente, esto es debido a dos factores:

• Los sólidos se fihraron prácticarrente en su totalidad por el F AF A, lo que hace

jmto con 1as demás rrejoras, que el RMC trabaje con las condiciones ideales

de m reactor de este tipo.

• Las suposiciones que se consideraron para el diseño se hacen con m factor de

segmidad (establecido por el ingeniero responsable del diseño basado en

experiencias previas o bibliográficas) de rrodo que se asegure los valores

mínimos esperados a 1a salida de los misrms, para que bajo condiciones

52

ideales el reactor tenga m porcentaje rmyor de rerroción y mmca rrenor al de

diseño.

Una vez que se estabilizó 1a p1anta se buscó optimizar algunas variables como los

tiempos de oxigenación para el caso del RMC y 1a concentración de biosólidos en los

reactores, sin embargo por lo que se explicó anteriormente fue imposible definir ma

concentración de biosólidos en el RAFA, mientras que para el RMC se realizó la siguiente

curva de concentración ideal

70,0

69,0

~ 68,0 ~ o 67,0 cJ o 66,0 e:

•O ·¡:; 65,0 o ~ 64,0 ..... ~ 63,0

~ 62,0

61,0

60,0 30 40 50 60 70 80

Concentración de biosól idos (ml/L)

Figura 4.10. Gráfico del porcentaje de rerroción de 1a DQO en fi.mción de la concentración de sólidos sedimentables en el reactor aerobio de rre:zcla completa.

Se determinó que existe lUla rmyor remoción de la DQO a lUla concentración de 55

mUL de biosólidos sedimentables, mis alto de esa concentración se generan problemas

rrecánicos y fisicos en el reactor, como por ejemplo 1a acmrulación de estos en :wnas con

poca agitación, lo que genera su muerte y obstrucción de espacios, se increrrenta también la

demanda de oxígeno, 1a horrogeneidad necesaria en el reactor se dificulta a rmyor

concentración de sólidos y estos al ocupar m espacio fisico en el reactor también se

disminuye el volrnnen disponible, por lo que también disminuye el tiempo de retención del

agua.

53

En cuanto aJa oxigenación se cambiaron tres veces los tiempos de oxigenación desde

el arranque de 1a p1anta de tratamiento, disminuyendo los tiempos de oxigenación confOrme

disminuía 1a carga orgánica de entrada en el RMC. El arranque de 1a p1anta se inició con

tiempos de oxigenación de 15 min con descansos de 5 min,. al día 155 se disminuyó la

oxigenación a 10 min con descansos de 5 min y a partir del día 220 se mantuvo en

oxigenación de 5 min con descansos de 10 min. El criterio para determinar los tiempos de

oxigenación fue la velocidad de sedirrentación de los biosólidos, en el cual se detenninó que

en 1 O min sedimentaba el 90 % de los misrms, por lo que 1 O min es el tiempo miximo en

que el reactor puede estar sin oxigenar para mmtener los sólidos en suspensión El otro

criterio importante fue mmtener el OD por encirm de 2 ppm y por debajo de 4 ppm

La purga del sedirrentador secundario está definido por la concentración de solidos

del RMC, cada dos horas se purga o se recircu1an los lodos del sedirrentador (se escoge este

tiempo para evitar 1a rrn.rerte de los miscroorganismos por falta de oxígeno) por lo que se

purga cada vez que la concentración de sólidos sedirrentables es rmyor o igual al 55 rnUL,

de lo contrario se recircu1a 1a totalidad de los sólidos en el sedimentador.

4.3 Balance de masa de los reactores

Para el balance de masa se consideraron todas 1as entradas y salidas a los reactores y

se midió cada una de las variables posibles en su forrm de sólido, líquido o gas según fue el

caso, corro se muestra en la Figura 4.11.

AJUnl!> RAF"' O= 1 71, ~nr'.'án ro:l • 7,11 k~

~m~Ge!!NIIwllll -r~ =1'1 mfs .oiooor-.. • 2 . 1~f~~

Figura 4.11. Flujos de rmsa en los reactores.

54

En 1a muestra de cálcuh del ba1ance de rmsa (Apéndice C.4) se muestra 1a furma

córro se determinaron los flujos misicos de cada una de 1as variables. En el Cuadro 4.5 se

simplifican para liD rrejor análisis.

Cuadro 4.5. Flujos de rmsa de entrada y salida de los reactores de 1a p1anta de tratamiento de agua residual

Entrada

DQO Afluente de agua

Flujo (Kg/día)

1332

1332

Salida

Gas Natural

Purga RAFA

Purga Sedimentador

C02RMC * DQO efluente de agua

Flujo (Kg/día)

516,3

Desconocido

28,8

11,2

80,5

636.8

*Dato detenninado teóricamente a partir de la relación de generación de C02-CsH7NÜ2 de la Ecuación 1.8.

Si bien 1a diferencia en kg de 1a entrada y 1a salida de 1a p1anta de tratamiento es mis

del doble, hay que torrm en cuenta 1as siguientes consideraciones:

l. La purga extraída diariamente del RAFA es de 1 rn.3 y su rmsa seca y

composición se desconocen (por lo explicado anteriormente en 1a sección 4.2),

por lo que no se pudo restar corro salida en el ba1ance de rmsa, sin embargo,

lo que sí se sabe es que es 1 rn.3 concentrado de biosólidos, rmteria orgánica

sólida y CMC hidratado, por lo que se puede suponer que en peso seco es ma

fracción importante de lo ingresado a 1a p1anta de tratamiento.

2. El FAFA amque con una cantidad rrenor que el RAFA también tiende a

acumu1ar sólidos no solubles y rmterial celulítico que arrastra del proceso

anterior, el cual a diferencia del RAFA no se extrae con regu]aridad. En este

reactor también se da m crecimiento microbiológico a partir de 1a degradación

de 1a rmteria orgánica, el cual es dific i1 de cuantificar su rmsa.

55

En cuanto a 1a generación de lodo en el reactor aerobio concuerda perfectamente con

1a cantidad de lodos esperado diariamente, el cual como se deta11a en 1a muestra de cálculo

es de 29,15 kg diario.

Del análisis del ba1ance de rmsa se puede considerar también que de los 1332 kg'día

de rmteria orgánica que ingresan al reactor, 527,5 kg salen del sisterm en forrm gaseosa, 724

kg se extraen en forrm de sólido, mientras que el restante 80,5 kg diarios salen del sistema

disueltos del agua sin que los microorganismos los degraden

56

57

1 --

4.4 Detenninación de la cinética global del sistema

La cinética es 1a velocidad con 1a que se lleva a cabo 1as reacciones de descomposición

de 1a rmteria orgánica disuelta en el agua, depende en general de factores corro 1a

temperatura, 1a eficiencia del tipo de reactor, los microorganisrros que se desarrollen, 1a

calidad del agua y su composición, lo que 1a hace única y distinta para cada p1anta de

tratamiento según sus condiciones. Para este caso en específico se determinó 1a cinética de

liD sisterm de tres reactores en serie, con liDa temperatura que oscila entre los 25 y 32 oc y

para liDa calidad de agua donde su rmyor componente son los lixiviados de piña con todos

sus componentes.

De los tres reactores los dos prirreros (RAFA y F AF A) simu1an reactores de flujo

pistón que a partir del ba1ance de rmsa dentro del misrro se rrode1a 1a cinética de reacción

de 1a siguiente rmnera:

d(S) d(t) = -Kt *S

Mientras que el tercer reactor (RMC) es liD reactor de me:zc1a completa, el cual a partir

de su ba1ance de rmsa se tiene que 1a cinética para este reactor viene dada de 1a siguiente

rmnera:

A partir de los datos promedio obtenidos a 1a entrada y salida de cada reactor liDa vez

estabilizada 1a p1anta se procedió a determinar los coeficientes cinéticos para cada liDO de los

reactores utilizando 1as ecuaciones anteriores y 1a infurrmción obtenida se resurre en el

Cuadro 4.6.

Cuadro 4.6. Resultado de 1a obtención del coeficiente cinética K¡ para 1a ecuación de fh.Yo ,Eistón ~ me:zc1a co~leta.

CaudalQ Tiempo de Volumen total

So S K Reactor retención del reactor (m3/día) (día) (m3)

(mg/L) (mg/L) (día-1)

RAFA 172,8 1,50 267 3855 2200 0,37 FAFA 172,8 0,64 110 2200 889 1,42

RMC 172,8 0,75 130 889 233 3,74

59

Corro se puede observar del cuadro anterior, existe III.lCha diferencia entre 1as

constantes cinéticas de cada mo de los distintos reactores, 1as cuales se explica su valor a

continuación:

• RAFA: Es el reactor con el coeficiente cinético más bajo causado principahrente a

cantidad de solidos no disuehos de piña que recibe el reactor, la eficacia y 1a cinética

de este se ve afectado por los sólidos al abarcar espacio fisico en 1a zona de reacción,

1a bromelina y el CMC espesan el agua afectando las condiciones mecánicas de

homogeni:zación en el lecho de reacción, los sólidos en general también tienen ma

cinética de descomposición mis baja pues requieren más tiempo de degradación.

Smmdo a esto 1a cinética para este reactor torm en cuenta el volrnnen total del

reactor, sin embargo 1a reacción se lleva a cabo en solamente liD 21,6% del volumen

del reactor.

• F AF A: Este reactor recibe una cantidad de solidos considerablemente menor que el

RAFA lo que mejora su eficacia y su cinética de reacción en comparación con el

reactor anterior, ademis, el rmterial de sustrato que da sostén a los microorganismos

asegura siempre m tiempo de contacto y una distribución del agua correcta que

mejora las condiciones dentro del reactor.

• RMC: El reactor aerobio de mezcla completa es el que presenta m rmyor coeficiente

cinético, en este 1as condiciones del afluente son las adecuadas para el

fi.mcionamiento pues los sólidos quedan retenidos en su totalidad en los dos prime ro

reactores. Otro factor importante en el incremento del coeficiente es que a diferencia

de los otros dos reactores este es aerobio, lo que por si solo hace que tenga ma

cinética rmyor que los sisterms anaerobios, esto debido existe una rmyor liberación

de energía en sus procesos quimicos de descomposición, esto facilita 1a reacción y

por ende 1a velocidad de 1a misrm.

A partir entonces de estas ecuaciones y del coeficiente cinético de cada mo, se puede

rrode1ar el comportamiento de la DBOs,2o de salida del sisterm en fi.mción de la DBOs,2o de

entrada al sisterm y el caudal de agua con 1a siguiente ecuación:

60

-Kl *V1 -K2*V2

Q * DBOi *e Q DBO = --------

K3 *v3 + Q

Sustituyendo los valores constantes K1, K2, K3, VI, V2 y V3 de 1a ecuación anterior con los

datos del Cuadro 4.6 obtenemos 1a ecuación final que rrode1a 1a DBO de salida del sisterm.

-255 Q * DBOi * e-Q-

DBO = 486,2 + Q

Donde el caudal Q tiene unidades de m3 /día y 1a DBO de mg'L.

Si bien este dato no es comparable con otros vistos en 1a bibliografía debido a 1as

características tan propias del sisterm, si sirve para mode1ar valores críticos de 1a p1anta de

tratamiento. Por ejemplo, utilizando esta ecuación se puede determinar que el consmno de

agua miximo sostenido de 1a empresa mmteniendo 1as condiciones de DBO de entrada

constantes.

La ecuación también nos sirve para determinar cuál debe ser el consmno de agua

miximo de 1a empresa para alcanzar los valores de 150 mg'L de DBO permitidos para vertido

mmteniendo las condiciones prorredio de DBO de entrada.

4.5 Manual de Operación y Mantenimiento de la Planta de Tratamiento de Agua

Residual

Para 1a e1aboración del ''Manual de Operación y Mantenimiento de 1a P1anta de Tratamiento

de Agua Residual" se torro el e1aborado por el Ingeniero responsable del proyecto y se

actualiW según los cambios estructurales durante 1a puesta en rrmcha, los valores de 1a p1anta

estabili:zada; y se añadió también los procedimientos para cmnplir con el ''Reg]arrento para

el Manejo y Disposición de Lodos y Biosolidos" N°39316-S.

La siguiente tab1a rrn.restra de forrm específica los cambios realizados en el documento

original:

61

Cuadro 4. 7. Cambios realizados al Manual de Operación y Mantenimiento de 1a Planta de Tratamiento de Agua Residual.

Capítulo 1.2

2.1

2.2

2.5

Antes Cuadro 1 con la información teórica de la calidad de las aguas ordinarias y Cuadro 2 con 1a parámetros de diseño de 1as aguas industriales

Sisterm de tratamiento previo con reji11as. Diagrarm de flujo de 1a p1anta de tratamiento.

N o incluía liDa etapa de rmduración de lodos.

Actualización, cambio o adición Se cambió el Cuadro 1 y el Cuadro 2 por un solo cuadro con los valores obtenidos de 1as aguas ordinarias e industriales ya horrogenizadas, con los datos después de la estabilización de 1a planta. Se actualiW también 1as condiciones de caudal. Se añadió en el tratamiento prelimimr los proceso del cárcamo de bombeo y la criba. La Figura 1 se sustituyó por completo por un nuevo diagrarm de flujo de la planta de tratamiento en el cual se añadió 1as etapas nuevas y los cambios realizados. Se añade al tratamiento de lodos 1a etapa de rmduración de los misrros hasta alcanzar 1as condiciones y 1as propiedades esperadas para uso de suelos.

2.6 Tratamiento del gas Se cambió 1a utilización de liD pozo rrediante la utili:zación de un rretanotrófico por la implerrentación de dos pozo rretanotrófico. quermdores, esto debido a 1as condiciones tan

hfuredas del suelo en esta zona. 3.1 Cuadro 3 con 1a Se actualizó el Cuadro 3 con 1a inforrmción

dirrensiones teóricas de los real de 1as dirrensiones de los reactores.

3.2 3.4

6.1

6.3

6.10

6.11

reactores de 1a planta. Se agregó también 1a Figura 2 1a cual muestra 1as vistas 1aterales y superior de los reactores para liDa rrejor apreciación de los misrros.

Datos de caudal esperado. Cuadro 4 con la valores esperados de 1a p1anta de tratamiento. No se incluyó

No se incluyó

No se incluyó

Se actualiW los datos de caudal Se actualizó los valores del Cuadro 4 con los datos obtenidos después de 1a estabilización de ]a p1anta. Se añadió a rmyor detalle los procedimientos que se deben reali:zar para 1a correcta disposición de los sólidos extraídos en el tratamiento prelimimr. Se añadió los procedimientos que se deben reali:zar para 1a correcta disposición de biosólidos extraídos en el RAFA Se añade los cuidados y tratamiento de los sólidos y biosólidos obtenidos de rrodo que se cmnp1a con el Reglarrento N°39316-S.

FliDCionamiento rretanotrófico.

del pozo Se deta11a el rmnejo del gas, el cual se cambió de liD pozo rretanotrófico a 1a querm del rrnsmo.

62

El Manual de Operación y Mantenimiento de 1a Planta de Tratamiento se adjmta completo

en el Anexo 1, como m docmnento aparte para no perder el forrmto de este docmrento ni el

del mmual.

63

Capítulo V: Conclusiones y recomendaciones

5.1 Conclusiones:

A lo 1argo de este informe se presentaron los datos obtenidos en el proyecto de

investigación y su respectivo análisis de causa, de los cuales se puede concluir lo siguiente:

> Mediante caracterización de rrn.restras de agua se logró determinar que los

parámetros de pH, DQO y temperatura son aptos para el arranque de 1a p1anta, ya

que dentro del diseño se contempló el ajuste de pH con NaOH para neutralizar la

acidez de 4,3 de pH obtenido, 1a DQO es 13 % rrenor a 1a de diseño, lo que asegura

que no se exceda de 1a carga máxirm, mientras 1a temperatura promedio obtenida

fue de 21,8 oc lo que permite 1a actividad biológica necesaria. Esto nos asegura m

buen fi.mcionamiento del sisterm en re1ación a estos tres parámetros.

> Otros parámetros corro el caudal y los sólidos sedirrentables presentaron valores no

contemplados en el diseño y afectan directarrente el arranque y estabilización de la

p1anta. En el caso del caudal se determinó que el consUIID de agua diario es de 6 %

mis de lo esperado, lo que disminuye el tiempo de reacción en los reactores, esto

sumado a que se encontró que existe lUla disminución de los volúmenes esperados

en los reactores de 26,1 % en el RAFA, 2,3% en el FAFA y 5,1% en el RMC

(mediante medición y mode1ado en AutoCad), se tiene lUla disminución aún rmyor

el tiempo de residencia del agua. Para ello se trabajó m programa de ''Producción

mis Limpia" en áreas de proceso que disminuyó el caudal de entrada al sisterm a

172,8 m'/día en prorredio y se creó m cárcamo de bombeo que logró ecualizar los

picos altos de cauda~ aurrentando el tiempo de reacción y manteniendo estable 1as

condiciones de entrada al sisterm, de esta forrm se logró facilitar la estabilización

de los parámetros operativos en 1a p1anta de tratamiento.

> En el caso de los sólidos sedirrentables se obtuvo en elrrn.restreo m valor máximo

de 80 mg'L a 1a entrada de los reactores, debido a que la etapa anterior de

pretratamiento no es eficaz en la rerroción, a diferencia de lo calcu1ado en el diseño,

de 1,5 mg'L. Este exceso de sólidos afecta la eficacia de los reactores disminuyendo

64

1a cinética, el espacio disponible en los reactores, 1as condiciones rrecánicas del

fluido y amrenta 1a carga orgánica no procesable. Por tanto, se debe realizar una

purga mmual de 1 rn.3 diario en el misrro; esto con el fin de remover 1a rmteria

orgánica sólida presente en el reactor, logrando con ello estabilizar este parámetro

y permitiendo el adecuado arranque y el fi.mcionamiento de 1a p1anta.

> La disminución de caudal con el proyecto de ''Producción mis Limpia" disminuyó

también 1a velocidad de ascenso del agua a 0,24 m por hora, con lo cual se observó

que se requiere de una bomba fija de recircu1ación de agua, de 1a salida del RAFA

a la entrada del misrro, esto para mantener 1as condiciones de caudal y velocidad de

ascenso de los biosólidos en el reactor de (0, 7 a 0,9) metros por hora.

> De forrm gráfica (Figura 4.10, creación propia) se observó 1a tendencia del

porcentaje de remoción de DQO en fi.mción de 1a concentración de biosólidos en el

RMC, del cual se dedujo que la concentración de biosólidos en el reactor que

asegure el fi.mcionamiento adecuado del mismo es de 55 mUL corro miximo, con

el fin de propiciar 1a agitación adecuada. A partir de esto se puede concluir que a

una concentración rmyor de 55 mUL se debe purgar lodos del sedimentador.

> Se determinó de forrm experirrenta~ con mediciones de OD y rrediante los datos

de la sedirrentación en cono Inhoff, que para mmtener 1as condiciones de oxígeno

disueho (entre 2 a 4 ppm) y a los biosólidos en suspensión; los tiempos de aireación

del RMC deben ser ciclos de 5 minutos de oxigenación con descansos de 10

minutos. Con ello se logró establecer los tiempos de aireación necesarios para

mmtener estas dos condiciones requeridas y así el ajuste de los parárretros

operativos de 1a p1anta.

> Estabilizada 1a p1anta se determinó que el porcentaje de rerroción de los reactores

es de 43,1 %, 63,4% y 70,5 % en el RAFA, FAFA y RMC respectivamente, los

cuales son bajos en el caso de los reactores anaerobios si se comparan con los valores

teóricos de cada liDO de ellos, la causa es debida al ingreso de sólidos y la

hidroli:zación de brorrelina, 1as cuales disminuyen 1a eficacia del reactor. Mientras

que el porcentaje de remoción del reactor aerobio es de 56,4% mis aho al esperado

del reactor aerobio, a causa de los tiempos de retención mis ahos y lapsos de

65

aireación mis cortos que aseguran siempre 1as condiciones de reacción de los

microorganismos. A partir de esto se estableció que el porcentaje de rerroción total

de la p1anta de tratamiento es del 94 % y los parámetros de salida son de 466 mg/L

de DQO y 233 mgiL de DBO, incmnpliendo así con los parámetros para vertido de

400 mgiL y 150 mgiL (respectivarrente) del ''Reg]amentos de vertido y reúso de

aguas residuales". Entonces, estas aguas aplican para el sisterm de (riego), Reúso

tipo 5, que permite valores miximos de 800 mgiL de DQO y 300 mgiL de DBO.

Implicando utilizar el 100 % del agua para riego de :wnas verdes.

> A partir de m ba1ance de rmsa del sisterm completo de reactores ya estabilizado,

se determinó que este presenta lUla rerroción de 1a carga orgánica del94 % de DQO,

el cual a pesar de ser m porcentaje aho ya se vio que no es suficiente para lograr los

parámetros esperados. El total de 1a carga representa en prorredio lUla remoción

diaria de 1251 kg, de los cuales 527 kg salen de forrm gaseosa y 724 kg se extraen

en forrm sólida del sisterm de tratamiento, esta re1ación sólido/gas es 1a esperada

en lUla combinación de sisterms aerobios y anaerobios, pues cada mo degrada 1a

rmteria orgánica de forrm distinta, generando gas en su rmyoría en los sistemas

anaerobios y lodos (sólidos) en sisterms aerobios.

> Por medición de flujo en gas se calculó que 1a generación de gas natural prorredio

ya estabili:zado del sisterm es de 516,3 kg'día. Lo que representa aproxirmdarrente

23000 Btu/día en energía aprovechable que puede disponer 1a empresa en m futuro

imrediato en proyectos de ahorro energético.

> Por octuplicado de rrn.restras de DBO de entrada y salida del sisterm, y rrediante m

análisis estadístico de los datos obtenidos se validó que el coeficiente cinético K del

sisterm global presenta m valor de 0,87 d-1, esto para lUla cinética de primer orden. -441

A partir de este dato se concluyó que 1a ecuación DBO = DBOi * e-Q- modela

rmtemáticamente 1a DBO de salida del sisterm en fi.mción de 1a DBO y el caudal de

entrada, lo que permite calcu1ar 1as condiciones de salida ante posibles cambios en

1a calidad del agua de entrada.

66

> Se redacta m mmual de operación y mmtenimiento en el que se establecen 1a

información y los instructivos de trabajo para 1a operación de 1a p1anta, logrando

actuali:zar los datos teóricos de diseño a los reales, con el fin de que el operario de

1a p1anta pueda tener lUla guia de trabajo.

Estas conclusiones son el resuhado de m análisis muy específico a la naturale:za de este

proyecto y las circliDStancias dadas en el misrro, no precisamente aplica para proyectos de 1a

misrm naturale:za. A partir de estos se reali:zan las siguientes recomendaciones para rrejoras

a reali:zar en m futuro por la empresa, de este rrodo lograr los valores de vertido esperados.

5.2 Recomendaciones

A partir de 1a conclusiones anteriores y del análisis obtenido en el capítuh anterior

se tiene 1as siguientes recorrendaciones para rrejorar los parámetros de salida de 1a p1anta

de tratamiento:

> Cambiar el tipo de bomba del cárcamo por una de diafragrm, esto para evitar 1a

incorporación de sólidos totales en 1as aguas a tratar.

> Cambiar la lámina perfOrada de 0,8 rrnn de 1a criba por lUla rejilla de 0,3-0,5 mm

para retener una rmyor cantidad de sólidos insolubles en esta etapa.

> Dar seguimiento al prograrm de P+L y sus p1anes de reducción de consUIID.

> Mantener la recirculación del agua en el RAFA mientras se mmtengan las

condiciones de caudal bajo para rmntener los lodos en suspensión

> Reali:zar m análisis de concentración de lodos en el RAFA, igual que se hizo en

el RMC lUla vez se pueda controlar 1a entrada de sólidos de piña al sisterm.

> N o dejar pasar el agua por gravedad a 1a salida del sedimentador hasta no tener

los parárretros de DQO y DBO aptos para vertido.

67

Nomenclatura

A Área, m2 C Concentración, mgiL DBO Demmda Biológi;a de Oxigeno, mgiL DQO Demmda Química de Oxigeno, mgiL F Flujo volrnnétrico de gas, rn.3 /d K Coeficiente cinéfuo, d-1

MM Masa rm1ar, Kg'Kmol Q Caudal de Agua, rn.3/d R Constante cinética de gas idea~ atm*L/rro l*K S Sustrato (DBO), mgiL T Temperatura, K V Volrnnen, rn.3 X Concentración de ml;roorganisrms, SSVRIL Y Coeficiente de producción celu1ar, Kg célu1as 1 kg DBO rh Flujo mási;o, Kg'd r Taza de crecimiento celu1ar, SSVRIL *d t Tiempo, d v Velocidad, m's ~ Crecimiento especifico, d-1

Subíndi;e B Bomba CH4 Metano C02 Dióxido de carbono C5H7N02 Biosólidos GN Gas Natural L Lecho p Purga T Total e Celu1ar 1 Inicial m miximo S Salida t Tubería

68

Bibliograf'm

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69

Apéndices

A. Datos experirrentales:

RAFA FAFA MC

Figura A.l. Medidas tormdas para el dirrensionamiento del RAFA-FAFA-RMC

Cuadro A.t. Caractemación de los prirreros 7 días de arranque de la p1anta.

Día Caudal

pH Temperatura DQO Solidos Sed

(L/s) (OC) (mg/L) (mL/L) 1 4,2 4,3 20,3 7605 60

2 2,3 3,9 22,9 6950 20

3 3,7 4,3 21,2 8132 35

4 10,0 4,5 19,4 7812 80

5 1,0 4,6 24,1 5418 1

6 3,1 4,3 22,0 8315 25

7 1,9 4,4 22,5 7486 6

Cuadro A.2. Datos experirrentales de pH, temperatura, caudal y consUIID de agua diario a 1a _e1anta de tratamiento durante el _eroceso de arrang_ue.

pH Temp. Caudal Consmno

Día Salida Salida Salida Entrada puntual de agua Entrada RMC diario

RAFA FAFA sedimet. CC) (L/s) (m3)

1 5,9 4,5 4,3 4,2 4,3 20,8 2,5

2 6,5 4,6 4,3 4,5 4,4 25,7 2,3 140,4

3 6,5 4,5 4,4 4,5 4,5 22,2 2,1 186,0

4 6,0 4,5 4,4 4,6 4,6 23,7 1,1 181,8

71

Cuadro A.2. (Continuación) Datos experirrentales de pH, temperatura, caudal y consmno de agua diario a 1a p1anta de tratamiento durante el proceso de arranque.

pH Caudal Consmno

Día Salida Salida Salida Temp. puntual de agua

Entrada RMC diario RAFA FAFA sedimet. (L/s)

(m3) 5 6,5 4,7 4,6 4,6 4,6 24,7 1,0 198,6 6 6,6 4,9 4,8 5,0 5,1 24,8 2,0 168,0 7 6,2 5,1 4,9 5,3 5,3 24,7 0,4 219,6 8 6,6 5,2 5,0 5,3 5,3 25,5 0,0 55,2 9 6,4 5,1 4,8 5,4 5,4 26,5 1,8 182,4 10 6,5 5,2 5,0 5,1 5,2 26,0 2,4 121,8 11 6,2 5,3 5,0 5,2 5,2 24,3 2,0 155,4 12 6,1 4,8 4,8 5,0 5,1 24,2 3,1 177,6 13 6,3 4,7 4,6 4,8 4,8 24,6 2,7 210,0 14 8,2 5,0 4,9 5,0 5,0 22,5 3,7 228,6 15 6,3 4,7 4,4 4,5 4,6 22,3 4,2 126,6 16 6,8 4,6 4,5 4,6 4,7 25,5 3,9 180,0 17 7,2 5,0 4,7 4,9 4,8 24,1 2,5 147,6 18 7,0 4,9 4,7 4,9 4,9 24,7 1,9 196,2 19 7,1 4,7 4,6 4,9 4,9 26,3 0,8 192,0 20 7,2 4,7 4,7 4,9 5,0 24,4 1,0 207,0 21 6,7 4,7 4,6 4,8 5,1 23,9 1,9 189,6 22 6,2 4,7 4,6 4,7 4,9 23,1 2,2 129,0 23 5,9 4,8 4,7 4,8 4,9 23,6 2,1 153,0 24 7,7 4,8 4,6 4,7 4,7 22,5 2,4 166,2 25 7,6 4,7 4,6 4,7 4,7 21,8 2,7 177,0 26 7,7 4,8 4,5 4,7 4,7 22,3 2,3 237,0 27 7,2 4,5 4,3 4,4 4,4 22,4 1,6 169,2 28 6,7 4,2 3,8 3,8 3,8 23,1 1,4 207,6 30 5,4 4,5 4,3 4,4 4,4 24,9 2,3 131,4 31 6,4 4,5 4,3 4,3 4,3 23,1 2,6 121,2 32 6,2 4,7 4,4 4,4 4,4 23,7 2,1 171,0 33 6,4 4,5 4,4 4,4 4,4 22,9 0,9 118,8 34 6,7 4,5 4,3 4,4 4,4 22,9 1,6 222,0 35 7,2 4,9 4,7 4,8 4,7 23,4 1,2 175,2 36 6,2 5,1 5,0 5,0 5,1 20,8 0,9 202,2 37 7,2 4,8 4,7 4,7 4,8 23,8 0,5 142,2 38 5,7 5,0 4,8 4,7 4,8 23,2 1,1 132,6 39 7,3 5,3 5,3 5,1 5,1 24,8 2,5 185,4 40 7,0 5,4 5,2 5,2 5,2 23,5 0,8 205,8 41 6,5 5,0 5,1 5,0 5,0 24,1 1,5 211,2

72

Cuadro A.2. (Continuación) Datos experirrentales de pH, temperatura, caudal y consmno de agua diario a 1a p1anta de tratamiento durante el proceso de arranque.

pH Caudal Consmno

Día Salida Salida Salida Temp. puntual de agua

Entrada RMC diario RAFA FAFA sedimet. (L/s)

(m3) 42 6,4 4,8 4,5 4,5 4,6 23,8 1,5 199,2 43 6,8 4,8 4,6 4,6 4,6 25,3 0,9 193,2 44 7,5 4,9 4,7 4,7 4,7 24,8 0,7 159,0 45 6,3 4,9 4,8 4,8 4,8 24,2 1,9 129,6 46 6,8 4,9 4,7 4,8 4,9 24,0 2,5 229,8 47 6,2 5,2 5,0 5,3 5,1 24,7 2,8 200,4 48 7,1 5,2 4,9 4,9 4,9 25,6 2,2 171,6 49 6,5 5,2 5,1 5,2 5,2 24,7 0,9 196,2 51 7,7 4,5 4,5 4,6 4,6 24,2 1,8 150,6 52 6,6 4,6 4,7 4,8 4,6 22,6 1,9 30,0 53 6,7 4,8 4,8 4,9 4,9 22,6 1,7 175,2 66 6,8 6,3 6,4 6,5 6,0 26,0 0,4 194,4 68 6,5 5,1 6,0 6,7 6,6 23,7 2,2 108,0 69 6,9 4,5 5,2 6,1 6,4 23,0 0,7 32,4 70 5,5 4,2 4,2 4,6 5,3 22,6 1,4 30,0 71 7,0 4,3 4,1 4,2 4,7 22,3 1,7 30,0 72 6,5 4,9 4,7 5,0 4,4 23,2 1,1 48,0 73 6,5 5,1 4,9 5,0 4,2 23,1 1,4 206,4 74 6,4 5,1 4,8 4,8 4,2 23,2 1,2 37,8 75 6,8 5,2 4,9 4,9 4,1 23,8 1,5 31,8 76 6,2 5,1 4,9 4,9 4,2 23,4 2,3 36,0 77 6,4 5,1 5,0 5,0 4,2 23,2 0,7 36,0 78 6,3 5,0 4,8 4,9 4,2 25,6 0,6 36,0 79 5,7 5,0 4,9 4,9 4,1 23,9 1,5 6,0 80 6,7 4,8 4,7 4,8 4,1 24,2 0,6 48,0 81 6,5 5,0 4,9 4,9 4,2 22,8 0,9 157,8 82 6,3 5,0 4,8 4,9 4,1 23,1 0,9 135,0 83 7,8 5,1 4,9 5,0 4,2 21,0 1,4 189,0 84 7,5 5,2 5,0 5,0 4,3 21,9 1,1 175,2 85 7,3 5,3 5,1 5,1 4,2 21,4 3,2 253,8 86 5,9 5,4 5,0 5,2 4,3 22,8 1,5 142,2 87 7,6 5,2 4,9 5,2 4,3 22,3 2,0 106,2 88 6,0 5,2 5,0 5,3 4,5 22,4 3,4 138,6 89 6,0 5,4 5,1 5,2 4,5 22,5 1,5 195,0 90 6,9 5,3 5,1 5,2 4,4 23,6 1,5 148,2 91 6,2 5,2 4,9 5,2 4,3 22,9 1,9 208,2

73

Cuadro A.2. (Continuación) Datos experirrentales de pH, temperatura, caudal y consmno de agua diario a 1a p1anta de tratamiento durante el proceso de arranque.

pH Caudal Consmno

Día Salida Salida Salida Temp. puntual de agua

Entrada RMC diario RAFA FAFA sedimet. (L/s)

(m3) 92 5,9 5,1 4,9 5,2 4,4 21,6 1,2 135,6 93 7,1 5,1 4,9 5,3 4,3 24,2 0,4 49,2 94 6,5 5,2 4,9 5,3 4,5 21,9 1,3 154,8 95 5,0 5,1 4,9 5,2 4,4 19,7 1,8 160,2 96 6,2 5,2 4,8 5,1 4,4 22,0 3,1 177,0 97 5,9 5,3 4,9 5,0 4,3 22,8 1,6 187,8 98 5,8 5,2 5,0 5,0 4,3 21,2 2,5 172,8 99 6,0 5,4 4,9 5,1 4,3 21,7 1,7 189,6 100 6,7 5,4 4,9 5,1 4,3 22,7 0,7 37,8 101 6,7 5,2 4,9 5,1 4,3 21,5 2,2 155,4 102 6,8 5,2 4,6 4,7 4,0 20,6 1,7 178,8 103 8,0 5,2 4,6 4,7 4,0 20,3 2,8 183,0 104 6,7 5,1 4,7 4,9 4,1 21,8 2,8 193,8 105 5,8 5,4 4,7 4,9 4,1 24,1 1,8 142,2 106 7,1 5,4 4,6 4,9 4,2 26,7 1,2 163,2 107 6,4 5,4 4,8 5,0 4,2 24,9 1,6 126,6 108 5,9 5,6 4,8 5,1 4,1 20,4 1,4 81,6 109 6,2 5,4 4,9 5,0 4,2 25,2 3,0 153,6 110 6,3 5,9 5,4 5,4 4,5 24,5 2,6 202,2 111 6,6 6,2 5,6 5,7 4,7 20,1 2,4 192,6 112 6,2 6,1 5,7 5,7 4,8 24,5 2,6 204,6 113 6,6 6,2 5,4 5,6 4,8 23,5 2,2 243,0 114 6,1 6,2 5,7 5,8 4,8 24,2 2,1 136,2 115 5,9 5,9 5,2 5,4 4,5 24,6 1,4 120,6 116 5,8 5,4 5,1 5,2 4,3 23,9 1,7 218,4 117 5,7 5,3 4,9 5,1 4,3 24,0 1,1 218,4 118 6,2 5,4 4,9 5,1 4,3 23,4 3,0 218,4 119 6,4 5,5 5,0 5,4 4,5 27,1 0,4 219,0 120 5,6 5,4 4,7 5,0 4,2 24,6 2,5 8,4 121 6,8 5,4 4,8 5,1 4,2 24,1 2,1 142,8 122 5,8 5,3 5,0 5,1 4,2 23,0 2,6 102,6 123 5,6 5,6 5,6 5,6 5,6 23,6 1,6 208,8 124 5,7 5,7 5,7 5,7 5,7 24,5 0,8 210,6 125 5,9 5,3 4,9 5,3 4,3 23,4 2,3 231,0 126 6,6 5,7 4,8 4,9 4,2 23,7 3,0 274,2 127 7,0 5,5 4,9 4,9 4,3 25,4 1,9 205,2

74

Cuadro A.2. (Continuación) Datos experirrentales de pH, temperatura, caudal y consmno de agua diario a 1a p1anta de tratamiento durante el proceso de arranque.

pH Caudal Consmno

Día Salida Salida Salida Temp. puntual de agua

Entrada RMC diario RAFA FAFA sedimet. (L/s)

(m3) 128 7,4 5,5 5,1 5,2 4,3 22,6 3,6 261,0 129 6,2 5,6 5,1 5,6 5,6 22,0 1,7 105,6 130 7,1 5,5 5,0 5,4 4,6 22,7 3,6 227,4 131 7,1 5,3 4,9 5,3 4,6 22,7 4,0 331,8 132 6,1 5,6 4,9 5,2 4,6 23,0 2,9 125,4 133 6,8 5,3 5,0 5,1 4,6 22,5 0,2 243,6 134 5,3 5,3 5,0 5,3 4,8 22,7 1,9 58,2 135 6,4 5,3 5,1 5,6 4,6 22,6 3,0 339,6 136 6,5 5,7 5,0 5,9 4,8 22,5 1,3 115,2 137 6,0 5,5 5,1 5,2 4,5 22,5 2,1 243,6 138 6,0 5,3 5,0 5,5 4,4 22,7 2,0 235,8 139 6,5 5,4 4,9 5,1 4,5 22,5 4,2 204,0 140 7,2 5,3 4,7 5,1 4,2 21,2 0,9 222,6 141 6,5 5,2 4,6 5,0 4,2 21,7 3,0 202,2 142 8,3 5,4 4,9 5,1 4,3 21,8 1,8 208,8 143 6,5 5,6 5,0 5,6 4,5 22,0 3,0 198,0 144 6,3 5,7 5,0 5,3 4,4 22,0 2,1 178,8 145 6,6 5,7 5,1 5,2 4,3 22,5 3,0 201,6 146 6,9 5,8 5,0 5,3 4,3 23,0 3,5 234,6 147 7,3 5,7 5,4 5,7 4,7 22,4 2,7 231,6 148 6,0 5,6 5,3 6,1 5,0 22,4 3,2 245,4 149 6,1 5,6 5,6 6,0 5,1 23,4 3,0 78,0 150 6,5 5,9 5,5 6,1 5,1 22,0 2,8 187,2 151 7,4 6,0 5,5 6,0 5,0 21,2 2,9 198,6 152 6,5 6,0 5,7 5,9 4,9 21,4 1,7 198,0 153 6,1 6,6 6,1 6,2 5,1 20,8 1,7 214,2 154 6,5 6,6 6,0 6,2 5,3 24,5 190,2 155 6,3 6,6 6,0 6,1 5,3 22,6 275,4 156 6,5 6,5 6,0 6,2 5,2 23,7 149,4 157 7,5 6,6 6,1 6,2 5,2 23,7 134,4 158 6,7 6,1 5,6 6,4 5,1 24,5 239,4 159 6,5 5,9 5,4 6,0 5,1 24,4 236,4 160 6,5 5,9 5,4 5,6 4,8 24,6 214,8 161 6,2 5,7 5,2 5,6 5,0 26,7 205,8 162 6,7 5,7 5,3 7,1 5,9 25,5 71,4 163 6,3 5,9 5,4 6,2 5,9 25,5 76,8

75

Cuadro A.2. (Continuación) Datos experirrentales de pH, temperatura, caudal y consmno de agua diario a 1a p1anta de tratamiento durante el proceso de arranque.

pH Caudal Consmno

Día Salida Salida Salida Temp. puntual de agua

Entrada RMC diario RAFA FAFA sedimet. (L/s)

(m3) 164 6,5 5,8 5,4 5,5 5,1 24,4 111,0 165 7,6 5,8 5,4 6,4 5,6 25,2 189,0 166 7,7 6,0 5,5 6,9 5,8 24,7 240,0 167 6,5 6,0 5,5 6,4 5,5 24,5 249,6 168 7;3 6,1 5,5 6,6 5,6 24,5 195,6 169 7,7 6,0 5,5 6,4 5,5 24,4 204,0 170 6,5 6,4 5,7 5,9 5;3 25,0 258,6 171 7,7 6,2 5,6 6,0 5,0 23,0 132,0 172 7,8 5,9 5,6 6,2 5,2 26,4 221,4 173 8,2 5,9 5,8 6,5 5,5 24,7 2,1 255,6 174 6,1 5,9 5,6 6,4 5,4 24,5 2,5 258,0 175 7,5 5,9 5,6 6;3 5,2 24,2 3,2 237,6 176 6,7 6,0 5,8 6,5 5,4 22;3 3,7 301,2 177 6,4 6,4 6,4 6,4 6,4 22,9 1,8 126,0 178 6,6 5,8 5,8 6,0 5,1 22;3 0,2 79,8 179 8,0 5,6 5,3 7,0 5,7 23,6 1,9 268,2 180 7,6 5,6 5,6 7,0 5,7 23,7 2,1 232,2 181 8;3 5,7 5,6 6,6 5,5 24,0 1,6 225,0 182 6,7 5,6 5,5 6,4 5,4 24,4 2,5 211,8 183 7,1 5,7 5,5 6,1 5,2 23,8 2,5 200,4 184 6,5 5,6 5,4 6,4 5,1 24,0 2,1 39,0 185 8,0 5,6 5,4 6,0 5,2 23,0 2,0 310,8 186 6,6 5,7 5,6 6,0 4,9 24,5 2,0 225,0 187 6,5 5,7 5,5 6,8 5,0 24,0 2,7 270,0 188 8,0 5,7 5,6 6;3 5,1 23,4 2,6 240,6 189 7;3 5,8 5,6 6,1 5;3 24,1 1;3 236,4 190 6,4 5,7 5,5 6,2 5,2 23,6 1,5 265,8 191 6,5 5,8 5,6 6,2 5,2 24,0 1,5 47,4 192 6,5 5,8 5,6 6,0 5,1 24,6 1,4 226,2 193 6,6 6,4 6,4 6,4 6,4 23,6 1,6 222,6 194 6,7 5,7 5,5 5,9 5,0 23,9 1,4 244,8 195 6,5 5,6 5,4 5,9 4,9 24;3 1,7 211,2 196 6,5 5,8 5,6 6,1 5,2 24,9 1,5 211,2 197 6,6 6,5 5,8 6,1 5,1 24,9 1;3 231,0 198 6,7 6,5 6,0 6,7 5,2 24,4 1;3 195,6 201 6,6 6,4 6,0 6,2 5,2 25,1 1;3 204,0

76

Cuadro A.2. (Continuación) Datos experirrentales de pH, temperatura, caudal y consmno de agua diario a 1a p1anta de tratamiento durante el proceso de arranque.

pH Caudal Consmno

Día Salida Salida Salida Temp. puntual de agua

Entrada RMC diario RAFA FAFA sedimet. (L/s)

(m3) 202 6,3 6,4 5,8 6,2 5,2 25,4 1,6 258,6 203 6,4 6,5 5,9 6,3 5,2 25,0 1,4 132,0 215 6,7 6,3 6,2 6,0 5,0 25,1 221,4 216 6,7 6,4 6,3 6,4 5,3 25,5 255,6 217 6,5 6,4 6,3 6,0 5,0 24,4 258,0 218 6,0 6,4 6,2 6,0 5,0 25,4 265,8 222 6,6 6,5 6,2 6,6 23,2 1,7 226,2 223 6,6 6,4 6,2 6,2 25,8 1,4 222,6 224 6,7 6,4 6,2 6,5 26,8 1,4 244,8 225 6,4 6,4 6,2 6,3 4,8 26,1 1,5 211,2 226 6,5 6,4 6,2 6,1 4,7 25,9 1,2 211,2 227 6,6 6,1 6,2 6,3 25,2 1,4 231,0 228 6,4 6,4 6,1 5,8 23,8 1,5 206,4 229 6,5 6,4 6,2 23,8 1,4 189,6 230 6,5 6,4 6,2 22,9 1,9 172,8 234 6,6 6,5 6,2 23,8 1,3 149,4 235 6,3 6,5 6,3 23,4 1,4 165,6 237 6,7 6,4 6,3 23,4 1,3 205,8 238 6,6 6,5 6,3 6,0 5,0 24,3 1,4 145,2 239 6,5 6,4 6,3 5,2 4,4 25,2 1,4 193,8 240 6,7 6,4 6,3 5,2 0,2 24,4 1,4 168,6 242 6,5 6,4 6,3 5,8 4,7 24,2 1,1 122,4 243 6,4 6,4 6,2 6,3 5,0 24,9 1,6 122,4 244 6,6 6,4 6,3 6,7 5,8 24,5 1,4 211,2 245 6,5 6,4 6,3 6,7 5,9 25,1 1,7 140,8 246 6,8 6,4 6,3 6,8 5,9 26,0 1,5 154,0 247 6,4 6,3 6,2 6,8 5,8 24,7 1,4 130,4 248 6,4 6,2 6,1 6,7 5,6 25,6 1,3 136,0 249 6,5 6,3 6,1 6,2 5,4 25,5 1,3 172,4 251 6,5 6,3 6,2 6,3 5,2 24,7 1,4 147,6 252 6,6 6,3 6,2 6,3 5,3 26,1 1,5 170,4 253 6,4 6,3 6,2 6,3 5,3 24,7 1,3 172,0 256 6,4 6,4 6,3 6,4 5,4 24,4 1,5 158,4 257 6,8 6,4 6,3 6,4 5,3 25,8 1,1 200,8 258 6,0 6,4 6,2 6,4 5,4 26,0 1,1 84,0 260 6,6 6,5 6,4 6,5 5,4 25,4 1,3 178,8 261 6,6 6,4 6,4 6,9 5,6 24,3 0,2 154,8

77

Cuadro A.3. Datos de Demmda Quimica de Oxígeno durante el proceso de arranque de 1a ,E1anta de tratamiento.

Día DQO (mg/L)

Ent.RAFA Sal. RAFA Sal. FAFA Ent. Sedim. 6 7560 11230 10830 11300 12 7913 10841 10768 11034 18 8017 10989 10200 9680 24 8080 11203 10587 9917 30 7430 9580 9430 10310 34 7620 9115 8840 9015 41 7490 9520 8610 8540 46 8210 8800 8190 8090 52 8315 9112 8539 8540 66 6890 4516 4408 4380 73 7830 7450 6920 6200 81 7980 11250 10350 8840 89 8122 9449 8029 7427 97 8438 9094 8819 7951 103 7740 6410 6080 5130 108 8095 7823 6843 5460 114 7563 7308 6089 4970 120 7860 6710 6250 5860 124 7145 6100 5910 5720 136 8340 6090 5270 4130 142 7394 5898 5194 4477 147 7627 6801 4741 3942 151 7930 6350 4520 3360 153 8495 5964 4073 3104 159 7460 5820 4130 3070 165 6920 5694 3812 2460 175 8530 5320 3710 2550 183 8042 5525 3726 2320 189 7486 5190 3491 2431 196 7370 4860 2890 1970 201 8200 4602 2549 1534 221 7816 4568 2318 1157 228 6940 4440 1980 840 237 7184 4459 1822 762 243 7503 4312 1803 615 249 6810 4598 1687 498 256 7950 4358 1596 570

78

Cuadro A.4. Datos obtenidos para el análisis de concentración optirm de biosólidos en el RMC.

DQO (mg/L) Concentración de liosólidos Entrada Salida (rnUL)

1450 490 35 1520 510 45 1490 462 55 1440 470 65 1320 475 75

Cuadro A.5. Valores obtenidos de 1a velocidad de salida de Gas Natural. Día Hora Velocidad (m/s)

9 2,7 10 2,9 11 3,1 12 3,3 13 3,2 14 2,8 15 2,7

258 16 2,6 17 2,5 18 2,4 19 2,4 20 2,3 21 2,4 22 2,4 23 2,5 o 2,4 1 2,3 2 2,3 3 2,2 4 2,2 5 2,1 6 2,3 7 2,4

259

8 2,6 9 2,7 10 2,8 11 3,1 12 3,4 13 3,4

79

Cuadro A.5. (Continuación). Valores obtenidos de 1a velocidad de salida de Gas Natural. Día Hora Velocidad (m/s)

259

260

Promedio

M 3~

15 3,2

16

17

18

19

20

21

22 23

o 1 2

3

4

5

6

7 8

9

2,9 2,8 2,7 2,6 2,5 2,4 2,6 2,8 2,7 2,6 2,6

2,4 2~

2~

2,4 2,8 2,7 2,9

2,7

Cuadro A.6. Datos obtenidos en 1a purga de lodos Dato

Ttempo de purga ( s/d) Caudal de Bombeo (Lis)

Concentración de lodos (mg/L)

Valor oOO 4

12000

Cuadro A.7. Datos obtenidos en 1a determinación del coeficiente cinético.

día Consumo de agua

(m3/d) DBO de entrada

(mg/L} DBO de salida (mg/L}

11-jul 238,2

12-jul 172,2 3150 251

13-jul 185,4

14-jul 227,4 4980 199

17-jul 168,6

18-jul 179,4 4110 283

2Q-jul 178,2

21-jul 180 3300 166

80

Cuadro A. 7.(Continuación). Datos obtenidos en 1a determinación del coeficiente cinético.

día Consumo de agua DBO de entrada

DBO de salida (mg/L) (m3/d) (mg/L}

25-jul 60

26-jul 180 6000 402

27-jul 180

28-jul 186 5730 346

31-jul 30

01-ago 174,6 1542 22

04-ago 189

05-ago 129 2292 195

81

B. Datos intermedios

Cuadro B.l. Volúmenes reales y teóricos de los reactores de 1a p1anta de tratamiento. HaJlados utilizando AutoCAD con los valores de 1a Figura Al.

Volumen del Volumen total

Volumen total Volumen del del reactor Reactor lecho teórico lecho real

teórico del reactor real

(m3) (m3) (m3)

RAFA 78,0 57,6 326,0

FAFA 87,5 85,5 122,7

RMC 137,0 130,0 137,0

Total 302,5 273,1 585,7

Cuadro B.2. Caractemación de los primeros 7 días de arranque de la p1anta.

Promedio Máximo Mínimo

Caudal pH Temperatura DQO (L/s) (OC) (mg/L) 3,7 4,3 21,8 7388 10 4,6 24,1 8315 1,0 3,9 19,4 5418

(m3)

266,7

110,3

130,0

507,0

Solidos Sed (mL/L)

32 80 1

82

Cuadro B.3. Porcentaje de Rerroción de DQO de cada reactor durante el tiempo de arranque de la p1anta de tratamiento.

Día RAFA FAFA RMC 6 -48,5 3,6 -4,3

12 -43,4 0,7 -2,5

18 -45,4 7;2 5,1

24 -48;2 5,5 6,3

30 -26,7 1,6 -9,3

34 -20,6 3,0 -2,0

41 -25,9 9,6 0,8

46 -16,4 6,9 1;2

52 -20,5 6,3 0,0

66 40,3 2,4 0,6

73 1,5 7,1 10,4

81 -48,8 8,0 14,6

89 -25,0 15,0 7,5

97 -20,3 3,0 9,8

103 15,2 5,1 15,6

108 -3,5 12,5 20,2

114 3,3 16,7 18,4

120 11,2 6,9 6;2 124 19,3 3,1 3;2 136 14,9 15,7 9,4

142 19,4 13,5 21,6

147 22,0 11,9 13,8

151 10,0 30,3 16,9

153 16,0 28,8 25,7

159 21,1 31,7 23,8

165 23,0 29,0 25,7

175 24,7 33,1 35,5

183 29,6 30,3 31,3

189 26,9 32,6 37,7

196 31,3 32,7 30,4

201 35,7 40,5 31,8

221 39,1 44,6 39,8

228 39,6 49,3 50,1

237 41,3 55,4 57,6

243 41,0 59,1 58,2

249 43,0 58,2 65,9

256 43,1 60,7 70,5

83

Cuadro B.4. Datos obtenidos para el análisis de concentración óptirm de biosólidos en el RMC.

DQO (mg/L) % de Remoción de Concentración de

Entrada DQO biosólims

Salida (% ) (mUL)

1450 490 66,2 35 1520 510 66,4 45 1490 462 69,0 55 1440 470 67,4 65 1320 475 64,0 75

Cuadro B.5. Valores prorredio de cauda~ DQO y DBO de 1a p1anta estabilizada. Parámetro

Caudal (ffi'J /d) DQOiRAFA (mg!L) DQO iFAFA (mg!L) DQO iRMC (mg!L) DQO sRMC (mg!L) DBO iRAFA (mg!L) DBO iFAFA (mg!L) DBO iRMC (mg!L) DBO sRMC (mg'L)

Valor 172,8 7710 4400 1778 466 3855 2200 889 233

Cuadro B.6. Porcentajes de rerroción teóricos de diseño adaptados a 1as nuevas condiciones de 1a p1anta.

Reactor

RAFA FAFA RMC

Caudal de entrada (m3/d)

604,8 172,8 172,8

*Para una k de 4,6 d·1•

Tiempo de retención hidráulico

(d)

0,095 0,49

Entrada real

(mg!L)

5346 4400 1778

DQO %de

Salida Remoción teórico de

teórica DQO (mg!L)

(%) 3440* 66,3 567,5 87,1 775 56,4

84

Cuadro B.7. Flujos de rmsa de entrada y salida de los reactores de 1a p1anta de tratamiento de agua residual

Entrada

DQO Afluente de agua

Flujo (Kg/día)

1332

Salida Flujo

(Kg/día)

Gas Natural 516,3

Purga RAFA Desconocido

Purga Sedimentador 28,8

C02RMC * 11,2

DQO efluente de agua 80,5

1332 636.8

Cuadro B.8. Resultado de 1a obtención del coeficiente cinético K por octuplicado.

Consumo de Tiempo de Tiempo de retención So S K

Día agua retención promedio (mg/L) (mg/L) (día-1) (m3) (día) (día)

11-jul 238,2 2,13

12-jul 172,2 2,94 2,54 3150 251 1,00 13-jul 185,4 2,73

14-jul 227,4 2,23 2,48 4980 199 1,30

17-jul 168,6 3,01 18-jul 179,4 2,83 2,92 4110 283 0,92

20-jul 178,2 2,85 21-jul 180 2,82 2,83 3300 166 1,06

25-jul 60 8,45 26-jul 180 2,82 5,63 6000 402 0,48

27-jul 180 2,82 28-jul 186 2,73 2,77 5730 346 1,01

31-jul 30 16,90

01-ago 174,6 2,90 9,90 1542 22 0,43 04-ago 189 2,68

05-ago 129 3,93 3,31 2292 195 0,75

Mediana 0,96

Promedio 0,87 Desviación est 0,30 K Promedio* 0,92

*Hallada utilizando los valores de DBÜiRAFA, DBÜsRMC y Q promedio detenninados en el Capítulo 5.2.

85

Cuadro B.9. Datos acomodados para 1a gráfica de normalidad, para el coeficiente cinético. Prueba Valor de K (d-1)

1 0,43 2 0,48 3 0,75 4

5 6

7 8

0,92 1,00 1,01 1,06 1,30

86

C. Muestra de cálculo

C. l. Valores Prorredio

La ecuación para determinar prorredios es 1a siguiente:

(C.l)

C.l.l. Valores prorredio de 1a caracterización de arranque, sección 4.2.2.

Utilizando los valores del Cuadro Al, fila de 1a 1 a 1a 7, columna 2 se obtiene

, 4,2 + 2,3 + 3,7 + 10 + 1,0 + 3,1 + 1,9 L Q = = 37-

7 ' S

El resuhado se encuentra en el Cuadro B.2, fila 1, columna 2. Del mismo modo para los

datos del mismo Cuadro, fila 1, columna 2, 3, 4, 5 y 6.

C.1.2. Valores prorredio reales obtenidos en 1a p1anta de tratamiento, a partir de 1a

estabilización de 1a p1anta:

C.1.2.1. Caudal de agua promedio:

Utilizando los valores del Cuadro A.2, fila de 1a 191 a 1a fila 221, columna 9 se

obtiene Q:

226,2 + 222,6 + 244,8 + 211,2 + 211,2 + 231,0 + ··· + 154,8 m 3

Q = 31 = 172,8d

El resuhado se encuentra en el Cuadro B.5, fila 1, columna 2.

C.1.2.2. Demmda Biológica de Oxígeno a 1a entrada del RAFA:

Utilizando los valores del Cuadro A.6, filas de 1a 1 a 1a 16, columna 6 se obtiene

DBÜiRAFA:

87

31SO + 4980 + 4110 + 3300 + 6000 + S730 + 1S42 + 2292 mn DBOiRAFA = 8 = 38SS L

El resuhado se encuentra en el Cuadro B.5, fila 6, columna 2.

C.1.2.3. Demmda Química de Oxígeno a la entrada del RAFA:

Con la re1ación de 2:1 de DQO:DBO por el tipo de agua residual se tiene que:

DQO = 2 *DBO (C.2)

Por tanto, para ha11ar el valor de DQOiRAFA se utiliza 1a ecuación C.2, con el dato del

Cuadro B.5, fila 6, columna 2 y se obtiene:

mn DQOiRAFA = 2 * 38SS = 7710 L

El resuhado se encuentra en el Cuadro B.5, fila 2, columna 2. Lo mismo para los

resuhados del B.5, fila 5, 6, 7 y 8, columna 2.

C.l.2.4. Demmda Química de Oxígeno a 1a salida del RAFA:

Utilizando los valores de Cuadro A.3, fila de la 33 a 1a 37, columna 3 se obtiene

4400 + 44S9 + 4312 + 4S98 + 43S8 mn DQOsRAFA = S = 4400 L

El resuhado se encuentra en el Cuadro B.5, fila 3, columna 2.

C.1.2.5. Demmda Química de Oxígeno a 1a salida del FAFA:

Utilizando los datos del Cuadro A.3, fila de la 33 a 1a 37, columna 4 se obtiene

DQ0sFAFA:

198 + 1822 + 1803 + 1687 + 1S96 mn DQOsFAFA = S = 1778--¡;-

88

El resuhado se encuentra en el Cuadro B.5, fila 4, columna 2.

C.l.2.6. Demmda Química de Oxígeno a 1a salida del sisterm del RMC:

Utilizando los valores del Cuadro A.6, fila de 1a 1 a la 16, columna 7 se obtiene

DBOsRMc:

251 + 199 + 283 + 166 + 402 + 346 + 22 + 195 mn DBOsRMC =

8 = 233 L

El resuhado se encuentra en el Cuadro B.5, fila 9, columna 2.

C.1.3. Velocidad de salida de Gas Natura~ VGN:

Utilizando los valores del Cuadro A.5, fila de 1a 1 a la 49, columnas 3 se obtiene

2,7 + 2,9 + 3,1 + 3,3 + 3,2 + 2,8 + 2,7 + 2,6 + ··· + 2,7 + 2,9 m VGN = 49 = 2,7S

El resuhado se encuentra en el Cuadro A.5, fila 50, columna 3.

C.2. Porcentaje de Rerroción de la DQO:

La ecuación para determinar el porcentaje de rerroción de 1a DQO en los reactores

es:

OlL • , (DQO¡-DQO[) 100 1oremocwn = *

DQO¡ (C.3)

Utilizando los datos del Cuadro A.3, fila 1, columna 2; cuadro #,fila 1, columna 3

se obtiene:

(7560 - 11230) %remoción =

7560 * 100 = -48,5 %

89

El resuhado se encuentra en el Cuadro B.3, fila 1, columna 2; así para el resto de

datos de ese misrro cuadro.

C.3. Porcentaje de Rerroción teórica de cada reactor:

C.3.1. Reactor Anaerobio de Flujo Ascendente:

Para determinar 1a capacidad de remoción teórica de cada reactor se respetó los

criterios de diseño del ingeniero responsable, mientras que se rrodificaron los valores

supuestos por los valores reales. Ver Merroria de Cálculo (Anexo B).

Criterios de diseño:

> Carga de diseño teórico: 30 Kg'rn.3*d (cinética de primer orden con

coeficiente de transfunmción de 0,071, coeficiente de rrn.rerte endógena de

0,034 d-1).

> Eficiencia del reactor: 75% en 1a baja de 1a carga orgánica con liD tiempo de

retención en el lecho de 7,2 horas.

> Re1ación DQO:DBO es igual a 2:1.

C.3.1.1. Coeficiente cinético del RAFA (kRAFA') según criterios de diseño:

(DBOiRAFA') ln .

k , - DBOsRAFA RAFA - TRHLRAFA,

(C.4)

Utilizando los valores de 1a sección 5.2.1 de 1a Merroria de Cálculo (ver Anexo B)

se tiene:

l (1125) k '= n 4'5'0'0 = 4 6d-1

RAFA Q,3 '

90

El resuhado se encuentra en 1a parte inferior del Cuadro B.6.

C.3.1.2. Tiempo de retención hidráulico en el Lecho, (TRHLRAFA):

TRH VRAFA

LRAFA=-­QrRAFA

(C.5)

Utilizando los valores del Cuadro B.l ,fila 1, colurrma 3 y los del Cuadro B. 6, fila 1, columna

2 se obtiene TRHLRAFA.

57,6 , TRHLRAFA =

604,8

= 0,095dtas

El resuhado se encuentra en el Cuadro B.6, fila 1, colurrma 3.

C.3.1.3. Demmda Química de Oxigeno total al RAFA, (DQOTRAFA):

DQO _Q~Q~u~+~~Q~A~ TRAFA - QrRAFA (C.6)

Utilizando los valores del Cuadro B.6, fila 1, colmrma 2, 3 y 4 y el dato del Cuadro

B.5, fila 3, colurrma 2 se obtiene DQOTRAFA:

172,8 * 7710 + 432 * 4400 mn DQOTRAFA = 604,8 = 5346 L

El resuhado se encuentra en el Cuadro B.6, fila 1, colurrma 5.

C.3 .1.4. Demmda Química de Oxigeno Teórica a la salida del RAFA con 1as

condiciones reales de p1anta, (DQOsRAFA'):

(C.7)

Utilizando los datos del Cuadro B.6, fila 1, colurrma 3,4 y 5 se obtiene DQOTRAFA:

DQOsRAFA, = 5346 * e-4•6*0•095 = 3440 mn L

91

Se vuelve a calcu1ar 1a ecuación C.6 y C. 7 para liD valor de DQOsRAFA de 3440 mgiL

y se calculó hasta alcanzar liD valor de DQOsRAFA, = DQÜsRAFA, el cual se logró para liD

valor de DQOsRAFA = 2600 mg/L.

C.3.1.5. Capacidad de rerroción de DQO teórico del RAFA:

Utilizando la ecuación C.3 con los datos DQO¡ = DQÜiRAFA y DQOs = DQÜSRAFA

tenerms,

(7710 - 2600) %deremociónRAF A =

7710 * 100 = 66,3 %

El resuhado se encuentra en el Cuadro B.6, fila 1, columna 6.

C.3.2. Filtro Anaerobio de Flujo Ascendente:

Criterios de diseño:

• Coeficiente cinético del FAFA (k:FAFA): 4,18 d-1•

C.3.2.1. Tiempo de Retención Hidráulica en el lecho del FAFA, (TRHLFAFA):

Utilizando los datos del Cuadro B.l, fila 2, columna 3 y Cuadro B.6, fila 2, colrnrma

2 se obtiene TRHLFAFA:

Según 1a ecuación C.5 se tiene

VFAFA 85,5 , TRHLFAFA = -Q- = 172,8 = 0,49dtas

El resuhado se encuentra en el Cuadro B.6, fila 2, colmnna 3.

C.3.2.2. Demmda química de Oxígeno teórica a 1a salida del FAFA con 1as

condiciones reales de 1a p1anta, (DQOsFAFA'):

92

Según 1a ecuación C.7 se tiene

Utilizando los datos del Cuadro B.6, fila 2, colrnrma 3 y 4 y los datos de 1a sección

5.2.2 de la memoria de Cálculo (ver Anexo B) se tiene DQÜsFAFA,

DQOsFAFA, = 4400 * e-4•18*0•

49 = 567,5 ~B

El resuhado se encuentra en el Cuadro B.6, fila 2, columna 5.

C.3.2.3. Capacidad de rerroción teórica de DQO del FAFA:

De la Ecuación C.3 se tiene

(DQO -DQO ') OL d . 'nd lF AF A= sRAFA sFAFA * 100 10 eremocw e DQO

sRAFA

Utilizando los datos del Cuadro B.6, fila 2, columna 4 y 5 se tiene:

4400-567,5 %deremocióndelF AF A =

4400 * 100 = 87,1 %

El resuhado se encuentra en el Cuadro B.6, fila 2, columna 6.

C.3.3. Reactor de Mezcla Completa, RMC:

Criterios de diseño:

• Sólidos suspendidos volátiles en el licor de rre:zc1a, X: 2500 mg'L

• Sólidos sedimentados, Xs:l2000 mg'L

• Tiempo de retención celu1ar, <De: 10 d

• Coeficiente de reproducción celular, Y: 0,6 Kg cel 1 Kg DBO

93

• Coeficiente de rrn.rerte endógena, Kd: 0,06 d-1

C.3.3.1. Demmda Biológica de Oxígeno teórica a 1a salida del reactor de me:zc1a

completa, DQOsRMc':

(C.8)

Utilizando los datos de 1a sección 5.2.3 de 1a Merroria de Cálcuh (ver Anexo B) se

tiene:

, 130 * 2500 * (1 + 0,06 * 10) DBOsRMC = 889- 10 * 172,8 * 0,6 = 387.Smg/L

C.3.3.2. Demmda química de Oxígeno teórica a 1a salida del RMC con las

condiciones reales de 1a p1anta, (DQOsRMc'):

De 1a Ecuación C.2 se tiene

, mn DQOsRMC = 2 * 387,5 = 775 L

El resuhado se encuentra en el Cuadro B.6, fila 3, columna 5.

C.3.3.3. Capacidad de rerroción teórica de DQO del RMC:

De 1a Ecuación C.3 se tiene

DQOsFAFA- DQOsRMC' %deremociónteoricodelRMC = DQO * 100

sFAFA

Utilizando los datos del Cuadro B.6, fila 3, columna 4 y 5 se tiene:

1778-775 %deremociónteoricodelRM C =

1778 * 100 = 56,4 %

El resuhado se encuentra en el Cuadro B.6, fila 3, columna 6.

94

CA. Ba1ance de rmsa

C.4.1. Flujo misico a 1a entrada y salida de los reactores

Ecuación para determinar el flujo másico disueho en 1as aguas:

. Q*DQO m=-­

tooo

CA. l. l. Flujo misico a la entrada del RAFA, IDiRAFA:

. Q * DQOiRAFA miRAFA = 1000

Uhili:zando lo datos del Cuadro B.5, fila 1 y 2, columna 2 se obtiene IDiRAFA:

. 172,8 * 7710 Kg miRAFA = 1000 = 1332d

El resuhado se encuentra en el Cuadro B. 7, fila 1, columna 2.

C.4.1.2. Flujo misico a la salida del RMC, rhsRMc:

A partir de 1a Ecuación C.9 se tiene:

. Q * DQOsRMC ffisRMC = 1000

A partir de los datos del cuadro B.5, fila 1 y 3, columna 2 se calcu1a rhsRMc:

. 172,8 * 466 Kg ffisRMC = 1000 = 80,5 d

El resuhado se encuentra en el Cuadro B.7, fila 5, columna 4.

C.4.2. Flujo misico de Gas Natural

C.4.2.1. Flujo volrnnétrico de Gas Natura~ FGN:

(C.9)

(C.10)

95

De los datos del Cuadro A.5, fila 50, columna 4 se obtiene FGN:

m3 FGN = 2,7 * 0,002168 * 86400 = 505,8d

C.4.2.2. Masa moJar de Gas Natural, MMGN:

MMGN = 0,65 * MMcH4 + 0,35 * MMc02

B MMGN = o,65 * 16 + o,35 * 44 = 25,8-z m o

C.4.2.3. Flujo misi;o de Gas Natura~ rhGN:

(C.ll)

Modificando la ecuación de gases ideales se obtiene 1a ecuación para determinar el

flujo misi;o de gas natural:

A partir de los datos anteriores se determina rhGN:

. 505800 * 1 * 25,8 Kg mGN = 0,082057 * 308 * 1000 = 516

'3

mol

El resuhado se encuentra en el Cuadro B. 7, fila 1, columna 4.

C.4.3. Flujo misi;o de 1a purga del reactor de rre:zc1a completa

C.4.3.1. Voh.nren diario purgado, Vp:

A partir de los datos del Cuadro A.6, fila 1 y 2, columna 2 se obtiene Vp:

L Vp = 4 * 10 * 60 = 2400-

d

C.4.3.2. Flujo misi;o de biosólidos del RMC, rhSRMc:

(C.l2)

(C.13)

96

. Xs*Vp m - ----=:----=--SRMC - 1000000 (C.14)

A partir de los datos del Cuadro A.6, fila 3, columna 2 y del dato anterior se obtiene

rhSRMc:

. 12000 * 2400 Kg msRMC = 1000000 = 28,8 d

El resuhado se encuentra en el Cuadro B.7, fila 3, columna 4.

C.4.4. Flujo misico teórico de dióxido de carbono en el reactor de rre:zc1a completa

• Masa rro1ar de biosólidos, MMcsH7N02: 113 Kg'Kmol (según Ecuación 1.9)

A partir de 1a re1ación rrolar 1:1 entre la generación de biosólidos y dióxido de

carbono generado de la ecuación 1.9 del Capítulo 1 se deduce 1a ecuación para determinar el

flujo misico de dióxido de carbono, rhc02:

. rhsRMC*MMc02 mco2 =

MMcsH7N02 (C.15)

. 28,8 * 44 Kg mco2 = 113 = 11,2 d

El resuhado se encuentra en el Cuadro B. 7, fila 4, columna 4.

C.5. Coeficiente Cinético

C.5 .l. Tiempo de retención

A partir de 1a ecuación C.5 y con los valores del Cuadro B.8, fila 1 y 2, columna 2 y

el del Cuadro B.1, fila 3, columna 3 se obtiene TRHRMc:

2 * 130 TRHRMC = 238,2 + 172,2 = 2,54d

El resuhado se encuentra en el Cuadro B.8, fila 2, columna 4.

97

C.5.2. Coeficiente Cinético K

-ln( ...... DB---O:"'SR"-"M,.,C) K= DBOmMC

TRHRMC (C.16)

A partir de los datos del Cuadro B.8, fila 2, columna 4, 5 y 6 se obtiene K:

l ( 251) K=- n '3I'50 = ld-1

2,54

El resuhado se encuentra en el Cuadro B.8, fila 2, columna 7. Así para el resto de

datos del mismo cuadro.

Para determinar el valor de K con los datos promedio de equilibrio de 1a p1anta de

tratamiento se utiliza la misrm ecuación C.16 con los datos del Cuadro B.5, filas 1, 6 y 9,

columna 2.

l ( 233) K = - n '3"855 = O 96d-1

2,93 '

El resuhado se encuentra en el Cuadro B.8, fila 12, columna 7.

98

Anexos

99

MANUAL DE OPERACIÓN Y

MANTENIMIENTO

~~~

SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

FRUTERA LA PAZ

Elaborado por:

M.Sc. Ing. Bernardo Mora Gómez Actualizado

por:

Juan Gabriel Herra Bogantes

Febrero de 2015

o

Contenido

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................... 3

1. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PRODUCTIV0 ............................................................................... 4

1.1 Lista de materias primas .............................................................................................................. 4

1.2 Generación de aguas residuales .................................................................................................. 4

2 PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES ................................................................ S

2.1 Tratamiento preliminar y primario .............................................................................................. S

2.2 Controlador de pH ........................................................................................................................ S

2.3 Tratamiento biológico .................................................................................................................. 6

2.3.1 Reactor anaerobio de flujo ascendente (RAFA) ..................................................................... 7

2.3.2 Filtro anaerobio de flujo ascendente (FAFA) ......................................................................... 7

2.3.4 Sistema aerobio de lodos activados ....................................................................................... 7

2.4 Humedal sub-superficial ............................................................................................................... 7

2.S Tratamiento de lodos ................................................................................................................... 7

2.6 Tratamiento de gas ...................................................................................................................... 8

2. 7 Reserva de agua ........................................................................................................................... 8

2.8 Vertedero de aforo ....................................................................................................................... 8

6 , -3 INFORMACI N BASICA DE DISENO ............................................................................................ 8

3.1 Dimensiones básicas de las unidades principales ....................................................................... 8

3.2 Caudales de diseño: ..................................................................................................................... 9

3.3 Tipo de agua residual ................................................................................................................... 9

3.4 Composición de diseño del agua a tratar .................................................................................. 10

3.S Calidad que deberá cumplir el efluente final ............................................................................. 10

4 NECESIDADES DE PERSONAL .................................................................................................... 11

6 OPERACIÓN DEL SISTEMA ....................................................................................................... 13

6.1 Separadores de sólidos .............................................................................................................. 13

6.2 Controlador de pH ..................................................................................................................... 13

6.3 Unidad biológica RAFA .............................................................................................................. 14

6.4 Unidad biológica FAFA ............................................................................................................... 15

6.5 Unidad biológica RMC de lodos activos .................................................................................... 15

6.6 Sedimentador secundario ......................................................................................................... 16

6.7 Humedal Sub-superficial ............................................................................................................ 16

6.8 Vertedero de aforo .................................................................................................................... 16

6.9 Cabezal de desfogue .................................................................................................................. 17

6.10 Manejo de lodos y sólidos ....................................................................................................... 17

6.11 Manejo de gas ......................................................................................................................... 17

6.12 Otras labores importantes ...................................................................................................... 17

7 CONTROL OPERACIÓN ............................................................................................................ 18

7.1 Bitácora ...................................................................................................................................... 18

7.2 Análisis rutinarios ...................................................................................................................... 18

7.3 Bio-sólidos en el RAFA ............................................................................................................... 19

7.4 Análisis periódicos ..................................................................................................................... 19

8 NORMAS BÁSICAS DE SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL. .................................................... 20

9 ANEXOS .................................................................................................................................. 21

9.1 Hojas de Registros ..................................................................................................................... 21

9.2 Formato de Reporte Operacional .............................................................................................. 22

9.3 Control de bio-sólidos en el RAFA .............................................................................................. 24

FRUTERA LA PAZ: "MANUAL de Operación y Mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." 2

INTRODUCCIÓN

El deterioro y agotamiento de los recursos, y en específico del recurso hídrico, asociado a los

usos y a la contaminación por parte de las diversas actividades humanas, está en

contraposición con la satisfacción de las necesidades sociales, económicas y culturales de la

población, la industria y las instituciones, convirtiéndose en un verdadero lastre para el

crecimiento, el desarrollo y el bienestar general.

Dentro de este contexto, el manejo y tratamiento de las aguas residuales es ahora una parte

esencial en el desarrollo de cualquier actividad industrial y productiva, incluso convirtiéndose

en un elemento asociado ya a la calidad del producto final.

Conscientes de esta realidad, Frutera La Paz S.A. se ha dado a la tarea de, con base en su

política de protección ambiental y de mejoramiento continuo, mejorar sus sistemas de

tratamiento de aguas residuales con el afán de obtener mejores niveles de desempeño y de

cumplimiento de la normativa nacional correspondiente.

Con base en lo anterior, este manual tiene como objetivo mostrar los conceptos básicos

referentes al funcionamiento y operación del sistema de tratamiento de aguas residuales de la

empresa, de tal manera que éste sea capaz de funcionar adecuadamente y cumplir con su fin

principal: resguardar la salud humana y ambiental.

FRUTERA LA PAZ: "MANUAL de Operación y Mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." 3

1. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PRODUCTIVO

Frutera La Paz produce para exportación fruta en trozos, ofreciendo piña convencional, piña

orgánica, papaya, mango, banano, melón, fresa y además yuca.

El proceso productivo consiste en una secuencia de sub-procesos de: lavado, desinfección,

corte hasta obtener los dimensionamientos especificados, congelado, empacado y

distribución.

Esta empresa está catalogada con el código CIIU número 1513.

1.1 Lista de materias primas . ./ Fruta fresca (piña orgánica y convencional, papaya, mango, banano, melón, fresa)

./ Yuca

./ Agentes desinfectantes

1.2 Generación de aguas residuales. El agua residual de tipo especial se genera en los sub procesos de lavado de las diferentes

frutas que se trabajan, estos se mezclan con las aguas residuales de tipo ordinario después de

la etapa de separación de sólidos, dando la siguiente composición:

Cuadro l. Caracterización de aguas residuales industriales y ordinarias Parámetros Promedio Máximo Mínimo

pH 4,3 4,6 3,9

Sólidos totales (mg/L) 5580 5909 5252

Sólidos Suspendidos Totales (mg/L) 11 1

12 10

Sólidos disueltos (mg/L) 5569 5897 5242

Sólidos sedimentables (mL/L) 32 1

80 1

Grasas y aceites (mg/L) 23 25 21,7

DQO (mg/L) 7710 1

12000 3084

DBO (mg/L) 3855 6000 1542 FRUTE ~llo J .A "1'.117- ~M.IIJIIH.<U . d .. n. - .,u·. ionm d .. G~-...ndD ,do;!, ¡.,,.~ r'locin• les." 4

La caracterización hidráulica de este tipo de agua residual corresponde a:

O Caudal máximo: 250 m3/d

O Caudal máximo instantáneo no sostenido (2 horas): 10 Lis

O Caudal mínimo: 1 Lis

O Caudal promedio: 172,8 m3/d

2 PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

El sistema de tratamiento para las aguas residuales de los procesos productivos se muestra en

el diagrama de flujo presentado en la figura l.

Este sistema está compuesto por las operaciones y procesos unitarios que se describen en lo

sucesivo.

2.1 Tratamiento preliminar y primario Esta sección del tratamiento está orientada hacia la eliminación de sólidos no disueltos,

constituidos por: sólidos gruesos, sólidos suspendidos, sólidos sedimentables, grasas y

aceites, principalmente.

Está fase de tratamiento está compuesta por las siguientes estructuras existentes:

O Un tanque de almacenamiento y homogenización de las aguas de 25 m3.

IJ Una criba autolimpiable.

O Un tanque de sedimentación primaria de 30 m3, que permite un tiempo de retención de

aproximadamente 3 horas.

O Una sección de igualación de 2,6 m3.

2.2 Controlador de pH Dadas las variabilidades que se presentan en el pH del agua a tratar, donde predominan

valores ácidos, se contempla una caja de registro (ya construida) al inicio del primer reactor FRUTERA LA PAZ: "MANUAL de Operación y Mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." S

biológico, para regular ahí un pH entre 6,5 y 8 por medio del vertido de una solución de

Hidróxido de Sodio.

· 1 ~ -~

·1,::::,. -Cárcamo 1 ~

__ }

Criba

S edimentador Primario

.l.._____ .. _

-------------------- ---------------------¡---

RAFAt=l =:=F=:A=:FA=:. :::19-----..-: _jC .. --·

, Sedime ntador ¡ Secundario

. T ----------------------~·------------- 1 -

Figura l. Diagrama de flujo del sistema de tratamiento.

2.3 Tratamiento biológico El sistema de tratamiento biológico se desarrolla gracias a la alternancia entre esquemas de

metabolismo anaerobio, al inicio del tratamiento, y esquemas de metabolismo aerobio en la

sección final.

Así pues, el sistema de tratamiento contempla las siguientes unidades para desarrollar los

correspondientes procesos unitarios.

FRUTERA LA PAZ: "MANUAL de Operación y Mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." 6

2.3.1 Reactor anaerobio de flujo ascendente (RAFA).

Esta es la primera unidad de tratamiento anaerobio, cuyo objetivo es bajar fuertemente la alta

carga contaminante inicial. Se ha escogido esta tecnología pues, para las condiciones del agua

residual, es la que presenta los niveles de estabilidad más recomendados.

2.3.2 Filtro anaerobio de flujo ascendente (FAFA).

Esta unidad es capaz de trabajar anaerobiamente niveles de carga orgánicas bajas. Aquí

continúa el tratamiento biológico de la carga remanente de la unidad RAFA. Este filtro

entrega un agua residual ya con niveles de carga lo suficientemente bajos como para utilizar

posteriormente sistemas aerobios.

2.3.4 Sistema aerobio de lodos activados.

Dados los niveles de carga orgánica esperada del agua tratada en el F AF A, se considera

apropiado el uso de sistemas aerobios para continuar con el tratamiento. Se ha optado

entonces por el diseño de un reactor de mezcla completa (RMC) para desarrollar el concepto

de "lodos activados", el cual, contempla además un sedimentador secundario para la

precipitación y eliminación de sólidos biológicos.

2.4 Humedal sub-superficial.

Tomando en cuenta los índices de nutrientes que podrían presentarse en los afluentes, y que

los sistemas biológicos descritos anteriormente no son capaces de controlar adecuadamente,

se integra al sistema un humedal sub-superficial (bio-jardinera), para inducir la absorción de

estos compuestos por parte de plantas con características determinadas.

2.5 Tratamiento de lodos Los lodos extraídos de las diversas fases biológicas y los sedimentadores se densifican y

desecan en filtros de lodos con arena hasta alcanzar condiciones fisicas que permitan un

adecuado manejo de éstos. Una vez alcanzado las condiciones de humedad requeridas se

trasladan a un área (techada y cementada) de maduración donde alcanza las condiciones

biológicas y fisicoquímicas adecuadas para ser utilizados como mejorador de suelos. Se

contempla aquí el uso de un filtro de lodos existente y que se encuentra en buen estado y FRUTERA LA PAZ: "MANUAL de Operación y Mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." 7

presenta el dimensionamiento adecuado. El área para la maduración del lodo se encuentra en

proceso de adaptación.

2.6 Tratamiento de gas Las fases de tratamiento biológico anaerobio generan biogás rico en metano, el cual presenta

un índice de 21 en efecto invernadero (carbono equivalencia), por lo que se requiere un

manejo y tratamiento adecuado para disminuir el riesgo de impacto ambiental. Inicialmente

este proyecto contempla la combustión de este gas para convertir este gas metano en dióxido

de carbono y así disminuir el impacto ambiental; sin embargo, en el futuro la empresa podrá

valorar el aprovechamiento energético de éstos para la generación de, al menos la energía

requerida, por el sistema de tratamiento.

Para la combustión de este gas se cuenta con dos quemadores (uno para cada reactor

anaerobio), los cuales, de ser necesario, deben permanecer cerrados hasta que el gas alcance

la presión suficiente en las lonas para ser liberado con una velocidad segura para ser quemado.

2. 7 Reserva de agua Se contempla en este proyecto la construcción de un estanque de almacenamiento del agua

tratada, para el desarrollo de algunos proyectos ambientales que podrían ser beneficiosos para

la empresa- desde el punto de vista ambiental -, como el cultivo de tilapias, reservorio para

aprovechamiento del agua para su uso en servicios sanitarios, aguas de limpieza, riego, etc.

2.8 Vertedero de aforo El control de los caudales de tratamiento se lleva a cabo por medio de un vertedero de aforo

tipo triangular de 90°.

3 INFORMACIÓN BÁSICA DE DISEÑO

3.1 Dimensiones básicas de las unidades principales.

Con base en la readecuación de las estructuras existentes, y el cálculo teórico del

dimensionamiento de las unidades, se tienen las siguientes características dimensionales

básicas para las principales unidades del sistema de tratamiento.

FRUTERA LA PAZ: "MANUAL de Operación y Mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." 8

Cuadro 3. Dimensiones de unidades.

Unidad Largo Ancho Profundidad Volumen Tiempo

(m) (m) (m) Líquido (m3) Residencia (hr) RAFA. 9,2 12,4 4,5 266,7 37

FAFA 8,4 12,4 2,6 110,3 15

RCM 7,2 12,4 3,1 130 18

Sedimentador 12,5 12,5 2,4 74,2 10

Humedal 10 1,6 0,84 13,4 1,8

AA FAFA R e 1----""'-----i - l

1

Figura 2. Vistas y dimensiones de cada uno de los reactores

3.2 Caudales de diseño: El conglomerado de las aguas a tratar por el sistema reúne los siguientes flujos de agua:

IJ Caudal máximo: 250 m3/d

IJ Caudal máximo instantáneo no sostenido: 10 Lis

O Caudal mínimo: 50 m3/d

O Caudal promedio: 172,8 m3/d

3.3 Tipo de agua residual. El agua residual es de tipo especial y ordinaria. El código CIIU (Código Internacional

Industrial Unificado) que corresponde según el Decreto No. 33601-MINAE-S, es el1513.

FRUTERA LA PAZ: "MANUAL de Operación y Mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." 9

3.4 Composición de diseño del agua a tratar. Con base en la naturaleza y operación de la empresa, la composición de diseño de las aguas

residuales a tratar se ha estimado en los siguientes rangos:

Cuadro 4. Caracterización de aguas residuales industriales Parámetros Promedio Máximo ~ínimo

pH 4,3 4,6 3,9

Sólidos totales (mg/L) 5580 1

5909 5252

Sólidos Suspendidos Totales (mg/L) 11 1

12 10

Sólidos disueltos 5569 5897 5242

Sólidos sedimentables (mL/L) 32 1

80 1

Grasas y aceites (mg/L) 23 1

25 21,7

DQO (mg/L) 7710 12000 3084

DBO (mg/L) 3855 6000 1542

3.5 Calidad que deberá cumplir el efluente final. En vista de que el agua a tratar contempla fuentes especiales y fuentes ordinarias, los límites

de vertido a cumplir se calculan como lo establece el "Reglamento de Vertido y Reúso de

Aguas Residuales: 33601-MINAE-S", teniendo los siguientes resultados:

Cuadro 5. Parámetros de vertido a cumplir con el tratamiento Parámetros

1

Vertido Reúso

DQO (mg/L) 1

373 746

DBO (mg/L) 139 279

pH 5a9 5a9

Sólidos Suspendidos Totales (mg/L) 273 546

Sólidos sedimentables (mL/L) 1

<1 <1

Grasas y aceites (mg/L) 30 30

SAAM(mg/L) S 5

Temperatura (°C) 15 a40 15 a40 r nA ">'- ~.,..~ ""· ,,, ,, r.. '"""' - - ,I.,J c. ,1, ,1, A . o,

' ' ··~- -~ ~ · ~ - ~ - ~ ... ' ~ ·-- y _ ,.,. ~ ' , _,. , - · • ~ ·- · - ... ·~- · • oq· · ~· •. S iduales." 10 FRUTERA

4 NECESIDADES DE PERSONAL

La planta de tratamiento de aguas requiere de al menos del siguiente personal:

Supervisor general:

Su función será coordinar, supervisar y dar seguimiento a todos los requerimientos operativos

del sistema de tratamiento. Será el superior inmediato del personal de operación. Es

conveniente que tenga algún nivel de capacitación importante en cuanto al funcionamiento y

operación de sistemas de tratamiento.

Operarios:

Se requiere de un operario por turno dedicado a las diferentes labores de operación y

mantenimiento. La jornada laboral consistirá normalmente de 8 hr/día.

Asesor ambiental:

Será conveniente que la empresa cuente con la posibilidad de acceder a algún profesional en

la rama ambiental, y con conocimientos avanzados en plantas de tratamiento de aguas

residuales, para situaciones especiales (emergencias, inestabilidades, análisis operacional,

etc.).

5 NECESIDADES DE EQUIPO

El debido funcionamiento de la planta de tratamiento requerirá contar con los siguientes

equipos y herramientas, tanto para la operación y el mantenimiento, como de seguridad y

salud ocupacional.

FRUTERA LA PAZ: "MANUAL de Operación y Mantenimipnto del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." 11

Cuadro 6. Herramientas necesarias para el mantenimiento y operación de la planta.

Equipo/Herramienta Cantidad necesaria

pHmetro - termómetro 1

Beacker 500 mL 3

Cuadro 6. Herramientas necesarias para el mantenimiento y operación de la planta.

Equipo/Herramienta Cantidad necesaria

Beacker 1000 mL 2

Cono lnhoff de policromato (pedestal y sujetadores) 1

Rastrillo 2

Rasqueta 2

Pascón 2

Carretilla 2

Pala 2

Machete/Cuchillo 2

Escobas 2

Caja de herramientas varias 1

Manguera 2

Jarras plásticas de 2 L 2

Botellas plásticas 1 L 5

Digestor de pruebas DQO y sus accesorios y reactivos 1

Uniformes Según necesidades

En materia de salud y seguridad laboral, cada trabajador debe tener acceso a:

./ Guantes .

./ Casco .

./ Chaleco de seguridad .

./ Anteojos .

./ Gabacha o protector de ropa .

./ Utensilios de aseo: jabón anti bacteria!, toallas, etc.

FRUTERA LA PAZ: "MANUAL de Operación y Mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." 12

6 OPERACIÓN DEL SISTEMA

A continuación se detallan las labores más básicas de operación de cada uno de los

componentes de este sistema de tratamiento.

6.1 Separadores de sólidos

[] Rutinariamente, el operador debe limpiar la criba de cualquier obstrucción que se pueda

generar, con el fin de mantener la filtración lo más limpia posible.

D El material orgánico retirado del área de la criba junto con el material de desecho de las

áreas de proceso deben ser retirados de la empresa conforme se llene el recipiente

contenedor (vagoneta). Esto mediante un Gestor Autorizado por el Ministerio de Salud

para el transporte y disposición de estos.

IJ Del mismo modo, el tanque de sedimentación primaria y la sección de igualación deberán

limpiarse cuando el sistema lo amerite. Estos desechos se van a tratar mediante un lechos

de secado (filtro de arena) hasta que tengan las condiciones físicas y de humedad

requeridas, después se trasladan mediante pala y carretillo a un área de maduración de

lodos donde se les da las condiciones de pH y humedad requeridas y el tiempo de

retención necesarios para que alcance los parámetros biológicos necesarios y ser utilizado

como mejorador de suelo.

6.2 Controlador de pH

[] El operario deberá revisar periódicamente la caja donde se regula el pH y asegurarse que

se encuentre limpia (libre de sólidos, obstáculos, etc.)

[] Periódicamente debe limpiarse el electrodo de medición de pH.

FRUTERA LA PAZ: "MANUAL de Operación y Mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." 13

IJ Periódicamente debe calibrarse el equipo para asegurar una medición adecuada del pH

del afluente.

O Una vez al día, el operador deberá preparar la solución de NaOH (al 5%) para la

regulación del pH del agua. Para esto, deberá pesar la cantidad especificada de escamas

de NaOH, agregarlas al recipiente conteniendo el 50% del agua calculada, y agitar hasta

disolver completamente los sólidos. Luego aforará con el restante 50% del agua, agitando

constantemente.

IJ Al menos 3 veces al día el operario deberá anotar en las hojas de control correspondientes

el dato de pH registrado en el medidor.

6.3 Unidad biológica RAFA

En condiciones habituales, la operación de los reactores anaerobios de flujo ascendente será

completamente autónoma, requiriendo básicamente:

O Revisión de los canales de salida para asegurar que no haya algún material que obstruya

el paso de agua hacia el F AF A.

IJ Revisión del contenido biológico. La cantidad de microorganismos responsables del

tratamiento debe estar en equilibrio con la carga contaminante, de tal forma que no exista

ni déficit ni exceso de éstos, ya que ambos casos conllevan problemas de eficacia y

operación. Para esta unidad, el contenido de bio-sólidos en el reactor puede oscilar entre

20 y 40 giL, así que para mantener esta concentración se deben purgar los excesos. Se

debe realizar al menos una vez por semana un muestreo y análisis de este contenido por

medio del procedimiento descrito en el anexo 9.3 de este manual.

IJ Purga de exceso de bio-sólidos: Si la prueba de sólidos sedimentables en los reactores

(ver Control Operacional), revela valores superiores a 35 mL/L, se utiliza el gráfico del

anexo 9.3 para determinar la cantidad de líquido a extraer, para lo cual se activará el

FJS~.«~1JW'MáJVUAL de Operación y Mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." 14

O La purga deberá realizarse mediante un lechos de secado (filtro de arena) hasta que tengan

las condiciones fisicas y de humedad requeridas, después se trasladan mediante pala y

carretillo a un área de maduración de lodos donde se les da las condiciones de pH y

humedad requeridas y el tiempo de retención necesarios para que alcance los parámetros

biológicos necesarios y ser utilizado como mejorador de suelo.

6.4 Unidad biológica FAFA

En condiciones normales esta unidad funciona de modo autónomo, requiriéndose en su

operación solamente el control de sólidos sedimentados en la recámara de ingreso. Para esto,

al menos tres veces al año, se ingresará por los duetos de limpieza, una sonda para comprobar

el estado de agregación de los sólidos en esta recámara. Si al tacto se sienten muy compactos,

ha llegado el momento de extraerlos.

La extracción de material se va a tratar mediante un lechos de secado (filtro de arena) hasta

que tengan las condiciones fisicas y de humedad requeridas, después se trasladan mediante

pala y carretillo a un área de maduración de lodos donde se les da las condiciones de pH y

humedad requeridas y el tiempo de retención necesarios para que alcance los parámetros

biológicos necesarios y ser utilizado como mejorador de suelo. Todo dentro de la normativa

nacional.

6.5 Unidad biológica RMC de lodos activos

Esta unidad requiere de un control rutinario más exhaustivo, el cual consiste básicamente

en vigilar el nivel de oxigenación, la suspensión y el reciclado del lodo. Esto último está

ligado a la operación del sedimentador secundario.

FRUTERA LA PAZ: "MANUAL de Operación y Mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." 15

6.6 Sedimentador secundario

En esta unidad se requiere solamente la extracción rutinaria de sólidos, para lo cual se deben

ejecutar las siguientes acciones:

O Con la ayuda de un pazcón extraer de la unidad cualquier material flotante que se

presente. Pude depositarse en un recipiente apropiado y vertido en el lecho de secado de

lodos.

O Recircular los lodos activos al RMC de tal forma que se recirculen diariamente 25 m3.

Para esto se activará la bomba de impulsión, direccionando la dirección del flujo hacia el

RMC, conforme el siguiente ciclo:

./ 1 O m3 a primera hora de la mañana .

./ 5 m3 a media jornada .

./ 1 O m3 al final de la tarde.

O Se debe purgar 2,5 m3/día desde esta unidad, para lo cual se activará la bomba de

impulsión para dirigir el material hacia el lecho de secado direccionando las llaves

correspondientes en el sistema de tuberías. Una vez secos los lodos se transportaran a un

área de maduración de lodos hasta alcanzar los parámetros fisicos y biológicos necesarios

según la normativa nacional.

6. 7 Humedal Sub-superficial Esta unidad funciona normalmente de modo autónomo. Se requiere solamente, cuando se

considere necesario, cosechar o podar las plantas que lo conforman.

6.8 Vertedero de aforo La operación habitual de esta unidad consiste solamente en labores de limpieza, de tal forma

que no se encuentren obstáculos al flujo, y la medición del caudal. Para esto último vasta con

anotar en las hojas de control correspondientes la hora de medición y el valor tomado de la

regleta de medición (H) FRUTERA LA PAZ: "MANUAL de Operación y Mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." 16

Con este valor H se utiliza para alimentar la siguiente ecuación y calcular el caudal:

6. 9 Cabezal de desfogue Aquí se requiere solamente de actividades de mantenimiento y limpieza.

6.10 Manejo de lodos y sólidos

O Los materiales extraídos de los reactores RAFA, RMC y del sedimentador secundario,

serán vertidos en la pila de lodos para obtener la desecación apropiada para facilitar la

gestión de estos materiales. Aquí no debe fomentarse la digestión de lodos, por lo que una

vez obtenida la consistencia deseada, se deberán transportar a un área de maduración de

lodos hasta alcanzar los parámetros fisicos y biológicos necesarios según la normativa

nacional.

6.11 Manejo de gas En tanto sea quemado el gas natural se deben tener los siguientes cuidados de mantenimiento:

• Mientras no se está quemando el gas mantener la llave de paso del gas cerrada • Quemar el gas natural únicamente cuando la velocidad de salida de este sea superior

a 2 m/s. • Mantener limpia el área alrededor de los quemadores y protegidas del ingreso de

personal que pueda causar un accidente.

6.12 Otras labores importantes.

O Es importante mantener limpias y en buen estado todas las estructuras desarrolladas en la

planta de tratamiento. En general, se debe mantener a las instalaciones libres de

vegetación, basura, o cualquier material que atente contra los principios del orden y el

aseo.

FRUTERA LA PAZ: "MANUAL de Operación y Mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." 17

IJ No se debe dejar crecer árboles o arbustos muy cerca de las instalaciones de la planta de

tratamiento, ya que esto puede impedir el flujo adecuado de corrientes de aire, y las raíces

pueden dañar la conformación de taludes, drenajes y las bases estructurales.

7 CONTROL OPERACIÓN

El control operacional se realiza con el fin de documentar, controlar y evaluar el

funcionamiento y efectividad de la planta de tratamiento en el cumplimiento de la calidad

del agua tratada, según los requerimientos normativos y de diseño del sistema; así como para

evitar algún daño en las unidades mecánicas, o en general en la infraestructura de sus

componentes.

7.1 Bitácora Deberá llevarse al día una bitácora de trabajo donde se conserve un registro diario de todas

las actividades que se desarrollen en función de la operación y el control del sistema de

tratamiento. Esta bitácora debe permanecer en custodia del operador del sistema, y estar

siempre actualizada. Cada anotación debe registrar el nombre y firma de la persona que la

realiza.

7.2 Análisis rutinarios Se deberán realizar mediciones rutinarias de los siguientes parámetros operativos:

O Caudal

El operario deberá medir todos los días, cada 5 horas (caudal mínimo o pico), el caudal de

tratamiento de la planta.

O pH y temperatura Con la ayuda del pHmetro (el cual también registra la temperatura), se debe realizar una toma

de dato de acidez y temperatura 5 veces al día, variando los horarios en el transcurso de la

semana (de tal forma de abarcar la totalidad de la jornada laboral), en los siguientes puntos .

./ Afluente de la planta.

FIWTERfl .. tlf6':d'M.ARWJ! Jlc Operación y Mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." 18

./ Efluente del FAFA ./Entrada al sedimentador .

./ Salida del sedimentador .

./ Vertedero de aforo.

[] Sólidos sedimentables

Todos los días se deberá realizar la prueba de lnhoffpara sólidos sedimentables, tomando la

muestra en los siguientes puntos:

./ Afluente de la planta .

./ Entrada al sedimentador .

./ Salida del sedimentador . ./Vertedero de aforo.

Todos estos datos se anotarán en hojas de reporte diseñadas para tal fin, tal como se muestra

en el anexo. La administración, semanalmente ingresará estos datos a una hoja de cálculo

electrónico, para ir generando las estadísticas que se consideren más convenientes.

7.3 Bio-sólidos en el RAFA Todas las semanas se deberá realizar una prueba de sólidos sedimentables en el RAFA para

determinar la concentración de bio-sólidos, y las necesidades de purga en esta unidad.

Deberán seguirse los procedimientos descritos en el anexo 9.3.

7.4 Análisis periódicos Trimestralmente se tomarán muestras compuestas, tanto de afluentes como de efluentes, que

se enviarán a un laboratorio autorizado para la realización de las siguientes pruebas: DBOs,2o,

DQO, Sólidos Suspendidos Totales, Sustancias Activas al Azul de Metileno, Grasas y

Aceites, Coliformes Fecales, Nitrógeno y Fósforo. Las muestras cuyo análisis se utilizará

para la elaboración de los reportes operacionales que se presentarán al Ministerio de Salud

deberán ser tomadas por el propio laboratorio.

FRUTERA LA PAZ: "MANUAL de Operación y Mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." 19

8 NORMAS BÁSICAS DE SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL

Todo trabajador o visitante debe cumplir con las siguientes normas básicas de seguridad:

./ Será prohibido el ingreso de personas no autorizadas .

./ Será prohibido el ingreso a la planta de tratamiento de toda persona en estado de

ebriedad o bajo la influencia de drogas .

./ Será prohibido fumar en las zonas cercanas a los diversos procesos que integran el

sistema de tratamiento .

./ Será prohibido beber o comer en las zonas cercanas a las unidades de tratamiento .

./ El operario deberá utilizar todo su equipo de seguridad siempre que efectúe sus

labores de operación y mantenimiento: guantes, mascarilla, botas y aquellas que

establezca el departamento de salud ocupacional.

./ Luego de cada fase de operación o mantenimiento, el operario involucrado deberá

lavarse las manos, brazos y cara con abundante agua y jabón .

./ Los uniformes deberán ser lavados todos los días .

./ Deberá colocarse un extintor de incendios deberá estar ubicado según las normas

internacionales en la zona de acceso y salida de la caseta de guardia.

FRUTERA LA PAZ: "MANUAL de Operación y Mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." 20

9 ANEXOS

9.1 Hojas de Registros

Cuadro de control de afluente Día Hora Caudal pH Temperatura Sólidos Sed. Responsable

(m3/s) (oC) (mLIL)

Control de efluentes

Sólidos

Día Hora piH Temperatura

sedimenta bies Responsable (OC)

(mL/L)

FRUTERA LA PAZ: "MANUAL de Operación y Mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." 21

9.2 Formato de Reporte Operacional

REPORTE OPERACIONIAL l. DATOS GENERALES

Número del Reporte: f echa del Reporte:

Periodo reportado: del al

Ente Generador:

Actividad( es):

r rovincia: ¡cantón:

!Dirección: 1

r agina en Internet:

Certificado Veterinario de No: Rige:

Operación

Patente Municipal: ¡No: Rige:

Frecuencia de presentación de reporte: 11 ( ) Semestral 1 ( ) Trimestral

Propietario o Representante del Ente Generador:¡

Te/: IFax: 1

correo Electrónico:

Responsable Técnico del Reporte:

Te/: IFax: Correo Electrónico:

2. DISPOSICIÓN DE AGUAS RESIDUALES

D Vertidas al cuerpo receptor:

D Vertidas al Alcantarillado Sanitario:

D Reusadas.

3. MEDICIÓN DE CAUDALES

Método empleado:

II Apartado Postal:

1 Apartado Postal: No. Registro MS:

Nombre del cuerpo receptor:

Nombre del EAAS:

Tipo: Nº

'{:IIU:

~istrito:

Vence:

Vence:

( ) Mensual

FRUTERA LA PAZ: "MANUAL de Operación y Mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." 22

4. RESULTADOS DEL M O NITO REO POR PARTE DEL ENTE GENERADOR

TABLA 4.1 ESTADÍSTICA DEL MONITOREO

N° de veces Promedio Desv.Estánd. Mínimo Máximo

1 Caudal (m3fdía)

pH

Sólidos Sedimen.

1 Temperatura

11 Caudal de diseño (m:~,/dia} :

5. RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS FÍSICO-QUÍMICOS Y BACTERIOLÓGICOS

Nombre del Laboratorio:

No. Permiso Sanitario Funcionamiento: Rige: Vence:

Número del Análisis: Físico-químico:

TABLA 5.1 RESULTADOS DE LOS ANÁLISIS DE LABORATORIO

DBO DQO T SST S Sed GyA N P04 (mg/1) (mg/1) pH (OC) (mg/1) (ml/1/h) (mg/1) SAAM (mg/1) (mg/1)

Valor

Incertidum bre

Límite*

' *Segun Decreto EJecutivo 33601-S-MINAE (Gaceta del19 de marzo de 2007).

6. EVALUACIÓN DE LAS UNIDADES DE TRATAMIENTO

7. PLAN DE ACCIONES CORRECTIVAS

8. REGISTRO DE PRODUCCIÓN

Como producción durante el período reportado: 1 cerdos 1 semana

FRUTERA LA PAZ: "MANUAL de Operación y Mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." 23

9. NOMBRE Y FIRMA:

RESPONSABLE TÉCNICO

DEL REPORTE

REPRESENTANTE DEL

ENTE GENERADOR

9.3 Control de bio-sólidos en el RAFA

Control de biosólidos

Sólidos sed. Sólidos Sed Sólidos Sed. Día Hora

0,5m l,Om 1,5 m Promedio Responsable

PROCEDIMIENTO DE ANÁLISIS

Muestreo individual

Para llevar el control del contenido de bio-sólidos en cada nivel del RAFA, si gua los

siguientes pasos:

l. Extraiga una muestra de poco más de 1 L de líquido interior del RAFA de la tubería de

muestreo, correspondiente a la profundidad deseada.

2. Vierta y afore con esta muestra hasta 1 L en el cono Inhoff. Deje reposar.

3. Al cabo de 60 minutos toma el dato de sólidos sedimentados (mL/L) y repórtelo en la

hoja de control.

Muestreo compuesto

Para el control del promedio de bio-sólidos del RAFA, se procede así.

l. Extraiga una muestra de 1 L de líquido interior del RAFA de cada una de las tuberías de

muestreo, las cuales extraen materia a profundidades de 0,5, 1,0 y 1,5 metros.

2. Mezcle las tres muestras de tal forma que se forme una sola con composición homogénea.

3. Vierta y afore hasta 1 L con esta muestra compuesta en el cono lnhoff. Deje reposar.

4. Al cabo de 60 minutos toma el dato de sólidos sedimentados (mL/L) y repórtelo en la

hoja de control. FRUTERA LA PAZ: "MANUAL de Operación y Mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." 24

7,00

6,00

;; .S ~ 4¡00 ::::1 Q. Ql , e Ql

E 3;00 :::1

g

2,00

1,00

o,oo o

Purga de lodos del reactor anaerobio

10 20

/ /

V

/ ,

/ V

/ .v

/

30 40 50 60

Sólidos sedimentados en el oonon lnhoff

(mll'

70 80 90

FRUTERA LA PAZ: "MANUAL de Operación y Mantenimiento del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales." 25

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

FRUTERA LA PAZ

Memoria de Cálculo

Elaborado por:

M.Sc. Ing. Bernardo Mora Gómez

Febrero, 2015

Tabla de contenido

l. ANTECEDENTE ......................................................................................................... 3

11. PROCESO PRODUCTIVO Y GENERACIÓN DE AGUAS RESIDUALES .................. 3

111. DESCRIPCIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES .................................................... .4

IV. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIUDALES .. 7

4.1 Tratamiento preliminar y primario ........................................................................... 8

4.2 Controlador de pH .................................................................................................. 8

4. 3 Tratamiento biológico ............................................................................................. 8

4.3.1 Reactor anaerobio de flujo ascendente (RAFA) ..................................................... 9

4.3.2 Filtro anaerobio de flujo ascendente (FAFA) ......................................................... 9

4.3.4 Sistema aerobio de lodos activados ....................................................................... 9

4.3.5 Humedal sub-superficial. ...................................................................................... 9

4.4 Tratamiento de lodos .............................................................................................. 9

4.5 Tratamiento de gas ............................................................................................... 10

4.6 Reserva de agua .................................................................................................... 10

4. 7 Vertedero de aforo ................................................................................................ 1 O

V. CÁLCULO DE LAS UNIDADES ............................................................................... 10

5.1 Separador de sólidos ............................................................................................. 10

5.2 Reactores biológicos ............................................................................................. 10

5.2.1 Reactor anaerobio de flujo ascendente ................................................................. 11

5.2.2 Filtro anaerobio de flujo ascendente .................................................................... 12

5.2.3 Reactor de lodos activos (RMC) ......................................................................... 14

5. 3 Sedimentador secundario ...................................................................................... 17

5.4 Humedal sub-superficial ....................................................................................... 18

5. 5 Reservorio de agua ............................................................................................... 19

5. 6 Vertedero de aforo ................................................................................................ 19

5.7 Manejo de gas ...................................................................................................... 21

VI. BALANCE DE MASA GENERAL DE LA PLANTA .............................................. 22

BffiLIOGRAFÍA ............................................................................................................... 23

l. ANTECEDENTE

Compañía Frutera La Paz, es una empresa dedicada al procesamiento de frutas tropicales,

donde intervienen una variedad de procesos que dan como resultado trozos de fruta

congelada para exportación con altos niveles de calidad, inocuidad y seguridad.

Al instalarse la empresa en las edificaciones actuales, existía ya una infraestructura para el

tratamiento de las aguas residuales, que fue acondicionada en aquel entonces, para las

particularidades de los afluentes a que iba a estar expuesta. Sin embargo, con el correr del

tiempo esas condiciones iniciales han ido variando, producto de las transformaciones que

los procesos productivos han experimentado. Gracias a esto, y a los nuevos retos que se

presentan en el tratamiento de los efluentes, este proyecto pretende realizar una

transformación integral del sistema de tratamiento del agua residual, de tal forma que se

alcancen los mejores estándares en el cumplimiento de las normas nacionales y en el

desempeño ambiental de la empresa, conforme la política de mejora continua en todos los

ámbitos del quehacer organizacional.

11. PROCESO PRODUCTIVO Y GENERACIÓN DE AGUAS RESIDUALES

El proceso productivo inicia con el recibimiento de la materia prima (frutas), la que se

almacena durante 24 horas en refrigeración. Posteriormente se coloca la fruta en agua

clorada por al menos un minuto, pasando luego a una banda transportadora. Después la

fruta es rebanada en ciertas proporciones iniciales, para posteriormente pasar a otra

máquina que termina de dar las dimensiones especificadas para el producto terminado.

Adicionalmente, los operarios seleccionan todas las rebanadas y eliminan las que no

cumplen con las especificaciones.

La fruta dimensionada pasa por una banda de desinfección, desde donde, por medio de un

elevador, se alimenta al sistema de congelado ultra rápido, conocido como IQF (por sus

siglas en inglés: Individual Quick Freezing), para al final empacar, almacenar y despachar.

3

Frutera La Paz ofrece piña convencional, piña orgánica, papaya, mango, banano, melón,

fresa y yuca, procesando aproximadamente 22,4 Ton de producto anualmente.

Esta empresa está catalogada con el código CIIU número 1513.

III. DESCRIPCIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES

Durante varios años la empresa ha estado monitoreando la calidad de las aguas residuales crudas

producidas por el sistema productivo (especiales), gracias al análisis de estos datos se ha

generado el siguiente cuadro, que recoge la calidad esperada de agua residual especial a tratar:

Cuadro l. Caracterización de aguas residuales industriales

Parámetros Promedio Máximo Mínimo

pH 5,2 7,6 3,9

Sólidos totales (mg/L) 5580 5909 5252 Sólidos Suspendidos Totales (mg/L) 11 12 10 Sólidos disueltos 5569 5897 5242 Sólidos sedimentables (mL/L) 0,7 1,5 0,2 Grasas y aceites (mg/L) 23 25 21,7 DQO (mg/L) 8500 9000 8000 DBO (mg/L) 4700 4500 4000

Se nota de lo anterior que estas aguas presentan una elevada presencia de material

biodegradable, con alto impacto potencial sobre cuerpos de agua si se vertieran crudas, dada la

gran cantidad de demanda de oxígeno que ejercería. Paralelamente, se aprecia que cerca del

99% de la carga contaminante se encuentra disuelta.

4

Desde el punto de vista normativo, la calidad de las aguas crudas es muy superior a los límites

de vertido establecidos por el Reglamento de Vertido y Reúso de Aguas Residuales: 33601-

MINAE-S, lo que se presenta en el cuadro 3.

Mediciones volumétricas de caudal de esta fuente revelan los siguientes resultados de

comportamiento de caudal.

- Caudal máximo: 260 m3/d

- Caudal máximo instantáneo no sostenido (2 a 4 horas): 8 Lis

- Caudal mínimo: 0,24 Lis

- Caudal promedio: 167 m3/d

Se considera además que al sistema de tratamiento se integren las aguas de tipo ordinario de la

empresa, para lo cual se cuenta entonces con la siguiente calidad:

Cuadro 2. Calidad esperada de aguas residuales tipo ordinarias

Parámetros Valor

DBO (rng!L) 300

DQO (mg!L) 700

SST(mg!L) 350

GyA(mg!L) 150

SAAM(mg!L) <30

Ntot (mg!L) 40

Sólidos sedimentables (rnUL) 10

Nemátodos intestinales 109 a 1011

pH 6a8

La población a servir corresponde a 251 personas/día, por lo que considerando una dotación de

151 L/persona día, se tiene una generación de aguas ordinarias de 30m3/d.

5

Con lo anterior, y al análisis de toda la información generada por la empresa, la cantidad máxima

de agua a tratar (ordinarias+ especiales) llega a ser como sigue:

- Caudal máximo: 300 m3/d

- Caudal máximo instantáneo no sostenido: 9 Lis

- Caudal mínimo: 30 m3/d

- Caudal promedio: 260 m3/d

En vista de que el agua a tratar contempla fuentes especiales y fuentes ordinarias, los límites de

vertido se calculan como lo establece el ''Reglamento de Vertido y Reúso de Aguas Residuales:

33601-MINAE-S", teniendo los siguientes resultados:

Cuadro 3. Parámetros de vertido a cumplir con el tratamiento

Parámetros Vertido Reúso

DQO (mg/L) 373 746

DBO (mg/L) 139 279

pH 5a9 5a9

Sólidos Suspendidos Totales (mg/L) 273 546

Sólidos sedimentables (mL/L) <1 <1

Grasas y aceites (mg/L) 30 30

SAAM (mg/L) 5 5

Temperatura (°C) 15 a40 15 a40

Se han tomado en cuenta tanto los límites de vertido como los de reúso pues en la empresa

podría darse la disposición en ambas formas, dependiendo de las necesidades particulares; así

que el diseño del sistema de tratamiento contempla estas posibilidades.

6

IV. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIUDALES

El sistema de tratamiento se ha diseñado para cumplir con los límites máximos de vertido

expuestos en el cuadro 3, en cumplimiento del Reglamento de Vertido y Reúso de Aguas

Residuales: 33601-MINAE-S.

Dado lo anterior, se diseña adelante el sistema de tratamiento correspondiente al diagrama de

flujo presentado en la Figura 1:

Gas

Tmmpas de só!id os

•'

.· Afluente / , .

:odos

só!idos

Re.servoti o

Vertedero Filtro de· lodos

Figura l. Diagrama de flujo del sistema de tratamiento.

7

Este sistema está compuesto por las siguientes operaciones y procesos unitarios.

4.1 Tratamiento preliminar y primario

Esta sección del tratamiento está orientada hacia la eliminación de sólidos no disueltos,

constituidos por: sólidos gruesos, sólidos suspendidos, sólidos sedimentables y grasas,

principalmente.

Está fase de tratamiento está compuesta por las siguientes estructuras existentes:

- Tres unidades de rejillas.

- Un tanque de sedimentación primaria de 30m3, que permite un tiempo de retención de

aproximadamente 2 horas.

- Una sección de igualación de 23,6 m3.

4.2 Controlador de pH

Dadas las variabilidades que se presentan en el pH del agua a tratar, donde predominan valores

ácidos, perjudiciales para el sistema de tratamiento biológico, se contempla una caja de registro

(ya construida) al inicio del primer reactor biológico, para la regulación de pH por medio de una

solución de Hidróxido de Sodio, para mantener un pH afluente al primer reactor, entre 6,5 y 8.

4.3 Tratamiento biológico

Gracias a las características de altos valores de demanda de oxígeno (DBOs,2o y DQO), se

concluye que el sistema de tratamiento biológico debe alternar entre unidades de metabolismo

anaerobio, al inicio del tratamiento, y sistemas de metabolismo aerobio en la parte fmal.

De esta manera, el sistema de tratamiento contempla las siguientes unidades para desarrollar los

correspondientes procesos unitarios.

8

4.3.1 Reactor anaerobio de flujo ascendente (RAFA).

Esta es la primera unidad de tratamiento anaerobio, cuyo objetivo es bajar fuertemente la alta

carga contaminante inicial. Se ha escogido esta tecnología pues, para las condiciones del agua

residual, es la que presenta los niveles de estabilidad más recomendados.

4.3.2 Filtro anaerobio de flujo ascendente (F AF A).

Esta unidad es capaz de trabajar anaerobiamente niveles de carga orgánicas bajas. Aquí continúa

el tratamiento biológico de la carga remanente de la unidad RAFA Este filtro entrega un agua

residual ya con niveles de carga lo suficientemente bajos como para utilizar posteriormente

sistemas aerobios.

4.3.4 Sistema aerobio de lodos activados.

Dados los niveles de carga orgánica esperada del agua tratada en el F AF A, se considera

apropiado el uso de sistemas aerobios para continuar con el tratamiento. Se ha optado entonces

por el diseño de un reactor de mezcla completa (RMC) para desarrollar el concepto de "lodos

activados", el cual, contempla además un sedimentador secundario para la precipitación y

eliminación de lodos.

4.3.5 Humedal sub-superficial.

Tomando en cuenta los índices de nutrientes presentes en los afluentes, y que los sistemas

biológicos descritos anteriormente no son capaces de controlar adecuadamente, se integra al

sistema un humedal sub-superficial (bio-jardinera), para inducir la absorción de estos

compuestos por parte de plantas con características determinadas.

4.4 Tratamiento de lodos

Los lodos extraídos de las diversas fases biológicas, se densifican y desecan hasta alcanzar

condiciones fisicas y biológicas que permitan un adecuado manejo y disposición de éstos. Se

contempla aquí el uso de un filtro de lodos existente y que se encuentra en buen estado y presenta

el dimensionamiento adecuado.

9

4.5 Tratamiento de gas

Las fases de tratamiento biológico anaerobio generan biogás rico en metano, el cual presenta un

índice de 21 en efecto invernadero (carbono equivalencia), por lo que se requiere un manejo y

tratamiento adecuado para disminuir el riesgo de impacto ambiental. Inicialmente este proyecto

contempla la construcción de un pozo metanotrófico para el control de estos gases; sin embargo,

en el futuro la empresa podrá valorar el aprovechamiento energético de éstos para la generación

de al menos la energía requerida por el sistema de tratamiento.

4.6 Reserva de agua

Se contempla en este proyecto la construcción de un estanque de almacenamiento del agua

tratada para el desarrollo de algunos proyectos ambientales que podrían ser beneficiosos para la

empresa - desde el punto de vista ambiental - como el cultivo de tilapias, reservorio para

aprovechamiento del agua para su uso en servicios sanitarios, aguas de limpieza, riego, etc.

4.7 Vertedero de aforo

En cumplimiento de las directrices emanadas de la normativa nacional, en cuanto al control y

rendición de información del sistema de tratamiento, además de la necesidad de contar con un

instrumento para la medición del caudal de agua tratada, se contempla en este diseño un

vertedero de aforo tipo triangular de 90°.

V. CÁLCULO DE LAS UNIDADES

5.1 Separador de sólidos.

Estas unidades no se dimensionan en este alcance pues las existentes se consideran adecuadas

para seguir funcionando bajo este nuevo esquema de tratamiento.

5.2 Reactores biológicos

Con el fin de aprovechar al máximo los estanques existentes, en el estanque mayor se adecuan

las unidades de tratamiento biológico conforme el siguiente esquema.

10

Domos de retetJ dón de gas

/~ ___

FAFA

RAFA

LODOS ACTIVOS

FIGURA 2. Esquema general de las unidades biológicas

5.2.1 Reactor anaerobio de flujo ascendente.

Se consideran los siguientes factores de diseño:

./ DBOs,2o entrada: 4500 mg'L

./ DBOs,2o salida: 1125 mg/L

./ Caudal de diseño: 300 m3/d

./ Caudal promedio: 260 m3/d

./ Caudal pico: 9 Lis

./ Caudal mínimo: 0,24 Lis

./ Carga de diseño teórica: 30 kg'm3 d (cinética de primero orden con coeficiente de

transformación de 0,071, coeficiente de muerte endógena de 0,034 d-1 .

./ Velocidad ascenso teórico: 0,8 m/h

./ Ancho efectivo de reactor: 6,0 m

- Carga de entrada media = (Q diseño )(Carga de diseño)

11

Carga de entrada = 2340 kg/d

- Volumen del líquido mezcla: (Carga de entrada) (Carga de diseño)

Volumen= 78m3

- Área superficial a caudal pico = Q picoN elocidad ascensional

Área superficial = 41 m2

- Altura de reactor = Volumen/ Área superficial

Altura de reactor: 1,9 m

- Largo de reactor = Volumen/ Ancho

Largo de reactor: 6,8 m

Con base en lo anterior, y las condiciones de la estructura existente se tiene entonces:

- Volumen total de líquido en el reactor: 326 m3

- Tiempo de residencia hidráulica promedio en el lecho: 7,2 h

- Tiempo de residencia hidráulica promedio en el reactor: 23 hr

- Tiempo de residencia hidráulica mínimo en el reactor: 10 hr

5.2.2 Filtro anaerobio de flujo ascendente

Esta unidad se diseñará a continuación utilizando el parámetro de la DBOs,2o, para lo cual se

parte de las siguientes consideraciones:

12

- DBOs,2o afluente al FAFA es de aproximadamente 1125 mg/L.

- Se toma como caudal de diseño 12,5 m3/hr

Para estas condiciones se tienen las siguientes características hidráulicas típicas:

- Tiempo de retención hidráulica mínimo: 6 hr

- Tiempo de retención hidráulica máximo: 8 hr

Con lo que se obtiene un tiempo de detención hidráulica de diseño de:

Así que el volumen del reactor es:

t= 6+8

2

t= 7 hr

V= 12,5 x 7

V= 875m3

'

Considerando que el material de relleno tipo pétreo presenta aproximadamente el 48% de

intersticio, se obtiene un volumen de relleno de:

V relleno= 145,8 m3

Para proyectar la cantidad de DBOs,2o esperada luego del tratamiento en el FAFA, se parte del

balance de masa, el cual se resume en la siguiente ecuación:

Siendo:

DBO afluente DBO final=

1 + kt

- DBO afluente: 1125 mg/L

13

- k: 0,3 d-1

Sustituyendo se obtiene:

DBO final= 332 mg!L

De lo anterior, y con base en la estructura actua~ se tienen las siguientes características

básicas:

- Altura del entrepiso: 0,5 m

- Altura del relleno de grava: 2, 1 m

- Volumen total del reactor: 181m3

- Altura de líquido libre sobre relleno: 0,2 m

5.2.3 Reactor de lodos activos (RMC)

Para el dimensionamiento del reactor de mezcla completa (RMC) de esta fase aerobia, se parte

de los siguientes datos:

./ Q (Caudal): 300 m3/d

./ Temperatura agua: 20 °C

./ DBOi (entrada): 332 mg!L

./ DBOf(salida): 28,0 mg!L (considerando una fiabilidad del95%)

./ X (Sólidos suspendidos volátiles en el licor mezcla): 2500 mg!L (dato conservador)

./ Xs (Sólidos sedimentados): 12000 mg/L

./ 0c (Tiempo de retención celular): 10 días

./ Y (coeficiente de producción celular): 0,60 kg cel/kg DBO

./ kd (coeficiente de muerte endógena): 0,06 d-1

Se calcula entonces el volumen de la unidad por medio del balance de masa y microorganismos,

el que se resume en la siguiente ecuación:

14

(/JcQY(DBOi- DBOf) Volumen= X(1 + kd(/Jc)

Volumen= 137 m3

Con esto se tienen un tiempo de retención hidráulico de:

Se tiene un Y observada de:

Lodos a producir (Px):

Volumen TRH= --Q--

TRH= 11 hr

y Yobs= ----

1 + kd(/Jc

Yobs = 0,38

Yobs Q(DBOi- DBOf) Px = ---~---____;;....;_

1000

Px= 30 kgld

Para mantener las condiciones de equilibrio del lodo activado se requiere una purga de

retomo:

vx Purga = Xs Be

15

Teniendo entonces que:

Purga= 2,5 m3/d

Recirculación de lodos

Tomando en cuenta un tiempo de retención celular de 10 días, se tiene entonces una retención

del90% de los bio-sólidos diarios, lo que lleva a:

Caudal de recirculación = 25 m3/d.

Necesidad de oxígeno

De la estequiometría de la reacción bioquímica se obtiene:

(kg) _ (DBOi- DBOf)Q _ 02 d -

680 1,42 Px

Necesidades de oxígeno= 74 kg/d

Capacidad nominal de transferencia de los arreadores: 60 kg 02/kW d a 20 °C

Para suplir toda la necesidad de oxígeno: 74/60 = 1,2 kW

Tomando en cuenta las necesidades de energía de mezclado, las cuales se pueden aproximar a

16 kW 11000 m3, se tiene entonces

Potencia necesaria = 2,2 kW

16

Se nota con esto que la aireación de mezcla proporciona todo el aire cinético requerido por el

reactor. Tomando en cuenta un coeficiente de 1,2, se obtiene que se requiere una potencia de

2,6 kW (3,5 HP) para el sistema de aireación.

Con lo anterior, las características estructurales de esta unidad son:

- Altura de líquido desde el piso: 2,4 m

- Volumen de líquido en el reactor: 121 m3

- Tiempo de residencia promedio en el reactor: 10 hr

- Tiempo de residencia a caudal máximo: 9 hr

5.3 Sedimentador secundario

Para lograr una adecuada sedimentación de los lodos secundarios, se toma un tiempo de

detención en el sedimentador de 1,5 h, por lo que se tiene un volumen efectivo de la unidad de:

Volumen sedimentador = (1,5 hr) (12,5 m3/hr)

Volumen sedimentador = 18,8 m3

Dado lo anterior, se adecua el segundo estanque como unidad de sedimentación conforme el

siguiente diagrama:

17

Recámara des dimentaaión Recámara de darificadón Recámara de clarlrl\lcado

FIGURA 3. Estanque de sedimentación

Se tiene para esta unidad las siguientes características:

- Volumen total de líquido: 74,2 m3

- Tiempo de retención promedio: 6,9 hr

- Tiempo de retención mínimo: 6,0 hr

5.4 Humedal sub-superficial

Tomando en cuenta que en las condiciones del proyecto se espera un flujo de oxígeno de 7,5

g/m2 d, disponible en la zona de raíces, se tiene un coeficiente de desnitrificación K igual a 0,44

(a 22 °C).

Paralelamente, del balance másico en el humedal se tiene:

Siendo:

Q: caudal a tratar (300 m3/d)

Área del humedal = Q In C Kyn

18

C: relación remanente del nutriente (5)

y: profundidad del humedal (0,84 m: defmida por capacidad de terreno)

n: porosidad

Se tiene entonces que:

Área del humedal = 14 m2

Con estas condiciones se defme entonces las siguientes dimensiones:

- Largo: 10m

- Ancho: 1,6

5.5 Reservorio de agua

El volumen de esta unidad dependerá de los requerimientos de agua a recircular que establezca

la empresa, en función de los fmes que se determinen en el futuro.

5.6 Vertedero de aforo

Dado el caudal con el que se cuenta, se escoge la construcción de un aforador tipo vertedero

triangular de 90°, el cual presenta una gran precisión en la medición de caudales pequeños, y se

ve poco influenciado por la altura del umbral y de la velocidad de llegada de la corriente al

vertedero.

Del balance de energía mecánica (Ecuación de Bemoulli), se obtiene que la ecuación de

descarga de esta unidad es la siguiente:

8 Q = - '2g e tana H 512

15 "L./}

Donde, luego del desarrollo experimental de James Thomson, esta ecuación se reduce a:

19

Q = 1,4 HS/2

Para H medido en metros, se tienen las unidades de caudal en m3/s.

Con estas consideraciones se tienen los siguientes factores de diseño de la unidad de aforo:

- Ángulo de vertedero: 90°

- Carga máxima de 0,20 m sobre el vertedero.

- Umbral P = 0,3 m

- Longitud del canal de aproximación (5H): 1,5 m

- Ancho de canal: 0,98 m

- Distancia (desde el vertedero) a la regla de medición (4H): 1,0 m

Se calcula ahora la velocidad de aproximación con base en la siguiente ecuación:

Teniendo entonces que:

- Caudal= 12,5 m3/hr

Caudal Vaprox.= ~-----------­

Área transversal

- Área transversal= 0,98 x 0,6 = 0,6 m2

Sustituyendo se obtiene:

Vaprox. = 21 mfhr

Lo que es una relación lo suficientemente baja para minimizar las perturbaciones en la zona de

medición.

20

5. 7 Manejo de gas

Considerando que estequiométricamente se producen 0,35 L/gr de DQO removida, además que

se tiene una reducción de193% de la DQO en los reactores anaerobios, se tiene:

G = 350[ DQO consumida- 1,42 Biosólidos generados]

Donde G es el flujo de metano (Lid)

Sustituyendo se obtiene:

G metano= 629 m3/d (en condiciones de óptima operación).

Considerando un 67% de metano en la mezcla de biogás:

G biogás = 938,8 m3/d

Para el dimensionamiento del pozo metanotrófico se tienen las siguientes consideraciones:

- t (tiempo de residencia): 1 minuto

- Factor de seguridad: 20%

- n (porosidad del lecho): 0,48 (piedra cuarta)

Con lo anterior se calcula el volumen del relleno del filtro:

Sustituyendo

tQ V=­

n

V= 14m3

'

21

Considerando el factor de seguridad se tiene:

V= 17m3

'

Para el diseño estructural se recomienda tomar en cuenta las siguientes características:

- La altura del relleno no sea superior a 1,5 m

- Relación altura:diámetro del bio filtro: 5

VI. BALANCE DE MASA GENERAL DE LA PLANTA

En el cuadro siguiente se presenta el balance de masa proyectado para cada punto de control

establecido en el diagrama de flujo con respecto a los parámetros más críticos.

Cuadro 2. Balance de masa en las unidades del sistema

Puntos de control

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

DB05,20 (mg!L) 4500 4500 - - 1125 332 28 - - 28 28 28 28

DQO(mg!L) 9000 9000 - - 2250 664 56 - - 56 56 56 56

Sólidos Tot. (mg!L) 5300 5300 50000 - 1060 212 12000 12000 31000 50 < 10 <5 <5

Biogás (m3/d) - - - 939 - - - - - - - - -

22

BIBLIOGRAFÍA

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pequeñas poblaciones:Colombia, Santafe de Bogotá: McGraw Hill Interamericana

S.A.

2) Corbitt, R.A. (1990). Standard Handbook of environmental engineering: Estados

Unidos: McGraw-Hill Inc.

3) Masters, G., Ela, W. (2008). Introduction to environmental engineering and science.

(3ra edición): Estados Unidos: Prentice Hall.

4) McCabe & Smith. (2007): Operaciones Unitarias en Ingeniería Química. (7ma ed).

México: McGraw Hill.

5) Metcalf & Eddy. (1996). Ingeniería de las aguas residuales, tratamiento vertido y

reutilización. (3ra edición): España: McGraw Hill.

6) Morelli, C.D. (1996). Basic principies ofwater treatment: Estados Unidos: Tall Oaks

Publishing Inc.

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Editorial Reverté.

8) Rocha, A Hidráulica de tuberías y canales. Instituto de construcción y gerencia.

Chile. 2010.

23

rBCI Tecnológico ......

de Costa Rica 1 ~ ['

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lotbora1CJ! IO dll' •n)Kto M•m:(' d~ A(ft:diLitióR N-lE.(I(M A('rcodltadó • p.~nW ftt.· 10 06 1000

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Instituto Te.cnológie.o de Costa Ricll Fundadón Tecnológic.a de Costa Rica

Centra de lnvesbgación y de Servicios Químicos y Microbíológic·os CEOIATEC

Informe de Resultados de Análisis

Cliente: Compañía Frut.era La Paz · Fecna Muestreo: 1 2-07 ~16

Tipo de ActiVIdad:: No 1ndica Fecha Retepclón: 1fJ.!Q'7·16

1 Tlp·o _de MUestr11: Agua Residual F'odta Reporte.: 26.Q7~H3

1 .Solicitado por! TECNOSOLUCIONE.S C6dfgo Mu~stra: 680716

Olrecnlón~ Provincia: Alajuela. Cantón; San Carlos. Cerro Cortez. - --

qescrlpcl~n de la Muestra: Consetutiv.o 01· Aguá éntrada s1stemf_l (le tratari11ento _(20160T7939 1).

Tipo de m_uestre·o: Compuesto a 2 horas. ----

Muestréádo por: Personal de Tecnosoluciones.

1 Permiso Sanitario de• Fulilcionamlento dol CEQIATEC: No. 2872·2015 emitido cl15·1i0·20.15 vence 15-10-2017

- - - --

1 Anñllsls Resultados

- -

Demanda Química de Oxígeno tma/L) •• (6918 J! 233)<

; Demand:J Bioquimica de Oxi(lotlo (m¡JIL) • (3150 ;1,¡ 1114.)

Ob.orvaclunc.s

('1 Ensayoa acr.,dltallQ' nntu Ent~ Costarrl ~cnse rto Acre<.lltilclón (. C A¡ . V~·l al.c .,nc() NI www.~c .. n r. ~ r

(") En•ayos no ocmdnados. NO: No detectftbl"

l. il in•:ortodumbreo que M roporta na uno incertidumbra nKpandido, calculndo tmundo un loctor de cobet1ura (k) do 2, lo euul· do un nivel do confionzn de oproxtmadanumtu un 95% Lo& resulta dos omdidos on 06lo roporto sólo son vtllldos para lo muelllm recibido ol dla indicado on lo pnrto :;uporior . So prohibo la reproducción do o &lo documento en formo tOlDI o parcial s1n l;r aulorizDción do l lobomtouo

Metodologla: Loa um'llisisluoron realizudos do acuerdo con lo~ mlltodos descritos en &1 Mitrllllll do Procodimientot Tocnicos de Oulmiru (PT -OU), ba~do& on 1!! 22'"1 od•cl611 del Stand ard MeH"IQd~ lor tho Exominallon ol w.•tor ond Wastewater . 201 :?

t..A• Muea.tr•'S o~ que se reflrt~ IJ.tt~ i~urt•s• mantendrÁn tfl ¡:u ..tOO la por 1&dlas n•h,lllesiUf"\JO de LA ~ml1lól\ d(' t ..t• fntonne. ConclukJu este periodo •• ..Jewc:harAn,

1,~ ·1 1 • .,)- l"\· . /1. .. ~lA.·. . . •·

Q. Adrián Florea Canqn•;r-..--~ Regento Qu!mlco

t tl: Uf1•SI 4f ó 2SS0·2.!66, faJt. 'lSt i •MU. Atpar1ado \ $t·7050. tm~l: C*qlmecQhc: .uC'.(t. Cc::n"''P"' Calllal del Tecnot6olto d•COII1a lllea- S•d• Cartaga. CÓdigo IDII•OI

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Tec.:nolóoico o de Costa Rka

.Instituto Tecnológico 4e Costa Rica Fundac,ión Tecnclógka de Costa Rica

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~~ l~robut~\9'~ ~ ens.tyo

Al[•f\oCede AcrcdiAtlón N!' l~...()M

A(r~lt.Ddo" p.lftfr de: JQ.06.l00(1 • AIC.lnco dlt.pan!bhT 1.!11 www.C'Cl'.or.o

Centro de Investigación y de Servicios Químicos y Microbiológicos CEOIATEC

Informe de -Resultados de Análisis

Cltent~ : Compar"lfa Frutera La Paz Fecha Muestreo: 14-07~16 -

Tipo_ dE) Actividad: No indica - -

Fe-cha R.ec::.epclón: 18-07·16 Tipo d~ Muestra: Agua Residual 1 Fecha Reporte~ 26-07 ~16

1 Solicitado po_r: TECNOSOLUCIONES Código Muestra: 680716 Dirección: Provincia: Al'ajuela. Cantón: San Carlos. Cerro Cortez. Descripción de la Muestra: Consecutivo 03: Agua entrada sistema de tratamiento (20160T7939-3). Tipo de muestreo: Compuesto a 2 horas.

1 Muestreado por: Personal de Tecnosolucione~. --

Permiso Sanitario de Funcionamiento del CEQIATEC: No. 2872-2015 émltfdo el15-10-2015 vence 16-10-2017

Análisis Resultados

. , ·DI:lmanda Química~de Oxlgeflo{mgll.,) •• (9381 ±.315) -- -

Demanda Bioquímica de Ox1geno (mg/t) • (4980 ;t: 530)

ObservQelones

rl Enilyos acredltad·o1anta Ente Cosl:ltrlc'!'nse do Acreditación (ECA). Ver llleaílc:o en www.eca.or.et r-•1 Enuyos no acreditados. NO: No dttecll!bl"

r

La incertidumbro qvo so reporto ~ Ut1~ ircertidumi.>ro expandida, calcvlod <a u:;,undo un fnclor ti~> cobertura (k) de 2, lo cual da ut' nrv<t l da confían~ da apro)(Ífl'llldaml')nlo lln 95%. Los resulttoo& om~idos en esto r\'lporto sólo son vnlldo& para la mue~ra ff!Oibida el dla indit:;~<lo "n la parte SUptJiior. Se prohibe 13 ro producción de u !!lo documento t>n formll total o parcial ~In lo autorización dellalHirOIOrio.

Mctodólogia: Lo~ An"állsl$ fue10n reali~edor. du acut!rdo con IOt; métodos descritos en el Manual. de Prcx:•i<l~rnientos Técnic.o~ do Qulmica WT-QU), bilsado!> en la 22"" edición del $tendord Mett)QdB for tt'\6 Examinetion º' w~lur and Waah!wat~l, 2012

Piatna 3 d • J •lnlvllft•u.l1U.

C6dlgoiDR DI ver1oló" 02

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Tecnológico .... de Costa Rica l¡•t 1

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Instituto Tecnológico de Costa Rica Fundación Tecnológica de Costa Rica

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A.k,.oc.:l! (IP. A~~t.ttión N- l..E-004 AcrwUur:do,. p.vdr de: 10.06.1()00

"k.\ncr dh.ponlbk! t'ft www ~A.t.u .tr

Centro de Investigación y de Servicios Químicos y Microbiológicos CEQIATEC

Informe de Resultados de Análisis

Cliente: Compañía Frutera La Paz Fecha Muestreo: 22-07-16

Tipo de Activida~: No indica , Fecha Recepción: 26-07-16 Tipo de Muestra: Agua Residual 1 Fecha Reporto: 03-08-16 Solicitado ~:~or: TECNOSOLUCIONES Código Muestra_: 990716

Dirección: Provincia: Alajuela. Cantón: San Carlos. Cerro Cortez. - --

Descripc.lón de la Muestra: Consecutivo 01: Agua entrada sistema de tratamient~ 18-07-2016 (20160T7950-1 ). Tipo de muestreo: No indica.

Muestreado por: Personal de Tecnosolucil?nes.

Permiso Sanitario de Funcionamiento del CEQIATEC: No. 2872-2015 emitido el15-10-2015 vence 15-10-2017 --- - . -

-

-

Anállala Roaultadoa

Demanda auím1ca de Oxígeno (mg/L) •• {8176 ± 279) ----

Demanda B1oquim1ca de Oxigfl.no {mgll..) • (4110:1:494)

Ob,ervaclonos

("1 En~ayos acreditados ;mio Enlo Cost:mlcenso do Acrodllnclón (ECA). Vor altotnCI:l en www.cC<J.or.cr ¡••¡ Er1aayos no acn:dll;~do9. NO: No delaclable

Ln incorl<lumbro qua so roporlu c:n unR incar1idumbro oxpm1<1ido, calculada usando un fnclor do coborlura (k) do 2, lo cual da un nivol do tonn~nZll de oproxim~d~monlo ur1 95%. Los 11tsullndoG omitidos en esto roporto sólo uoo Válidos parn fa muoulm ruclblda el dla indlcudo un la Pllrle superior. So prohibo la ro producción do esle documento en formo total o p~rciul sin lo oulurizoción dclloborotorio

Motodologla: Los análisis fueron r11ulizndos de acuerdo con los mól<>dos de!lcritos en el Manunl de Procedim•entos Tócnico5 de Quliorca (PT-OU), basados on la 22"" edrción d11l Siandard Methods for lho E~omrnation of walor ond Wtu;lcwnter. :~012.

p¡\gll"'n 1 ~· • 'hlko ..... t1131l.t.

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Instituto Tecnológico de Costa Rica Fundación Tecnológ.ica de Costa Rica

Centro de Investigación y de Servicios Químicos y Mi'crobio ~ógicos CEQIATEC

Informe e.e IResyltados de Análísjs

Cliente~ Compal"'ia Fruter.a La Paz Fecha MtJestreo: 22-07-16 Tipo de ActiVIdad: No indica 1 Fecha Recepción: 26-07-11? Tipo de Muestra: Agua Residual 1 Focha Reporte: 03-08-16 Solicitado por: TEECNOSOLUCIONES 1 Código MtJestni: 990716 Dirección: Provincia: Alajyeia. Cantón: San Carlos. Cerro Cortez. Descripción de la Muestra: GMsacutivo 03: Agua entrada sistema de tratamiento 21-07 ~2016 {20160T7950-3). Tipo de muestreo: No ln~ica. Muestreado por: Personal de Tecnosolucioñés.

Pennlso Sanitario de FúñCioñamlénto del GEQIATEC: No. 2872·201'5 emmdo el15-10·2015 vence 15-10-2017

AnáiiAhs Resultados

Demanda Química, de Oxi;geno (J"'OIL) .... (7005 ± 238)

Demanda Bioguímica de Oxíg.eno (mg/L) ~ (3300 ± 186)

Ob$ONMIOne!l

rl Ensayos acrudltados ante. Ent.e Costarricense de Acrroltao;:IQI1 ((¡CAl. V<tr ~lc;:an<:r. un WWI'/ ,UC:;I,!)f,(;t

(••1 f:nsay~, no ac~!UdO$. NP: No dc!~l~bl'4l

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ba lnoortldumbre que (I.C ff.l~orta o~ Unt'l incurtldumbra expandida, calculada usando un factm de cober1ura (k) de 2, lo cual dn un nivel de cór'lfiiln l:a do ttproxlmtld~mol:'lta u11 95%, l.os resultados em~ldo~ en l'~lr} ropor:to Sólo son vlllldos para la muestrs r¡¡cibida el d In ind1cado en la pafie wperior. So prohibe 111 reproducción do MIO documento en forma total o parcial Biflla ªutorización del· laboratorio,

Metodologla: Los enélisl~ fueron realllPdos du acuerdo oon los rnótodos descritas en el Manual de Procedimientos Técnicos de Qul mJca (PT ·OU), besaao~ en la 2Z'" !ldlc]ón del Star~dard Methods for tho E~.11 trlln~li<Jn of w-dler und Wastewater .. 2012

P~glth113LiaA J!nf'orm•tW7U,

GoS.dgo IOR·Ol nr!iiónOlJ

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¡"BCI Tec nológíco "' de Costa Rica

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l'nstítuto Tecnológico de Costa Rl·ca ~ undación Tecnológica de Costa Rica

Centro de Investigación y de Servicios Químicos y Microbiológíco:s CEQIATEC

Informe de Resultados de Análisis

i Cliente_:_ Compar'Ha ~rutera La ·Paz Fecha Muestreo; 29-07 ~ 16 ' Tipo de Muestra: Agua Residual Fecha Recepción: q3-08-_16

SoUc1tado ~or: Tecnosoluciones Focha Reporte: 18·06~16

· Dirección: Provincia: Alajuela Gantóñ: San Carlos. Cerro Cortés. Código Mue_s!ra: _140816 Descripción de l'a Muestra: Consecutivo 01 : Entrada sistema de tratamiento 26-07-2016 (2016017963-1)

Tipo da_ m~~streo: No indica _ Muestre_ado P_()r_: Personal de Tecnosoluciones 'Permiso Sanitario de Funcionamiento del CEQIATEC: No. 2872-2015 omitido el115-10-2.0:15 vence 15-10-2017

Anóllsts --

Demanqa !310qulrt11oa de Oxigeno (mg/L) •

Obtorvackmos

(') l;nuyoc acrodlllldoJ. 1111tc Ente Co~t~rrkonae de Ac111dltacl6n (ECA)- Ver alcanee en 111-.eca.ou;r (••¡ Enaayoa no a cr•dft~HIO,, NA: No apllcil

--

ReeuiiDdos

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l.a incerlldumbnt que &u ropOrt!l O$ ull/l lr;oorlidumbre expandido, calculada usando un factor do !Xlbertur¡¡ (k) de 2. lo cual da un nivol do confianw du aproxunmJamonte un 95%. Loa rc:JUIIadoll ondlldoa en esto reporto sólo son vá lidos parn lu rnuulllm roelbKla el d(lllndicedo en la parto superior . s .. pr"hlbo1 In reproducción do este documento on fof11'1a lolul ó parr;lul ""' lu au1ori7,ación dellaborntorio.

Motodologla: Los enélisla fueron realizados de acuerdo Gon lo& mólodos doo;crito~ ;;n el Manual do Procedim1ontos TOcnleos do Oufmlea (PT·OU), beaedoo en 111 22""1 odiGión dol Slllnd,rd Mt¡tt;oda for the Examination ol waler and Wa&tewatsr, 2012

J"igln.n 1 d!J 4 tlntr.m\ .. 1-,l.h

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Centra de. Investigación y de Servieios Quimicos y Ml.crobk>lógi:cos Cf:QIATEC

Informe de Resul tad.os de Análisis

Cliente-: Compat'íla ~rutera La Flaz Pecha Muestreo: 05~08-16

Tipo de Muestra: Agua Residual Fecha· Recepción: 0$-08z1,6 -

Solicitado por: Tecnosoluciones Fecha Reporte: 18-08-16 - -

Dirección: l"rovíncia: Alaj,uela Centón: San Carlos. Cerro Cortés. Código Mues·tra': 260816 OescrlpGión de la Muestra: Consecutivo 01: Entrada s!ste_ma de tratamiento 01 ·08-2016 {201 5017971·1) Tipo de muestreo: No indica

-

Muestreado pon Pen;onal de Tecnosoll!Jciories -

Permiso Sanitario de Funcionamiento de:l C.EQIATEC: No. 2872-2015 omitido el 1' 6 ~10-20'16 vence 16-10-2017 -

A·nóllsls 1 -- - -

Demanda BJot(~lmica de Oxlg,eOQ (mg/l, , • ---

Qherviélooot

(*) Enuy~ acll!dltados anie Snto Co$lltrrlcensl! tle Acreditación (!:CA). Ver alcancc r.n www.cx:;r,or.cr r') Enlfayo. no ;'icred!tadol. NA; No í!pllca

Ros u liados

¡-1541± 1EiA}

La Incertidumbre qliO se rBPQrto es una lnr.ortidumbre !!~Par>dide, c:olculacla u•;ando "" f<~ctor d<l cobertura (k) de ;!, lo cual clu un nivel de confranza do aproximad ameritó un 95%. Los, tosultBdoa .,mltldos en óste reporto sólo """validos paru la munstra fí:clbida el úii! indicrsdo en la· parto suponer. Se prohfoo la reproducción du oste documento on forma total o parciol sin l:t autorizac16n del laboratorio.

Motodologla: Loa antllisis luerp¡:1 reallzlldon de &cuordo con 'lo~• métodos descntos en el Manual d" Procedtminntos Hcnicos de Oulmice (Pl-QU), b~G<Jdos en lo 2.2"" edición del SU!ndard Methods for lho Examinulion of w;•tór and Wastewalor. 2012

Lna MueatJ,ns .a qUII se rtfl,re esle reporte 5tt m.tntendrAn t-f' ~ustodlt pur Ui dl.u fU1tur.11oa lu~o d fJ 11'1 t'ITll!llóo de ente Informe. Conr.lui<Jo esto J)flrK>do !~ deSe-chou+n.

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Instituto Tecnológico de Costa Rict;i Fundación Tecnológica de Costa Rica

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Centro de Investigación y de Servicios Ouimicos y Microbiol6g•cos CEQIATEC

Informe de Resultados de Análisís

Cliente; Cmnpañía, Frutera La Paz ' Fecna Muestréo: 05-08-16

Tipo de Muestra: Agua Residual : Fecna Recepción: 08-08-16

Solicitado por: Tecnosoluciones ' Fecha ReP<'rte: 18-08-16 Dirección: ProvinciB: Alajuela Cantón: San Canos. Cerro Cortés Código Muestra: 26081El Descripción de la Muestra: Consecutivo 03: Entrada siste_rn~ detratamiento 05-08-2016 (2016017971-3)

· Tipo do muestreo: No indica

¡

Muest!&ado por: Personal de Tecnosolucione ~s

Permiso Sanitario de Funcionamiento del CE!:QIATEC: No. 2872·2.015 emltidio el 1'5-10-2015 vence 15~10-201,7 -

Anñll11l& -

Dermtnd¡¡ Bioqulrnk:a d(! O:>ilt)Ono frng/L } • --

OiHIOlVaclones

(' ) Ennyo:o at:fcd ltiídóo ~nlu Enlo co,wrr1oen~o di! J\credltocl6n [ECII). Ver alcancl' on www.oca.or.cr ¡••¡ l[flilayot no ~crl.ldlf~(lo• . NA: No III)IICa

Re!!.i.ttlt.ídoií

(2292 ± tiJII,)

La incertidumbro quo só ropo rl3 os 1rnu lncsrtidumbro oxpandlda, Clllculada usando un factor de coborlura (k) da 2, lo cual da un nlvol de conflanz<~ do uproxlmadt•mente un 95% Los rosultpdoa omitidoa en este reporto &61o son vtllidos paro fu muolllrn roe~bldil ol dh.r indicado 11t1t11 pllrto •uporiOI . So prohibe la reproducción da este documento 011 formo total o parcial sin la uulorilnci6n doiiPborotorl¡¡,

Motoóoto¡¡lo: kos análisis fuoron ruulizudos do IICUt~rdo con lo• m61odos dei)C;ritos on 111 Manual de Procedimiantoa Técnicoa de Qulmk;a (PT-QU), ba&adoa on In 2'2"" edición del Standard MoU1odolor thu Exmnín:otlt>n o;¡f wnter and Wostowatt~r. 2012

Loa Mueslru 1 qua 1~ rl'llore ~1te t~porlo •• monlonorh on <u•tmllo pcr 1S di•• nol~<•ln iue¡¡o dolo oml•l6n do ••te lntatrne. Concluirlo r~te ~<,lodo M! Oói!Aeha~r6_n. __ ---..

l'oiglo• .'J ~te 4 JI .... ""•JIOIU

Código 1Df1·01 rrtnt6n0'2

TEC I Tecnológico ele Costa R íca

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CtoiATEC

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Instituto TecnQiógico .de .costa Rica Fund¡;~ción Tecnológ,ica de Costa Rica

Centro de Investigación y de Servicios Químicos y Microbiológicos CEQIAl'EC

Informe de Resultados de Análish~

Cliente= Compañía Frutera La Paz Fecha Muestreo: 12-07·16 1 Tipo de Actividad~ No indica Fecllá Recep~lón: 18.07·16 Tipo de Muestl'a: Agua Residual Fecha Reporte: 26.07 ~16

Solicitado por: TECNOSOLUCIONES ~· Código Muestra: 680716 Dirección: Provincia: Alajuela. Cantón: San Carlos. Cerro Cortez. Descripción de la Muestra: Consecutivo 02': Agua salida sistema de tratamiento (20160T7939-2).

. - - -

Tipo de muestreo: Compuesto a 2 horas.

Muestreado por: Personal dé Tecnosoluciones. -

Perml!\0 Sanitario de Func!lonamie,nto del CEQ'IA lEC: No. 2872·2015 emitido el 15·1'0-2015 vence 15-16-2017 - -

- --Anállal!l

-

Dernanda .. Químlca .de .Qxíg.eno ~rng~L,.) ..

Demanda Bioq,uímica de Oxígeno (mgJL) •

Otnarva<;lonc!!

(") Enuyoí acradltados ante Ente Co~Uirrtcense de At:rodttaclón (ECA). Ver alc~tnco on www.qca.or.cr ("") Enuyos no acreditAdos.

- NO~ No doteetabl~

Resultados

(492 ± H)

(2511 ± 16)

Ln lncertl:!umbro que se. roporto os une lrg';Q rtid ~r mbre ''xpandida, calcul::>da usando 1111 factDr de <;9barlura (k) <lt: 2, lo cual <J:• un nivel de confíi'lnrn de aproxim odomente un 95%. Los re&Jit1ldoG omHidos .en 0$\0 rnpo~lo GOn válidos pom ltl mua aira. recibida ~1 dio \rrdicudo on la pllrto superior . So prohibe la rt~pj'oducaón de ol!(o dZlmento efí lOimB total o p rn;ml srn la autorrzacrón cJr:·l luboratorro.

Mo!odolog~: Los anélial$ fueron realizedl>s d~ ac.uerdo con los método~ de~crit.os e.n el M~nual de Procedimiento~ 'l'ecnlcos. de Qulmica (PT-Ol)} , ba:<ados en la 22"" &diolón del Stand!!!rd Mothods for thc Examirration óf water and Wastowater , 2012.

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~~e Tecnológico de Costa 1-!.ica

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Instituto Tecnológico de Costa Rica Fundación Tecnológica de Costa Rica

- - -Centro de Investigación y de Servicios Químicos y Microbiológicos CEQIATE:C

Informe de Resultados de Análisis

1 Cliente; Compania Frutera 'la Paz. r:ec ha Muestreo: 14-07-18 1 Tipo do Actividad: Procesamiento de frrutas y veyetales C IIU 15131 Feeh·a' Recepción: 113..07-16

Tipo de Muestra: Agua Residual 1

Fec l:la Reporte ; 03-D8~16

Solicitado pon TECNOSOLUCIONES Có ~igo Muestra: 690716 Dirección: Provincia: Alajuera. Cantón: San Carlos. IOistritb: Aguas Zarcas. Cerro Cor ez,

--

Oescrlpclón de la Muostra: CcH1secutivo 01: Agua_ Salfda Sistema de tratamiento (20 '60T7939-4 ). Tipo de muestreo: No indica .

Muestreado por: F•ersonal de Tac.:nosoh.1ciones.

Permiso Sanitario de Ft:~nclonamlento del_ CEQIATEC: No. 2672-2016 emltl.do el 1.,5-10-~0_16 vaneo 15·1 0·2017

An:'ill!ll!l -

.Oor:nanda Química de Oxígeno (n1g/L) •

Demanda 13loc¡urrruca de Cx'igeno ~mg/L) • -

Sólidos Suspendidos totales (mg/L) •· -

Sólidos Sedlmontables (mUL)·

Grasos y Aceil~s (mgiq • 1 pH (unidados ao pH) •

' :Sustancias acfivas al Azul di/ :M(rtilono (mg/L)_ ·-

Corridªs organoclorados (mg/L) •

1 Corridas oroanofo.sforados Cmo/1.}

Corridas carbamatos ·(mg!L)_ •

O!lsQrvDcloncs .. . ~ T ·· ·•S.tl ~ ).. t::nsayQ' i\Qf'\."dttados ant~ Enlc t;oC">tnr lccl

¡••¡ Ef1UY~ no acrl!<lltado~ ,

NO: No detociJi bl~

-

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1

1

1

1

1

Voloro!l Máximos Admlslbkls(1) Rosui!Mos

150 (496 ± 16)

50- l (199 :t H3) --

50 (16 * 3)

1 < 0,1 --

30 (19 ± 1)

5a9 (6,92 ± 0,03)

~ o < O,ó5

OJ05 NO

0,1 ND

0,1 ND

. ~ , . t~n WWW,OC.II!,Or.c;.r

1 (1 ) Valores roportado¡o en !i!l Raglnmenlo do SObfll VBr11do V reu50 de nguat U~!llduales Decreto EjerutJVo No 33001-MirE-5 del 19 dD marzo dal11no 2007, GO!jlin (Tabla 11 4 llmhoo mil!'imoa pormioiblo• paro agua o retilkn•l•" vorlidaD Gn un cuerpo r.ceptor). -~a lncenldumbre que oo rupor1a es una lncertidumbn. uxp11r'ldlda, calculado u5ando un factor do cuborturco (k) do 2, lo cual da un nivel da confiunz¡o do aproximada monto un 95%. los resultado3 em~ido::~ en e&te rcpolla r.ólo :19n válido~ puru lo muoll!ra rooibidu ol dla lndic:odo on lo porto •uporior. Se prohibo I<J ruptoducel6n de e &te documento an formD rotal o parcial sin la autorizaciÓn dollaborolorio. /

M11todologlll: Los anflti~ie fueron realizado& do acuerdo con los métodos descritos en el Manual do Procod imienlos Técnicos do Qulmlca (Pr ·OU), basados en in,22'd edic1ón del Standard Mothods for the Examinatlon of water and WAalewater. 2012.

1

l.u Muestras • qu~ so refiere ute reporte •e mnnl•nd rhn en custodia por 16 dln n.,turoles IUI!QO da ~l eml, lón da este Informe. cJncluldo aste periodo A .:~cwchar6n, 1

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Q. Adrián Flores Cantillo ' ~· .. '~-; . '> 1 Regente Qulmlco ·-- - .... - -~··~··

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de Co~ta Rica '1' • :.. 1 ,• ' : •• ~ • • ' .. _,.. '. L>~llo,~!mlo •1l! ·~ nLJ•~o AII,IIICC tic I4J ltoclit:~clón ~ l ~ -U04

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!Instituto Tecnológico d~ Costa Ríca ,Fundación Tecnológica de. Costa Rica

Centro de Investigación y de Servicios Químicos y Micro '[)iológicos CEQ.IATEC 1

lnfo:rme de Resultados de Análisis

Cliente: Compañía Frutera la Paz, Fec a Muestreo: 14~07~ 16

Tipo de ActiVIdad: Procesamiento de frutas y vegetales CIIU 15131 Fec fla Recépción: 18-07-16 Tipo de Muestra: Agua Residual 1 Fct fla Report_e: 03-08-16

_ Solleltado por: TECNOSOLUCIONES Cóc: lgo Muestra: 690716

Dlréeelóf'l! Provincia: Al_ajuela. Cantón: San Carlos. Distrito: Agu_as Zarcas. Cerro Cd~ z.. Descripción efe l'a Muestra: Consecutivo 01: Agua Salida Sistema de tratamiento (201 OT7939-4).

--

1 Tipo de mueatreo: No indica.

Muestreado por: Personal, de Tecnosolucione~ -

1 Pérmlso Sanfta,rfo de·Funclonamlento del C1EOIATEC: Nó. 2872-.2015 emitido ol15110-2015 vence 15-10-2017 i -

-

An~llsls Valoros Máximos Admlsiblcs(1·) 1

Resultados

Demanda Qufr'l'llca de Oxf~geno ~(mg/L) • 150 (496, 't16) -

IJemandá BioQuhica de OxfQ,tno (mtriL) • 50 (199 :t: 16) --

Sólidos Suspendidos totales (i'f!giL) • 1 50 (16 :1: 3)

~ Sólidos Sedlmentables (mUL} • 1 <O, 1 --

Grasas y Aceítes (mg/L). • ¡

30 ( 19 ;t 1)

pH (unidades de JlH) • 5a9 (G,92 ± 0.03) -

Sus!~nclas 'ªctivas al' Azul de Metileno (mg/L) "" 5· < 0,05

Corliidas organoclorados (lll!Q!lJ. ... o 05 NO eo.mdas or!;tanorosforcados JmjJIL) •• ~ 0,1 ND

Corridas carbamatos (mg/L) '"' 0.) NO -ObsorvaciOM~

(1) Ensu~yQa acmdlt•do• 11ntt1 fiñh_t Cos.arrlnon•• do Aoraodlt•c:IQn (ECA). VcH alcnn~;c en www.oc.a.or.cr

r•1 Enaayos no acrodHados. NO: No ¡j'otectablo

(1 )· ValOres r•portados on el RQQiamento de sobr" voctido y rouso de 11guos reoldualoa. t)~croto l:jecutivo No, 33601-MINA .S del19 eJe mar.n g 1 ilÍÍO 2007, 60gun (fabla IJ 4 !.JmNes máximos permi&Jble¡¡ pal'lt agl:I<1S resfdualws vertidas on un cuorpo roc.optor) ka Incertidumbre que ao reporta os unl! incertidumllro expandida, calculada u~nndo Ut1 fllclor de wben~tr!.l (k) de 2, lo :.proximodamonte un 95%.

pual da un nivel de conflan7il da

Los rosulbldos om«ldos !In es!e re_porte ~lo son vélidos para l~ muestra recibida el dla jndlcndo en l a p•uto supnrinr. Se pro~IIM la reptoducdón doliste documento etl forma toWI o parc:ia! sin la autorización del laboratorio.

Mé!odologia: Los e~ lisis fuemn reslizlldoa de e-eucrdo can los métodos descrito,, en el M11nual de f'rocedirnlr1nlos T6cnico do Qulmi"" (PT-QU). b~~•dos un la 22"d edición del Standllrd Methodsfor tho Examlnntlóñ of water and W11stewat.:.r. 2012.

- -l.u Mueotros • que •e rcll~re ••t~ reporte .g. mantendrá~ en Gustodl• por 16 di .. nlllurolnlulogo da 11 emlsl6n de esto, Informe. Concluido <tS!c perlo(tn se de .. ch~r6n.

Pt\alnill 1 de, 1 •l ~ti(IFoo l• ~~., , ..

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' Instituto Tecnológico de Costa Rica Fundación Tecnológica de Costa Rica

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Centro de Investigación y de Servicios Químicos y Microbiológicos CEQIATEC

Informe de Resultados de Análisis

Cliente: Companfa Frutera La Paz Fecha Muestreo: 29~07- 16 Tipo de Muestra: Agua Residual Fecha Recepción: 03-08-16 Solicitado por: Tecnosoluclones Fecha Reporte: 18-08-16 -Dfrecclón: Provincia: Alajuela Cantón: San Ca.~os. Cerro Cortés. Código Muestra: 140816 Descripción de la Muestra: Consecutivo 04: Salida sistema de tratamiento 28-07-2016 (20160T7983-4)

Tipo de muestreo: No indica Muestreado por: Pernonal de Tecnosoluciones Permiso Sanitario de Funcionamiento del CEQIATEC: No. 2872-2015 amitldo al16-10-2016 vanea 15-10-2017

Análisis

Dlltnanda 81oqufmlca do Oxigeno (mg/1. 1. ·•

Obsernclonn

. 1'1 Enuyos actedltildoa anlo Enlo Colllarrleonu do Acrodi~ción (E CAl. Ver alc:mco en w-.oca.or.cr (""l li1naayos no acrodtt.ado ~. NA: Noapltea

-

Resultados

(346t<11)

Lu lnwrlldu111bro quu ~•l rllPOihl o~ ~1110 lncell idumhto uwnntlido, Cithll adtl usando un f¡lctor d~ c:obe nura (k) di! 2, lo C<Jal d11 1111 nlvQI du C\l ll fltltll (• du nproxltnadumant!l un 95%. Los coaultados emitidos on osto reporto l561o son vi'llidos pürd lu muu@<l rQ(;ibida ul <llú inoit;l.lllO Cll ID j)~tlo !)IJp(lrirJr So prohibe la reproducción do oolo documonlo on fomm tolul o pnrcial sinlu ~ulmil!ldót1 <l<~ll!•l><)f !iiOr ir¡ ,

Motodologla¡ Loa análisis fuoron reali~ndos da acuerdo con los mátodos descritos on ul Mmltlül du Ptoc!Klim,onlos Tócnicos do Qu lmica (PT,QU), baaadoa on 111 22"'' Qdlcl6n d~ l StarxlMd MothQd$ fof tlw Examinatiar\ of watm and Wastl!water, :0,)() 1 :?

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Instituto Tecnológico de Costa Rica Fundación Tecnológica de Costa Rica

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Centro de Investigación y de Servicios Qufmicos y Microbiológicos CEQIATEC

Informe de Resultados de Análisis

Cliente: Companía Frutera La Paz : Fecha Muestreo: 22-07-16 Tipo de Actividad: No indica .Fecha Récepclón: 26-07-16 Tipo de Muestra: Agua Residual 1 Fecha Reporte: 03-08-16 Solicitado por: TECNOSOLUCIONES 1 Código Muestra: 990716

-

Dirección: Provincia: Alajuela. Cantón: San Carlos. _Cerro Cortez. Descripción de la Mues.tra: Consecutivo 04: Agua salida sistema de tratamiento 21 ~07-2016 (20160T7950-4).

- .

llpo de muestreo: No indica. Muestreado por: Personal de Tecnosoluciones.

1 Permiso Sanitario de Funcionamiento-del CEQIATEC: No. 2872-2015 emitido el15-10-2015 vence 15-10-2017

' Análisis .

Demanda Ollímica de Oxígeno (m¡¡/Ll ••

Demanda Bioquimica de Oxigeno (mg/L) •

Obaorvaclonos

1"1 Enaayoa ac111dltados anto Ento Cosl<~rrleo:nou du A<;rL•lll•kk~ro ¡dt: A). VN •llcancc en www.cca.or.cr r'l EnaayOB no acr.dlh!do~, NO: No dotoet•blo

Resultados

(30 ± 3)

{22 ± 3) .

Lo incortldurnbro quu uu rupo;.~llu <:$ uno ITlCI!tlldlllnbro a~pandide , calculada usando un fnclor do cobortura (k) do 2, lo cual do un nlvol do ~nnlll'l :til do oproximodomonlo un 95%. Los rosullildo& omrtidos en uato •uporto sólo ~~~ válidos PPIII la mues.lra recibida el dio indicado on lo piulo suponor. So prohibo la roproduceion du oo;to documlllllo on lormft total o parcial sin le autorización dollobortrtorio,

Motodologio: Los amllisos fueron realizados de acuerdo con los mótoooo d.:scritos un el Manuel de Procedimil!ntos Técnicos de Oulmica (PT.QU), ba!llldO$ en la 22"" udoción del Star;dard Methods for lhe Exumination of Wlllor ~nd Wuslowtotor, 2012.

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Instituto Tecnológico de Costa Rica Fundac·ión Tecnol6g·ica de Costa Rica

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Centro de Investigación y de Serv.icios Químicos y Ml'crobio·lógicos CEQIAT6C

'lnfQrme de Resultados de Aflálísís

cuente: Compa~ra Frutera La Paz Fecna Muestreo; 29-07· 16 -

Tipo de Muestra: Agua Residual -

1 Fecha Recepcilón: ~b3~D8·16

Solicitado por~ Tecnosoluclones Fecha Reporte: 1'8.08-16 - ---

Dirección: Provincia: Alajuela Cantón: San Carlos Cerro Cortés. Código Muestra¡ 140816

1 Descripción de la Muestra: Consecutivo 02: Salida sistema de tratamiento 26-07-2016 (2Q160T7963-2) Tipo de muéstreo: No índica Muestreado por: Pernonal de Tecnosoluciones Pennlso Sanltari'o de Funcionamiento dell CÉQlATEC; No. 2872-2015· emitido el15~1 0-2015 vence 15-1 0 ~2017

Demanda Bioc¡ulmica de Oxlgl!!tl.O (mgiL · •

Ob,crvaclonu (.'), Ensayos acl't!f;lltodos :1nte e nto GoSló!rric(!nS(! d" /\crl!dltocl6n (ECI\} , VN alea neo ~n WWw.ec~_or.cr ¡u¡ Ensayos no acradltados_ NA: No aplicó

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l.n lncarlldumbrn quo se reporta es una •ncorlldurnbrc uxp<~r1didu, calculada usando un factor de <:Obn rllll~l (k) de 2, lo cual da un nivel de confianza do; apro~lmadamenlo un 95%. LO$ rewltados em~ldos on ttslo reporte sólo son válidos para la mlJ()t~ra recibida ol dla 1ndicedo en la parte superior.

• Se prohibe la reproc!vcclón d;¡ oslo documonlo en formo total o parcial ain 13 outoriz;~cí6n doil laboratorio.

Metodologla: Loo anéllsls h11~rón r~tnlizados de acuerdo con los método~ dil·$CIItO$ 1111 ol Mnnual de· Procedimientos Téc;nicot. de Qulmica (PT-OU), basados en la 22"" edición dol Stllndord Methods for the E~am\nation of w1Her ond W11~1owatur. 2012

L.1:s Muestras 11 que s.e retlftr~t Q,ete reporte ~e "ft t t'in tend f tm en custodia por 1t; dln:'i n11tmalt!:q IUII![]O de la crnt:sl6n de c51e tnforme, Conclu~do est~ J'~tlotlo se desechttrtm.

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Instituto Tecnoló~Jico de Costa Rica Fundación Tecnológica de Costa Rica

Centro de Investigación y de Servicios Químicos y Micro pío lógicos CEQIATEC

Informe de Resultados de Añálisis

Cliente: Compañia Frutera La Paz Fecha Muestre )! 15-07-16 Tipo do Muestra: Agua residual fecha Rece,pc.l )n: 18-07-16

! Solicitado por: Tecnosoluclones 1 Fecha Re:porte 26-07-16 Descripción de la Muestra: 2016 OT 7939-4 1 Código Muestr : 690716

1 Dirección: Cerro Cortés, San Carlos, Alajuela Muestreado po : Tecnosolucloncs : Tipo de Muestreq: Comp1Jesto -

Permiso Sanitario de Funcionamiento del CEQIATEC: No. 2872-2015 emitido el15 1 0-201 5 vence 15-10-2017 -

N(Jmoro do O<!scrlpc:lón Coliform ~ ¡m F ceo les Huovcclllos do

lllUt!litHI 1

NMP/1 O mL r) numátodosl L f'••¡, .,

1· 1 Aguo s<~llda dol slstorntl 1 A u 1 llnlH NegatiV<l

-

Observaciones (*) Ensayos acreditados ante Ente Costarricense de Aercditación (ECA). Ver alean e en www.eca.or.cr (**) Ensayos no acreditados.

-

Los rcsulludos emitidos L!ll cs le reporte sólo son v~lidos p ara l<1 mueslm recibida ol d lu inc1icado en la wrle su erior,

Se proh ibe la reproducción de l!sle documenlo en fonna total o parcial sin la aulorrl<~ cr6n del laboratorio.

El reg lamento de Vertido y Reuso de aguas residuales N" 33601-MIN/\E-S publicado en Lá Gaceta el 19 de marzo del 200f •nd ica qUe el limite mOxlmo permitido de nemtllodos (helmintos) Intestinales para reuso de aguas resldUHIP. !;; t~s de 1 huevcc lo/L

Mctodologla: La técnica usada para la detección de bacterias colilormes fue cte N.M.P. (Número rnés Probable) del Standard othods lor \he ExaminaUon of Water and Wastewaler 221hcd. 2012 APHA-AWNA-WfE.F . (Lim•te do dotnccl6n: < 3,0 NMP/·too mL) La determinación de nematodo!l M re r~ lizó con taonica de dclormlnoci6n de helmintos por el método Llc M • Master (Limite ele deteccJOn: 1 huevecilloA. )

Las Muoslraa a que &o refiere u t o ropor"to 5~ n1an1endrh en cu •t<><ll• por 6 dlu nntu ralo3IU~UO ool• omtsll>n de ""t•lnfnrmn Concluid o· esla periodo c.. oo oech•oAn.

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Fundación Tecnológica de Costa Rica

Centro de lnvesUgac·ión y de Servicios ·Ouímrcos y Microbiológ1icos CEQIAT~C

Informe d·e Resultados de Análisis

Cliente: Compañia Frutera la Paz 1 Fecha· Muestreo: 22-07-16 Tipo de Actividad! No indica Fecha Reaepci.ón: 26-07-16 T~lpo de Muestra: Agua Residual Fecha Reporte: Q3-08-16 Solicitado por: TECNOSQLUCION.ES Código Muestra: 990716 Dlre~cióll: Provincia: Alajuela. C~ntón : San Carlos. Cerro Cortez. De~eripcló_r'! de la Muestra_: Consecutivo 02: _Agua saíida.~istema de tratamiento 18-07-2016 (20160T7950~2).

Tipo dé ry¡uestreo: No indi~. - --

Muesttea_do por: PérsC?nal de Tecnosoluciones. ·Permiso Sanitario de Funcionamiento de 11 CEQIAT5C: No. 2872-2015 emitido et 15-10-4015 vence 15-10-2017

Análisis· Resultado& -

Demanda Qufrnica de Oxígeno (mg/L) · • (550 ± 19)

Demanda Bioqulmica de Oxígeno (mg/L) • - (283 ;t 16)

Ob!,!el:l/aclofl!lt

rJ Ensayos acredlt:.dos ante Enle Coslarrlconse dq Acreditación (ECA). Vor alcanc• en www.eca.or.cr r•J Enuyos no acredHados. ' NO¡ No deiectable ·-

La inccrtklumbr6 (jllBo se . ro porta os una incertidumbre ax¡) amlida. eolculnd;r usíuH!n lJ/1 fe <Olor de toborturn (k) de 7., lo Clr~l da "'' nivel do confiunrn de aproximlldamanto un 95%. Los resultu<fos am~ldos Ot\ osto re porte sólo son válidos poru la muest.ta rec:lbid11 el diB indicado 1)1'1 la parto suptlnor. So prohibo l¡¡ reproduccí6n de estH documonlo en forrn¡¡ iot ~ll ó para lll sin la autorizack~n dellaborutorio

Me!O!IOIOQI!!: los Bf'álisis fueron realilados do "cuerdp con los metodos descrito~ on el Maf'ual de Procedlmief'IOs Técnicos de Uulmica "( PT -OU). basados on la 21'" edición del Sl•ndard Mothoda fq r the G ~¡¡minallQn of w~ter and Wa:;tewator, 20·12.

l.-;n ll Muc$tnn »que Al! fetlerq ce:l~e: reportes~ nunll.'fldriin t'Tl custodia por 1& dlas natutaJes h._Je{JO tJe 1,1 ~rtnl5lón dt~ e~e lnfYime. C-Qri CiuldO tste par lodo !iC d tJS-e<:;hari\.,,

P;iglnil :2 dCI4 •l""'"""'niDJU

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