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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA

CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

“EVALUACIÓN HIDRÁULICO – SANITARIO DE LA PLANTA DE

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DEL CAMAL

METROPOLITANO DE QUITO”

TRABAJO DE GRADUACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL

TÍTULO DE INGENIERO CIVIL

AUTORES:

LLUMA QUISHPE JULIO EDUARDO

MENDOZA COZAR IVAN GEOVANNY

TUTOR:

ING. CARLOS GABRIEL ENRIQUEZ PINOS

QUITO, 02 Agosto

2016

ii

DEDICATORIA

Dedico el presente trabajo a:

A Dios, mi patrono el “Señor de la Agonía “(Chuipe – Punin – Chimborazo), mis abuelitos

Julio Cesar y María Piedad que desde el más allá supieron acompañarme y guiarme en

todo momento durante mi carrera universitaria.

A mis queridos padres Héctor Eduardo: amigo, fortaleza e inspiración durante toda mi vida

y Delia María: amor, apoyo, comprensión y cariño. Por todo su confianza y enseñanzas

que a lo largo de mi vida me han servido para culminar mi carrera.

A mi hermano Gregorio, por sus consejos, cuidado y dedicación hacia mi desde cuando me

abrió las puertas mi querida Universidad Central del Ecuador; mis hermanas Viviana y

Domenica, por su cariño y confianza, mis tías Carmen y Mariana por su apoyo para no

desfallecer a lo largo de mi vida estudiantil.

Y finalmente a todos mis amigos, profesionales, docentes que de una u otra manera

supieron enseñarme, apoyarme y guiarme es todo este camino como estudiante.

Julio Eduardo Lluma Quishpe

iii

DEDICATORIA

Dedico mi proyecto de titulación a mi Dios y a la Purísima de Macas quienes me guiaron y

cuidaron durante este largo y arduo camino, dándome fuerzas, enseñándome a encarar las

adversidades sin perder nunca la dignidad ni desfallecer para alcanzar mi objetivo.

A mi adorada hija Danna, que a su corta edad supo entender, el no poder estar a su lado, no

poder compartir un cuento por las noches, es por ella y para ella que me levanto día a día,

es mi fuente de motivación, me inspira a seguir adelante superarme cada día, para que la

vida nos depare un futuro mejor.

A mi adorada madre Natividad quien con su apoyo incondicional, sus palabras de aliento

ha sido un pilar fundamental en mi formación como persona y como profesional, a mi

padre Wilfrido junto a mi madre por brindarme la confianza, consejos y enseñarme el

sentido de la vida es la familia, y por ayudarme con los recursos necesarios para mi

preparación académica.

A mí amada esposa Sonia quien con su amor, estuvo a mi lado todo este tiempo a pesar de

la distancia y de los momentos difíciles supo creer en mí, soportar y entender el no poder

estar a su lado, motivándome y animándome a no darme por vencido, brindándome el

tiempo necesario para realizarme profesionalmente, labrando un futuro juntos.

A mis hermanas Tania y Miriam con sus consejos y apoyo, fueron mi compañía en mis

momentos de soledad, a mis verdaderos amigos y compañeros con los que compartimos

todos estos años juntos.

Gracias a todos

Ivan Geovanny Mendoza Cozar

iv

AGRADECIMIENTO

La gratitud es uno de los valores primordiales del ser humano por tal motivo queremos

dejar constancia de nuestro sincero agradecimiento a todas las personas que conforman la

Carrera de Ingeniería Civil de la Universidad Central del Ecuador, quienes sin ningún

egoísmo y con mucha generosidad supieron brindarnos sus conocimientos y experiencias

con auténtica mística de educadores, de manera especial queremos expresar nuestro

agradecimiento al Ing. Carlos Enríquez Pinos, por sus valiosas sugerencias y orientaciones

, realizadas durante nuestro presente estudio técnico.

Hacemos también nuestro extenso agradecimiento a los directivos de la Planta de

Tratamiento de Aguas Residuales del Camal Metropolitano de Quito, quienes nos abrieron

las puertas de la empresa y nos dieron todas las facilidades para desarrollar este proyecto.

Un infinito agradecimiento a nuestras familias que nos supieron apoyar y creyeron en

nosotros estuvieron ahí en los malos y duros momentos de nuestra vida estudiantil

brindándonos su cariño, afecto e incondicional apoyo, esto es por ustedes.

Además queremos agradecer a profesionales, amigos y demás personas que de una u otra

manera nos supieron apoyar durante toda nuestra carrera universitaria.

v

AUTORIZACION DE LA AUTORIA INTELECTUAL

Nosotros Lluma Quishpe Julio Eduardo y Mendoza Cozar Ivan Geovanny en calidad de

autores del proyecto de titulación bajo la modalidad de Estudio Técnico: “EVALUACIÓN

HIDRÁULICO – SANITARIO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES DEL CAMAL METROPOLITANO DE QUITO”, autorizo a la

Universidad Central del Ecuador hacer uso de todos los contenidos que nos pertenecen o

parte de los que contiene este proyecto, con fines estrictamente académicos o de

investigación.

Los derechos que como autores nos corresponden, con excepción de la presente

autorización, seguirán vigentes a nuestro favor, de conformidad con lo establecido en los

artículos 5, 6, 8, 19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su

Reglamento.

Asimismo, autorizamos a la Universidad Central del Ecuador para que realice la digitación

y publicación de este trabajo en el repositorio virtual, de conformidad a lo dispuesto en el

Art. 144 de la Ley Orgánica de Educación Superior.

Quito, 01 de Agosto del 2016.

Lluma Quishpe Julio Eduardo

CI.: 0603799552

Telf.: 0998828531 – 3200096

E-mail: [email protected]

Mendoza Cozar Ivan Geovanny.

CI.: 1400538847

Telf.: 0992574205 – 4501656

E-mail: [email protected]

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

vi

CERTIFICACIÓN DEL TUTOR

Yo, Carlos Enríquez Pinos en calidad de tutor del trabajo de titulación “EVALUACIÓN

HIDRÁULICO – SANITARIO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES DEL CAMAL METROPOLITANO DE QUITO, elaborado por los

estudiantes Lluma Quishpe Julio Eduardo y Mendoza Cozar Ivan Geovanny de la Carrera

de Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática de la

Universidad Central del Ecuador, considero de los mismos reúnen los requisitos y méritos

necesarios, para ser sometidos a la evaluación por parte del jurado examinador que se

designe, por lo que APRUEBO, a fin de que dicho proyecto de titulación sea habilitado

para continuar con el proceso de titulación.

En la ciudad de Quito al 26 del mes de Julio del año 2016.

Ing. Carlos Gabriel Enríquez Pinos

C.C.: 172059409-0

vii

CERTIFICADO DE CULMINACIÓN DEL TRABAJO DE

TITULACIÓN

Yo, Carlos Gabriel Enríquez Pinos, en calidad de tutor del trabajo de titulación, bajo la

Modalidad de ESTUDIO TECNICO que versa sobre: “EVALUACIÓN HIDRAULICO -

SANITARIO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

DEL CAMAL METROPOLITANO DE QUITO”, elaborado por los señores Lluma

Quishpe Julio Eduardo y Mendoza Cozar Ivan Geovanny, ex estudiantes de la Carrera

de Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática de la

Universidad Central del Ecuador, ha trabajado bajo mi tutoría el presente trabajo, previa a

la obtención del título de Ingenieros Civiles, la misma que cumple con la reglamentación

pertinente, así como lo programado en el plan de tesis y reúne la suficiente validez técnica

y práctica, por consiguiente autorizo su certificación.

Ing. Carlos Gabriel Enríquez Pinos

C.C.: 172059409-0

viii

DESIGNACION DEL TUTOR

ix

DESIGNACIÓN DE LA COMISIÓN LECTORA

x

PROMEDIO DE LAS NOTAS

xi

xii

CONTENIDO

DEDICATORIA .................................................................................................................. ii

AGRADECIMIENTO ........................................................................................................ iv

AUTORIZACION DE LA AUTORIA INTELECTUAL ................................................ v

CERTIFICACIÓN DEL TUTOR ..................................................................................... vi

CERTIFICADO DE CULMINACIÓN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN ............ vii

DESIGNACION DEL TUTOR ....................................................................................... viii

DESIGNACIÓN DE LA COMISIÓN LECTORA.......................................................... ix

PROMEDIO DE LAS NOTAS ........................................................................................... x

CONTENIDO .................................................................................................................... xii

LISTA DE ILUSTRACIONES ....................................................................................... xvi

LISTA DE TABLAS ....................................................................................................... xviii

LISTA DE GRÁFICOS .................................................................................................. xxii

RESUMEN ...................................................................................................................... xxiii

CAPITULO I: GENERALIDADES .................................................................................. 1

1.1. INTRODUCCIÓN. ................................................................................................. 1

1.2. ANTECEDENTES. ................................................................................................ 3

1.3. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DEL ESTUDIO TÉCNICO. ..................... 4

1.4. ALCANCE .............................................................................................................. 5

1.5. OBJETIVOS: .......................................................................................................... 6

1.5.1. OBJETIVO GENERAL .................................................................................. 6

1.5.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS .......................................................................... 6

1.6. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN ...................................................... 7

1.6.1. Investigación exploratoria. .............................................................................. 7

1.6.2. Investigación Descriptiva. ............................................................................... 7

1.6.3. Investigación explicativa. ................................................................................ 8

1.7. METODO DE INVESTIGACION ......................................................................... 8

1.7.1. Método Analítico-Sintético. ............................................................................ 8

1.7.2. Inductivo-Deductivo. ....................................................................................... 8

1.7.3. Hipotético-Deductivo. ..................................................................................... 8

1.7.4. Experimental. ................................................................................................... 9

1.7.5. Modelación. ..................................................................................................... 9

CAPITULO II: MARCO CONCEPTUAL ..................................................................... 10

CAPITULO III: DESCRIPCIÓN GENERAL DE LOS PROCESOS UNITARIOS DE

LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DEL CAMAL

METROPOLITANO DE QUITO. ................................................................................... 23

xiii

3.1. RESEÑA HISTORICA ......................................................................................... 23

3.2. PARAMETROS DE DISEÑO .............................................................................. 25

3.2.1. PARÁMETROS BÁSICOS .......................................................................... 25

3.3. DIAGRAMA DE PROCESOS PTAR CAMAL QUITO ..................................... 25

3.4. ESQUEMA DE TRATAMIENTO ....................................................................... 26

3.5. UNIDADES OPERATIVAS ................................................................................ 28

3.5.1. PRE - TRATAMIENTO ................................................................................ 28

3.5.2. TRATAMIENTO SECUNDARIO (BIOLOGICO) ...................................... 34

3.5.3. TRATAMIENTO TERCIARIO (FISICO – QUIMICO) .............................. 40

3.5.4. TRATAMIENTO DE LODOS ...................................................................... 43

3.6. TRANSMISORES Y SENSORES DE NIVEL. ................................................... 45

CAPITULO IV: ANÁLISIS DE RESULTADOS DE ENSAYOS Y PRUEBAS EN

LOS PROCESOS UNITARIOS. ...................................................................................... 47

4.1. MUESTREO ......................................................................................................... 47

4.1.1. TIPOS DE MUESTRAS ............................................................................... 47

4.1.2. MATERIALES PARA EL MUESTREO ...................................................... 48

4.1.3. PLAN DE MUESTREO ................................................................................ 49

4.1.4. TÉCNICA DE RECOLECCIÓN .................................................................. 51

4.1.5. MANEJO DE LAS MUESTRAS .................................................................. 53

4.1.6. MEDICIONES DE CAMPO ......................................................................... 54

4.1.7. PARAMETROS MEDIDOS IN SITU .......................................................... 58

4.2. PARÁMETROS ANALIZADOS EN LA PTAR POR UNIDAD OPERATIVA.59

4.2.1. RESULTADOS DE ANALISÍS FÍSICO – QUÍMICO ................................ 60

4.2.2. RESULTADOS DE ANALISÍS MICROBIOLÓGICO. .............................. 67

4.3. NORMATIVIDAD ECUATORIANA EN MATERIA DE AGUAS

RESIDUALES ................................................................................................................. 68

4.3.1. LEY ORGÁNICA DE LA SALUD .............................................................. 70

4.3.2. NORMAS PARA ESTUDIO Y DISEÑO DE SISTEMAS DE AGUA

POTABLE Y DISPOSICIÓN DE AGUAS RESIDUALES EX (IEOS) ..................... 71

4.3.3. INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIÓN (INEN) .............. 71

4.3.4. CÓDIGO MUNICIPAL PARA EL DISTRITO METROPOLITANO DE

QUITO. 72

LIBRO SEGUNDO - ORDENANZA MUNICIPAL N° 213 CODIFICACIÓN DEL

TITULO V “DE LA PREVENSION Y CONTROL DEL MEDIO AMBIENTE” ..... 72

4.4. CUMPLIMIENTO DE LA NORMATIVA AMBIENTAL. ................................ 74

CAPITULO V: EVALUACIÓN Y DIAGNÓSTICO DEL TRATAMIENTO

ACTUAL PARA LA DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES DEL CAMAL

METROPOLITANO DE QUITO. ................................................................................... 79

xiv

5.1 EVALUACIÓN DEL TRATAMIENTO ACTUAL PARA LA DEPURACION DE

AGUAS RESIDUALES DEL CAMAL METROPOLITANO DE QUITO. .................. 79

5.1.1. GENERALIDADES ...................................................................................... 79

5.1.2. ORIGEN DE LAS AGUAS RESIDUALES EN UN MATADERO ............ 80

5.1.3. VOLUMEN DE AGUA UTILIZADA QUE PUEDE REQUERIR

TRATAMIENTO ......................................................................................................... 83

5.1.4. PROCESO DE LODOS ACTIVADOS CONVENCIONAL ........................ 84

5.2. SISTEMA DE ALCANTARILLADO ................................................................. 87

5.2.1. SISTEMA DE ALCANTARILLADO INTERNO DEL CAMAL

METROPOLITANO DE QUITO. ............................................................................... 89

5.3. ESTIMACION DE CAUDALES GENERADOS. ............................................... 90

5.3.1. DATOS DE PRODUCCIÓN......................................................................... 90

5.3.2. CAUDALES DE AGUAS RESIDUALES ................................................... 90

5.3.3. AFOROS VOLUMÉTRICOS ....................................................................... 91

5.3.4. GENERACIÓN DE RESIDUOS SÓLIDOS Y CONSUMO DE AGUA. .. 101

5.3.5. USOS DEL AGUA PARA CONSUMO INTERNO .................................. 101

5.4. SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. ........................ 104

5.5.1. AMPLIO RANGO DE PROCESOS BIOLÓGICOS. ................................. 105

5.5.2. TRATAMIENTO AEROBIO DE AGUAS RESIDUALES ....................... 105

5.5.3. TRATAMIENTO ANAEROBIO ................................................................ 106

5.5.4. OTROS TRATAMIENTOS ........................................................................ 107

5.6. REDISEÑO DE LAS UNIDADES OPERATIVAS DE LA PTAR – CMQ. .... 108

5.6.1. TANQUE DE HOMOGENIZACIÓN......................................................... 108

5.6.2. REACTOR BIOLÓGICO ........................................................................... 122

5.6.3. SEDIMENTADOR SECUNDARIO ........................................................... 126

5.6.4. TANQUE FÍSICO – QUÍMICO.................................................................. 131

5.6.5. FILTRO RÁPIDO A PRESIÓN .................................................................. 135

5.7. EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES DEL CAMAL METROPOLITANO DE QUITO. ............................... 136

5.7.1. TRATAMIENTO PRIMARIO .................................................................... 136

5.7.2. TRATAMIENTO SECUNDARIO ............................................................. 143

5.7.3. TRATAMIENTO TERCIARIO .................................................................. 151

5.8. DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES DEL CAMAL METROPOLITANO DE QUITO ................................ 155

5.8.1. CONDICIONES ESPECÍFICAS ................................................................ 155


5.8.3. TRATAMIENTO SECUNDARIO ............................................................. 159

5.8.4. TRATAMIENTO TERCIARIO .................................................................. 163

xv

CAPITULO VI: PRESUPUESTO Y FORMULARIO DE CONTROL. ................... 166

6.1. INTRODUCCION .............................................................................................. 166

6.2. ANALISIS ECONOMICO ................................................................................. 166


6.2.2. TRATAMIENTO SECUNDARIO Y TERCIARIO ................................... 177

6.2.3. PRESUPUESTO COMPLEMENTARIO ................................................... 179

6.3. FORMULARIO DE CONTROL DE CALIDAD DE AGUA. ........................... 184

CAPITULO VII: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .............................. 189

7.1 CONCLUSIONES .............................................................................................. 189

7.2 RECOMENDACIONES ..................................................................................... 195

7.3 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................ 198

7.4 ANEXOS: ........................................................................................................... 201

7.4.1 ANEXO A: FOTOGRAFIAS ...................................................................... 201

7.4.2 ANEXO B: PLANOS. ................................................................................. 209

xvi

LISTA DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1: Diagrama de Procesos Unitarios en la PTAR - CMQ. .................................. 25

Ilustración 2: Separador de Sólidos PTAR. ......................................................................... 29

Ilustración 3: Tamiz. PTAR - CMQ. ................................................................................... 31

Ilustración 4: Tanque de Homogenizacion 1 ....................................................................... 32

Ilustración 5: Tanque de Homogenizacion 2. ...................................................................... 33

Ilustración 6: Reactor Biológico Aerobio. ........................................................................... 35

Ilustración 7: Sedimentador Secundario. ............................................................................. 37

Ilustración 8: Tanque de Recirculación de Lodos. .............................................................. 39

Ilustración 9: Tanque Físico - Químico. .............................................................................. 40

Ilustración 10: Filtros Rápidos a Presión ............................................................................. 42

Ilustración 11: Digestor Aerobio. ........................................................................................ 44

Ilustración 12: Transmisor de Nivel. ................................................................................... 45

Ilustración 13: Sensor de Nivel. .......................................................................................... 45

Ilustración 14: Tablero Eléctrico. ........................................................................................ 46

Ilustración 15: Etiqueta envases de plástico y vidrio ámbar. .............................................. 50

Ilustración 16: Etiqueta baldes de 5 litros. .......................................................................... 50

Ilustración 17: Etiquetas tachos plásticos. ........................................................................... 50

Ilustración 18: Etiqueta jarras. ............................................................................................. 51

Ilustración 19: Llenado de envases plásticos y vidrio ámbar. ............................................. 52

Ilustración 20: Recolección alícuota 800ml ........................................................................ 52

Ilustración 21: Toma de muestra microbiológica ingreso PTAR. ....................................... 52

Ilustración 22: Toma de muestra microbiológica salida PTAR. ......................................... 52

Ilustración 23: Etiquetado envases de plástico. ................................................................... 53

Ilustración 24: Etiquetado envases de vidrio ámbar. ........................................................... 53

Ilustración 25: Conservación muestras 4°C. ....................................................................... 54

Ilustración 26: Transporte de la muestra al laboratorio. ...................................................... 54

Ilustración 27: Sistema de Lodos Activados. ...................................................................... 86

Ilustración 28: Vertedero de cresta delgada sin contracción. .............................................. 94

Ilustración 29: Tanque de Homogenizacion de 600 m3 (rediseño) ................................... 121

Ilustración 30: Estructura del separador de sólidos. .......................................................... 136

Ilustración 31: Tamiz filtración y desgaste en paredes...................................................... 139

Ilustración 32: Filtración base del tamiz............................................................................ 139

xvii

Ilustración 33: Cunetas de recolección de aguas lluvias. .................................................. 139

Ilustración 34: Recolección de sólidos de gran tamaño en una funda plástica.................. 140

Ilustración 35: Prueba de sedimentación de lodos. ........................................................... 146

Ilustración 36: Presencia moderada de espuma en el Reactor Biológico. ......................... 147

Ilustración 37: Cloro presentación granular. ..................................................................... 153

Ilustración 38: Tanque de 50 litros para la dosificación de cloro. ..................................... 153

Ilustración 39: Vista en planta gradas Separador de Sólidos. ........................................... 167

Ilustración 40: Vista en planta – Pasarela de observación y gradas PTAR - CMQ .......... 182

Ilustración 41: Etiquetas – Muestreo ................................................................................. 201

Ilustración 42: Etiquetas – Envases Platicos ..................................................................... 201

Ilustración 43: Etiquetas – Tachos .................................................................................... 202

Ilustración 44: Etiquetas – Frascos ámbar ......................................................................... 202

Ilustración 45: Etiquetas – Frascos plásticos (Microbiología) .......................................... 203

Ilustración 46: Etiquetas – Embudos ................................................................................. 203

Ilustración 47: Medición de altura de agua sobre el vertedero - Tamiz ............................ 204

Ilustración 48: Aforo - Reactor Biológico ......................................................................... 204

Ilustración 49: Aforo - Efluente......................................................................................... 205

Ilustración 50: Muestreo Fisico - Quimico - Tamiz .......................................................... 205

Ilustración 51: Muestreo Físico - Químico - Reactor Biológico. ...................................... 206

Ilustración 52: Muestreo - Físico - Químico - Sedimentador Secundario. ........................ 206

Ilustración 53: Muestreo - Físico - Químico - Efluente .................................................... 207

Ilustración 54: Colocación de la muestra en envases plásticos ......................................... 207

Ilustración 55: Colocación de la muestra previa al traslado al laboratorio ....................... 208

Ilustración 56: Conservación de la muestra con hielos. .................................................... 208

Ilustración 57: Trasporte de la muestra al laboratorio ....................................................... 209

xviii

LISTA DE TABLAS

Tabla 1: Parámetros de diseño PTAR. ................................................................................ 25

Tabla 2: Registro de caudales promedio horario que ingresan a la PTAR día de menor

faenamiento. (Jueves 04 – 02 – 2016). ................................................................................ 55

Tabla 3: Registro de caudales promedio horario que ingresan a la PTAR día de mayor

faenamiento. (Viernes 05 – 02 – 2016). .............................................................................. 56

Tabla 4: Registro de caudales promedios diario que ingresan a la PTAR (semana del 1 de

febrero al 5 de febrero). ....................................................................................................... 57

Tabla 5: Datos de campo pH y Temperatura promedio diario, semana del 1 de febrero al 5

de febrero en el Reactor Biológico. ..................................................................................... 58

Tabla 6: Análisis Humedad y Materia Organiza - Separador de Sólidos ............................ 61

Tabla 7: Resultados Análisis de Laboratorio Ingreso Tanque de Homogenizacion 1......... 62

Tabla 8: Resultados Análisis de Laboratorio Salida Tanque de Homogenizacion 1........... 63

Tabla 9: Resultados Análisis de Laboratorio Salida Reactor Biológico. ............................ 64

Tabla 10: Resultados Análisis de Laboratorio Salida Sedimentador Secundario. .............. 65

Tabla 11: Resultados Análisis de Laboratorio Salida Tanque Físico Químico. .................. 66

Tabla 12: D.B.O5 y D.Q.O en la entrada y salida de la PTAR. (Semana del 01 al 05 de

Febrero del 2015) ................................................................................................................ 67

Tabla 13: Análisis Microbiológico afluente y efluente PTAR. ........................................... 67

Tabla 14: Análisis Microbiológico Separador de Sólidos PTAR. ....................................... 68

Tabla 15: Límites de descarga al sistema de alcantarillado público.................................... 69

Tabla 16: Anexo A. Límites máximos permisibles de parámetros contaminantes

descargados a cuerpos receptores. ....................................................................................... 72

Tabla 17: Comparación parámetros analizados entre la norma AAM-MAE y DMQ ........ 75

Tabla 18: Comparación parámetros analizados entre la norma AAM-MAE y DMQ. (Datos

históricos Febrero 2015 PTAR- CMQ) ............................................................................... 76


históricos Mayo 2015 PTAR- CMQ) .................................................................................. 76


históricos Agosto 2015 PTAR- CMQ) ................................................................................ 77


históricos Noviembre 2015 PTAR- CMQ) .......................................................................... 78

Tabla 22: Producción diaria de Faenamiento en el CMQ. .................................................. 90

xix

Tabla 23: Registro de datos promedio del caudal que ingresa a la PTAR mediante aforos 91

Tabla 24: Cargas hidráulicas sobre el vertedero día 1 (Tanque de Homogenizacion 1). .... 92





Tabla 29: Calculo del caudal día lunes 01 de febrero del 2016. .......................................... 95

Tabla 30: Aforos volumétricos Caudales entrada Tanque de Homogenización. ................ 95

Tabla 31: Registro de caudales salida tanque de Homogenizacion (día 1). ........................ 96

Tabla 32: Registro de caudales salida tanque de Homogenizacion (día 2). ........................ 96

Tabla 33: Registro de caudales salida tanque de homogenización (día 3). ......................... 96



Tabla 36: Aforos volumétricos Caudales salida Tanque de Homogenización .................... 98

Tabla 37: Registro de caudales salida tanque Físico - Químico (día 1). ............................. 98




Tabla 41: Registro de caudales salida tanque Físico - Químico (día 5). ........................... 100

Tabla 42: Aforos volumétricos Caudales salida Físico - Químico .................................... 100

Tabla 43: Residuos sólidos anuales y cantidad de agua diario. PTAR-CMQ ................... 101

Tabla 44: Consumo y requerimiento de agua por especie faenada en CMQ. ................... 103

Tabla 45: Caudal diario de aguas residuales generadas en el CMQ. ................................. 103

Tabla 46: Caudal diario de aguas residuales que ingresan a la PTAR. ............................. 104

Tabla 47: Datos de entrada para curva de masas - Análisis Volumétrico (Lunes 01-02-

2016). ................................................................................................................................. 110

Tabla 48: Datos de entrada para curva de masas - Análisis Volumétrico (Martes 02-02-

2016) .................................................................................................................................. 112

Tabla 49: Datos de entrada para curva de masas - Análisis Volumétrico (Miércoles 03-02-

2016). ................................................................................................................................. 114

Tabla 50: Datos de entrada para curva de masas - Análisis Volumétrico (Jueves 04-02-

2016). ................................................................................................................................. 116

Tabla 51: Datos de entrada para curva de masas - Análisis Volumétrico (Viernes 05-02-

2016) .................................................................................................................................. 118

xx

Tabla 52: Volúmenes diarios del Tanque de Homogenización. ........................................ 120

Tabla 53: Valores de coeficientes cinéticos para el proceso de lodos activados.

(METCALF & EDDY) ...................................................................................................... 122

Tabla 54: Relación entre carga, másica y eliminación de DBO5 en un Reactor Biológico.

(METCALF & EDDY) ...................................................................................................... 122

Tabla 55: Coeficientes cinéticos para el proceso de lodos activados (METCALF & EDDY)

........................................................................................................................................... 123

Tabla 56: Consideraciones de diseño de decantación primaria. (METCALF & EDDY). 126

Tabla 57: Flujo de sólidos para sedimentadores secundarios. METCALF & EDDY. ...... 127

Tabla 58: Calados para Sedimentadores Secundarios. (METCALF & EDDY)................ 128

Tabla 59: Parámetros de diseño para sedimentadores rectangulares y circulares en el

tratamiento primario (METCALF & EDDY). ................................................................... 129

Tabla 60: Especificaciones motor - Separador de Sólidos. ............................................... 137

Tabla 61: Especificaciones Bomba Sumergible - Tanque de Homogenización 1. ............ 142

Tabla 62: Especificaciones Bomba Sumergible - Tanque de Homogenizacion 2. ............ 142

Tabla 63: Especificaciones Aireador y Blower N° 1 - Reactor Biológico. ....................... 144

Tabla 64: Especificaciones Blower N° 1 - Sedimentador Secundario. ............................. 148

Tabla 65: Especificaciones Blower N° 2 - Sedimentador Secundario. ............................. 149

Tabla 66: Especificaciones Bomba Sumergible N° 1 - Tanque Retorno de Lodos. .......... 150

Tabla 67: Análisis de Precios Unitarios - Limpieza manual del terreno ........................... 168

Tabla 68: Análisis de Precios Unitarios - Replanteo y Nivelación. .................................. 169

Tabla 69: Análisis de Precios Unitarios - Relleno Compactado. ...................................... 170

Tabla 70: Análisis de Precios Unitarios - Grada Hormigón simple 180 kg/cm2 .............. 171

Tabla 71: Análisis de Precios Unitarios - Alisado de piso. ............................................... 172

Tabla 72: Análisis de Precios Unitarios - Contrapiso de H.S 180kg/cm2 ......................... 173

Tabla 73: Análisis de Precios Unitarios - Encofrado gradas ............................................. 174

Tabla 74: Presupuesto - Gradas Separador de Solidos PTAR - CMQ .............................. 175

Tabla 75: Presupuesto - Tamiz .......................................................................................... 176

Tabla 76: Presupuesto - Tanque de Homogenizacion 1 .................................................... 177

Tabla 77: Presupuesto Tratamiento Primario. ................................................................... 177

Tabla 78: Presupuesto Tratamiento Secundario. ............................................................... 177

Tabla 79: Presupuesto Tratamiento Terciario. .................................................................. 178

Tabla 80: Presupuesto Medidor de Caudal. ....................................................................... 181

Tabla 81: Presupuesto pasarela de observación y escaleras PTAR-CMQ ........................ 183

xxi

Tabla 82: Presupuesto Complementario. ........................................................................... 183

Tabla 83: Presupuesto Global PTAR - CMQ .................................................................... 183

Tabla 84: Formulario de Control PTAR - CMQ. .............................................................. 185

xxii

LISTA DE GRÁFICOS

Grafico 1: Registro de caudal promedio horario en dia de menor faenamiento. ................. 55

Grafico 2: Registro de caudal promedio horario en día de menor faenamiento. ................. 56

Grafico 3: Registro de caudal semana del 1 de febrero al 5 de febrero. .............................. 57

Grafico 4: Registro de temperatura del agua residual en el Reactor Biológico. ................. 58

Grafico 5: Registro de pH del agua residual en el Reactor Biológico. ................................ 59

Grafico 6: Curva de Masa. (Lunes 01-02-2016.)............................................................... 111

Grafico 7: Curva Caudal vs Tiempo. (Lunes 01-02-2016.) ............................................... 111

Grafico 8: Curva de Masa. (Martes 02-02-2016.) ............................................................. 113

Grafico 9: Curva Caudal vs Tiempo. (Martes 02-02-2016.) ............................................. 113

Grafico 10: Curva de Masa. (Miércoles 03-02-2016.) ...................................................... 115

Grafico 11: Curva Caudal vs Tiempo. (Miércoles 03-02-2016.) ...................................... 115

Grafico 12: Curva de Masa. (Jueves 04-02-2016.) ............................................................ 117

Grafico 13: Curva Caudal vs Tiempo. (Jueves 04-02-2016.) ............................................ 117

Grafico 14: Curva de Masa. (Viernes 05-02-2016.) .......................................................... 119

Grafico 15: Curva Caudal vs Tiempo. (Viernes 05-02-2016.) .......................................... 119

xxiii

RESUMEN

TEMA: “Evaluación Hidráulico - Sanitario de la Planta de Tratamiento de Aguas

Residuales del Camal Metropolitano de Quito”

Autores: Lluma Quishpe Julio Eduardo.

Mendoza Cozar Ivan Geovanny

Tutor: Ing. Carlos Enríquez Pinos.

Nuestro trabajo de titulación previo a la obtención del título de Ingenieros Civiles, se

enfocó en un estudio técnico; teniendo como objetivo principal evaluar la operación y

funcionamiento de los procesos unitarios de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales

del Camal Metropolitano de Quito, mediante un análisis Hidráulico – Sanitario; dentro de

esto está establecer condiciones operativas reales de la planta, calidad del efluente,

eficiencia de remoción de los parámetros establecidos según la normativa vigente e

identificar oportunidades de mejora del sistema de tratamiento de aguas residuales del

Camal Metropolitano de Quito.

Para lograr aquello, se optó por un muestreo integral compuesto manual por tratarse de una

industria de mataderos, tomando muestras en diferentes puntos en un mismo momento

(muestra integral), y a la vez en un mismo punto en diferentes momentos (muestra

compuesta); posteriormente dichas muestras fueron analizadas en el laboratorio de

Facultad de Ciencias Químicas; con los resultados de los parámetros analizados en el

laboratorio se realizó un diseño de la PTAR

Por otra parte los aforos se realizaron 5 días consecutivos, ejecutando un aforo cada 5

minutos, en cada periodo de tiempo de 2 horas, los mismos que fueron tomados al ingreso

del Tamiz o afluente de la PTAR, en el ingreso al Reactor Biológico, y a la salida del

Físico Químico.

PALABRAS CLAVE: EVALUACION HIDRAULICA - SANITARIA / PLANTA DE

TRATAMIENTO / AGUAS RESIDUALES / MUESTREO.

xxiv

ABSTRAC

TOPIC: “Hydraulic – Sanitary Evaluation of Wastewater Treatment Plant for the “Camal

Metropolitano de Quito”

Authors: Lluma Quishpe Julio Eduardo.

Mendoza Cozar Ivan Geovanny

Tutor: Ing. Carlos Enríquez Pinos.

Our work prior of titration to obtaining the title of Civil Engineers, is focused on a

technical study, having as main objective to evaluate the operation and performance of the

unitary processes of Wastewater Treatment Plant for the “Camal Metropolitano de Quito”,

through a Hydraulic – Sanitary analysis; within this is set real operating conditions of the

plant, effluent quality, removal efficiency of the parameters established by current

legislation and identify opportunities for system of wastewater treatment of the “ Camal

Metropolitano de Quito”.

To achieve that, we opted for a comprehensive sampling composite manual because it is an

industry slaughterhouses, taking samples at different points in the same time (full sample),

while at the same point at different times (composite sample); then these sample were

analyzed in the laboratory of the Faculty of Chemistry Science; with the results of the

parameters analyzed in the laboratory a design of the WWTP was performed.

Moreover the gaugings were performed on 5 consecutive days, running a capacity every 5

minutes for each time period of 2 hours, the same as they were taken to income Sieve or

affluent of the WWTP, at the entrance to the Biological Reactor, and out of the Physical –

Chemical one.

KEYWORDS: HYDRAULIC – SANITARY EVALUATION – TREATMENT PLANT –

SEWAGE WATER – SAMPLING.

1

CAPITULO I: GENERALIDADES

1.1. INTRODUCCIÓN.

Actualmente se ha elevado la necesidad de conservación del medio ambiente y de

los recursos naturales ya que estos son afectados por las actividades diarias del ser

humano, esto debido a la creciente demanda y aumento de la población, sin darnos

cuenta que por nuestra desmedida ambición y beneficio propio estamos agotando los

recursos, contaminando las fuentes de agua y recursos naturales existentes.

Toda comunidad genera residuos tanto sólidos como líquidos. A la parte líquida

de dichos residuos lo llamamos aguas residuales, es esencialmente el agua que desecha

la población una vez que ha sido contaminada durante los diferentes usos para los

cuales ha sido empleada. Entonces podemos definir al agua residual, como el agua de

composición variada proveniente de uso doméstico, industrial, comercial, agrícola,

pecuario o de otra índole, sea público o privado y que por tal motivo haya sufrido

degradación en su calidad original. Si nosotros permitimos la acumulación y

estancamiento de las aguas residuales, la descomposición de la materia orgánica que

contiene puede conducir a la generación de grandes cantidades de gases malolientes, y

con ello la presencia de numerosos microorganismos patógenos, presentes en ciertas

aguas residuales industriales. Otro problema es que estas aguas, suelen contener

nutrientes, que pueden estimular el crecimiento de plantas acuáticas, y puede incluir

también compuestos tóxicos. Consecuentemente en una sociedad industrializada como

la nuestra, se necesita la evacuación inmediata y sin molestias del agua residual de sus

fuentes de generación, seguida de su tratamiento y disposición final.

El agua es uno de los pilares más importantes de desarrollo, fuente de riqueza,

constituye el cimiento fundamental para el progreso de la humanidad, pero

lamentablemente este recurso vital es el más contaminado ya que la mayor parte de

2

desechos generados por el hombre son descargados a cuerpos de agua, afectando la

vida acuática, humana, flora y fauna alrededor de los mismos.

Al ser un pilar fundamental en el desarrollo de los pueblos el agua es utilizada

para diferentes procesos, es común clasificar a las aguas residuales en dos tipos,

industriales y domésticas. En muchos casos las aguas residuales industriales requieren

tratamiento previo a ser descargadas en el sistema de alcantarillado municipal; como

las características de estas aguas residuales cambian de una industria a otra, los

procesos de tratamiento son también muy variables.

Las aguas residuales del Camal Metropolitano de Quito (CMQ), generadas a

partir del faenamiento de reses son conducidas a la Planta de Tratamiento de Aguas

Residuales (PTAR), y posterior a su tratamiento el efluente final es descargado

directamente al alcantarillado público, cabe recalcar que las aguas pluviales y

domesticas generadas en esta industria son descargadas directamente al alcantarillado

público es decir no ingresan a la planta; por lo que se debe tener en cuenta, que

contaminantes están presentes en el agua residual, y a que nivel deben ser eliminados

de cara a la protección del entorno. Por esto, se hará un estudio de las condiciones

actuales y los cambios realizados dentro de la PTAR y con ello buscar puntos de

mejora en el aspecto operativo y de mantenimiento. Se realizará una evaluación

estructural, para determinar si el dimensionamiento de las unidades operativas que

conforman la PTAR es el adecuado, las condiciones estructurales actuales que

conforma la planta, evaluación hidráulica para conocer los afluentes y efluentes en cada

unidad operativa, diámetros de las tuberías de ingreso y salida de las unidades, estado

de las bombas, filtros, aireadores y equipos en general.

Así también realizaremos una evaluación sanitaria que es donde más se centra nuestro

estudio técnico, aquí realizaremos toma de muestras y análisis de DBO, DQO, sólidos

3

volátiles, sustancias tenso activas, aceites y grasas, hierro total; se toma en cuenta estos

parámetros ya que con los mismos fue diseñada la planta, además son básicos y necesarios

para tratar las aguas generadas del proceso de faenamiento en el CMQ, para con ello

conocer si el efluente final que es descargado al alcantarillado público está dentro de la

norma ambiental vigente, para nuestro proyecto nos enfocaremos en las normas :

AUTORIDAD AMBIENTAL NACIONAL – MINISTERIO DEL

AMBIENTE (AAN-MAE).

ACUERDO MINISTERIAL 061 - PUBLICADO EN LA EDICIÓN ESPECIAL

DEL REGISTRO NO. 316 DEL 07 ABRIL DEL 2015 – ACUERDA REFORMAR

EL LIBRO VI DEL TEXTO UNIFICADO DE LEGISLACION SECUNDARIA DEL

MINISTERIO DEL AMBIENTE Y MEDIANTE ACUERDO MINISTERIAL 97 -

PUBLICADO EN LA EDICIÓN ESPECIAL DEL REGISTRO NO. 316 DEL 30 DE

JULIO DEL 2015 – ACUERDA EXPEDIR LOS ANEXOS DEL TULSMA –

ATICULO 1.- EXPIDASE EL ANEXO 1, REFERENTE A LA NORMA DE

CALIDAD AMBIENTAL Y DE DESCARGA DE EFLUENTE DEL RECURSO

AGUA – DISPOSICIONES GENERALES: Primera.- Los anexos en los artículos

anteriores pasaran a formar parte integrante del Libro VI del TULSMA reformado

mediante el Acuerdo Ministerial 061.

CÓDIGO MUNICIPAL PARA EL DISTRITO METROPOLITANO DE

QUITO.

LIBRO SEGUNDO - ORDENANZA MUNICIPAL N° 213 CODIFICACIÓN

DEL TITULO V “DE LA PREVENSION Y CONTROL DEL MEDIO AMBIENTE”

1.2. ANTECEDENTES.

Una industria de mataderos municipales, se caracteriza por utilizar una gran

cantidad de agua para su funcionamiento; sin embargo, en esta industria se generan

grandes cantidades de desechos al realizar los diferentes procesos de la misma, los

procesos productivos de este tipo de industria comprenden una cadena de operaciones,

4

el agua que se consume proviene generalmente de pozos y agua potable. En los

últimos años, la industria ha mostrado tener diversos problemas ambientales, entre uno

de los principales se encuentra el uso y gestión del agua. Por tanto, el impacto

ambiental de sus efluentes líquidos es variado.

El Camal Metropolitano de Quito al ser una industria de faenamiento, se consume

diariamente grandes cantidades de agua, la misma que proviene de una cisterna ubicada

en las instalaciones del Camal. No obstante, estos efluentes líquidos se caracterizan

generalmente por su elevada cantidad de demanda química de oxigeno (DQO), alto

contenido en color, sólidos en suspensión y compuestos orgánicos entre otros. En

consecuencia, las leyes del país buscan y exigen a las industrias de este sector y otros

realizar un tratamiento de agua antes de verterlas al alcantarillado público o cuerpos de

agua para lo cual se cuenta con una serie de parámetros, los mismo que se espera que

cumplan con las normativas ambientales mencionadas anteriormente.

Con esta decisión se busca gestionar racionalmente los limitados recursos

hídricos y la agresión ambiental que generan las aguas residuales. Por este motivo, se

ha buscado el desarrollo e investigación de tecnologías para el tratamiento de aguas

residuales. Es muy importante por razones estéticas y de salud pública mantener la

calidad del agua de los sistemas naturales es por eso que actualmente el CMQ, cumple

con un proceso de regularización ambiental, por parte de la Concejo Provincial de

Pichincha, para controlar el proceso de faenamiento de las reses en el CMQ, así como

también, así como también los volúmenes de agua empleados para la limpieza y

procesamiento de la carne.

1.3. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DEL ESTUDIO TÉCNICO.

La importancia del presente estudio técnico radica en la evaluación Hidráulica y

Sanitaria de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales del Camal Metropolitano de

5

Quito, así como los cambios realizados actualmente dentro de la planta, que también

estarán dentro de la evaluación, definiendo si los mismos han sido positivos o

negativos, optimizando a partir de ello los procesos de operación y mantenimiento.

La incidencia de dicho estudio técnico radica en la optimización de los procesos

unitarios en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales del Camal Metropolitano de

Quito (PTAR-CMQ) para la depuración de dichas aguas, esto permitirá el

cumplimiento de las normativas ambientales vigentes anteriormente mencionadas

El presente Estudio Técnico, es factible ya que existen fuentes bibliográficas,

material de investigación, se cuenta con datos históricos del funcionamiento de la

PTAR, estudio de impacto ambiental del Camal metropolitano de Quito, así también se

cuenta con el apoyo de las autoridades de la EMPRESA METROPOLITANA DE

RASTRO QUITO (EMRAQ-EP), mismos que anhelan que se dé una optimización al

tratamiento de dichas aguas, mediante la evaluación respectiva.

El impacto que provocará el estudio técnico será directo a la operación y

mantenimiento de la PTAR-CMQ, operadores, personal técnico y administrativo, en

general a todo el personal que forma parte de la EMRAQ-EP, beneficiándose del

mismo el Sector la Ecuatoriana, los que contarán con un sistema de tratamiento óptimo

para este tipo de aguas, cumpliendo con la normativa ambiental vigente, aplicable y

establecida por la Autoridad Ambiental Nacional – Ministerio del Ambiente (AAN-

MAE) y haciendo una comparación con la normativa ambiental del Distrito

Metropolitano de Quito (DMQ).

1.4. ALCANCE

El propósito del siguiente Estudio Técnico es la evaluación de las unidades

operativas de la PTAR-CMQ, mediante aforos volumétricos, toma de muestras y

6

análisis de parámetros, los cuales puedan determinar condiciones reales, calidad y

eficiencia del afluente y efluente de las unidades que conforman la Planta de

Tratamiento de Aguas Residuales, los parámetros analizados son: DBO5, DQO, sólidos

volátiles, sólidos totales, sustancias tenso activas, aceites y grasas, hierro total, basados

en las normativas ambientales tanto del (AAN-MAE) y del (DMQ).

Recolectar muestras en cada una de las unidades operativas para analizarlas, y

cuyos resultados compararlos con los datos proporcionados por la Empresa de Rastro

Quito, y de esta forma recomendar y aportar con posibles soluciones o mejoras en el

caso de ser necesario.

1.5. OBJETIVOS:

1.5.1. OBJETIVO GENERAL

Evaluar la operación y funcionamiento de los procesos unitarios de la Planta de

Tratamiento de Aguas Residuales del Camal Metropolitano de Quito, mediante un

análisis Hidráulico – Sanitario.

1.5.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

- Determinar las condiciones operativas reales de la planta de tratamiento de aguas

residuales del camal Metropolitano de Quito.

- Establecer la calidad del efluente y la eficiencia de remoción de los parámetros

establecidos en la norma ambiental vigente.

- Identificar oportunidades de mejoramiento del sistema de tratamiento de aguas

residuales del camal Metropolitano de Quito.

7

- Determinar el nivel de cumplimiento de las normativas ambientales (AAN-MAE

ACUERDO MINISTERIAL 61) y del (DMQ), respecto del efluente tratado dispuesto

al sistema de alcantarillado público.

1.6. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

El siguiente Estudio Técnico se realizará en La Empresa Metropolitana de Rastro

Quito (EMRAQ-EP), en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales del Camal

Metropolitano Quito (PTAR-CMQ), ubicada en el sur de la ciudad, Calle Camilo

Orejuela S/N y Calle Gral. Ángel Isaac Chiriboga, Barrio La Ecuatoriana, Quito –

Ecuador.

1.6.1. Investigación exploratoria.

En los procesos unitarios de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales del Camal

Metropolitano de Quito no se ha realizado un estudio Hidráulico – Sanitario

anteriormente, pero se ha llevado a cabo algunos cambios recientemente; por lo que no

se tiene una idea clara si estos han sido de beneficio para el óptimo funcionamiento de

la PTAR, por lo que se realizará dicho análisis para determinar las condiciones

existentes reales.

1.6.2. Investigación Descriptiva.

Una vez que se definan las condiciones operativas iniciales de los procesos unitarios de

la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales del Camal Metropolitano de Quito,

mediante visitas, toma de muestras, análisis y posterior evaluación, se realizara una

descripción detallada y específica de las condiciones existentes.

8

1.6.3. Investigación explicativa.

Con los resultados obtenidos, se identificara la problemática de los procesos operativos

en el caso de existir y posibles soluciones para el óptimo funcionamiento de la Planta

de Tratamiento de Aguas Residuales del Camal Metropolitano de Quito, con lo cual se

procede a identificar de manera precisa las causas y efectos.

1.7. METODO DE INVESTIGACION

Para la realización del presente estudio Técnico: “EVALUACIÓN

HIDRAULICO - SANITARIO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES DEL CAMAL METROPOLITANO DE QUITO”, se utilizarán los

siguientes métodos de investigación:

1.7.1. Método Analítico-Sintético.

Identificaremos los componentes principales del estudio, evaluaremos los procesos y

unidades operativas existentes en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales.

1.7.2. Inductivo-Deductivo.

Se establecerá las relaciones directas de cada una de las unidades operativas, su

funcionamiento, operación, efectividad y otros parámetros que en su conjunto maneja

la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales del Camal Metropolitano de Quito.

1.7.3. Hipotético-Deductivo.

A partir de los nuevos conocimientos adquiridos en el método Inductivo-Deductivo con

una idea clara del por qué se realiza este estudio técnico, se puede definir y comparar

con los datos históricos proporcionados por La Planta de Tratamiento de Aguas

9

Residuales del Camal Metropolitano de Quito, y con ello plantear posibles soluciones

que serán ratificadas posteriormente.

1.7.4. Experimental.

Mediante la información recolectada, una vez identificada la realidad y la problemática

se realizara un muestreo compuesto y aforos, en cada una de las Unidades Operativas

durante 5 días, dichas muestras serán llevadas al laboratorio para su respectivo análisis

de esta manera continuar con la mitigación ambiental que cumple la Planta de

Tratamiento de Aguas Residuales del Camal Metropolitano de Quito.

1.7.5. Modelación.

A partir de los resultados obtenidos en laboratorio y de las mediciones en la planta,

realizaremos un rediseño de las unidades operativas de la Planta de Tratamiento, por

medio del cual se evaluará el sistema de tratamiento desde el punto de vista estructural,

hidráulico y sanitario; proponiendo mejoras en la operación, mantenimiento, entre otros

en caso de ser necesario, optimizando los procesos unitarios en la Planta de

Tratamiento de Aguas Residuales del Camal metropolitano de Quito.

10

CAPITULO II: MARCO CONCEPTUAL

AGUAS RESIDALES

“Es el agua de composición variada proveniente de uso doméstico, industrial,

comercial, agrícola, pecuario o de otra índole, sea público o privado y que por tal

motivo haya sufrido degradación en su calidad original” 1

.

AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES

“Es las aguas de desecho generado en las operaciones o procesos industriales”2.

Es decir las aguas residuales son aquellas aguas que han sido utilizadas en los

diferentes sistemas de fabricación, producción o manejo industrial, y, que para ser

desechadas necesitan ser tratadas previamente, de manera tal que puedan ser adecuadas

para su ubicación en las respectivas redes de vertido, depuradoras o sistemas naturales

tales como, lagos ríos, embalses, entre otros 3.

ALCANTARILLADO

EI sistema de alcantarillado consiste en una serie de tuberías y obras

complementarias, necesarias para recibir y evacuar las aguas residuales de una

población y la escorrentía superficial producida por la lluvia. De no existir estas redes

de recolección de aguas, se pondría en grave peligro la salud de las personas debido al

riesgo de enfermedades epidemiológicas y, además se causarían importantes pérdidas

materiales.4

1 (ACUERDO MINISTERIAL No. 028 EL LIBRO VI DEL TEXTO UNIFICADO DE LEGISLACION SECUNDARIA.;

MINISTERIO DEL AMBIENTE, Febrero 2015, pág. 81) 2 (ACUERDO MINISTERIAL No. 028 EL LIBRO VI DEL TEXTO UNIFICADO DE LEGISLACION SECUNDARIA.;

MINISTERIO DEL AMBIENTE, Febrero 2015, pág. 81) 3 (Estacion Depuradora de Aguas Residuales; Cerezo, Jose; Castro, Antonio, Junio 2015, pág. 20)

4 (Catedra de la Asignatura de "Alcantarillado" - Septimo Nivel; Latorre, 2014, pág. 10)

11

POTENCIAL HIDROGENO (pH)

5 Valor que hace referencia a una escala numérica utilizada para medir la acidez

(entre 0 y 7) o alcalinidad (de 7 a 14) de una sustancia. El valor 7 indica una sustancia

neutra y las agua naturales oscilan entorno a ese punto, con valores de 6,7 a 8,5 su

nombre viene la abreviación pH traducido como potencial hidrogeno.

El concepto de pH que se define como el logaritmo cambiado de signo de la

actividad de los iones hidrogeno en una solución. El pH es importante tanto para las

aguas naturales, potables y residuales ya que la mayor parte de la vida solo puede

desarrollarse dentro de unos estrechos límites de variación (6,5 y 9,5).

La concentración del ion hidrógeno es un importante parámetro de calidad tanto

de las aguas naturales como de las residuales. El agua residual en una concentración

adversa de ion hidrógeno es difícil de tratar por medios biológicos y si la concentración

no se altera antes de la evacuación, el efluente puede alterar la concentración de las

aguas naturales. El pH puede medirse con el pH-metro. De la misma manera se usan

distintas soluciones indicadoras que cambian de color a determinados valores de pH.

CONDUCTIVIDAD

El agua pura se comporta como aislante eléctrico, siendo las sustancias en ella

disueltas las que proporcionan al agua la capacidad de conducir la corriente eléctrica.

La corriente eléctrica es una medida indirecta de la cantidad de iones en solución como

son: cloruro, nitrato, sulfato, fosfato, sodio, magnesio y calcio. En las descargas de

aguas residuales suelen aumentar la conductividad debido al aumento de la

5 (Estacion Depuradora de Aguas Residuales; Cerezo, Jose; Castro, Antonio, Junio 2015, pág. 31)

12

concentración cloro y sulfato, u otros iones. La unidad para medir la conductividad es

el siemens por centímetro. 6

TURBIEDAD

Es una medida de la dispersión de la luz por el agua por la presencia de

materiales suspendidos coloidales y/o particulados. Estas partículas (de dimensiones

variables desde 10 mm hasta 0,1 mm) se pueden asociarse a tres categorías: minerales,

partículas orgánicas húmicas y partículas filamentosas. La materia suspendida puede

indicar un cambio en la calidad del agua y/o la presencia de sustancias inorgánicas

finamente divididas o de materiales orgánicos. La turbidez es un factor ambiental

importante ya que la actividad fotosintética depende en gran medida de la penetración

de la luz. La turbidez interfiere con los usos recreativos y el aspecto estético del agua.

La turbidez constituye un obstáculo para la eficacia de los tratamientos de desinfección.

La transparencia del agua es muy importante en las de aguas potables y en el caso de

industrias que producen materiales destinados al consumo humano. 7

SÓLIDOS TOTALES

Se define analíticamente el contenido de sólidos totales como la materia que se

obtiene del residuo de someter al agua a un proceso de evaporación entre 103 y 105⁰C.

La determinación de los sólidos totales permite estimar los contenidos de materias

disueltas y suspendidas presentes en un agua, pero el resultado está condicionado por la

temperatura y la duración de la desecación. 8

6 (Análisis y Evaluación de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de una Industria Textil; Llive &

Carrillo, Diciembre de 2012, pág. 8) 7 (Calidad del Agua; González, 2011, pág. 48)

8 (Biblioteca Virtual, eumed.net; Severiche & Sierra, 2013, pág. 38)

13

SÓLIDOS SEDIMENTABLES

Los sólidos sedimentables se definen como aquellos que sedimentan en el fondo

de un recipiente de forma cónica (cono imhoff) en el transcurso de un periodo de 60

min. Los sólidos sedimentables, expresados en unidades de ml/l, constituyen una

medida aproximada de la cantidad de lodo que se obtendrá en la decantación primaria

del agua residual. 9

SÓLIDOS SUSPENDIDOS

“El término sólidos en suspensión describe a la materia orgánica e inorgánica

particulada existente en el agua. Su presencia participa en el desarrollo de la turbidez y

el color del agua”. 10

TEMPERATURA

11 La temperatura de las aguas residuales es importante a causa de sus efectos

sobre la solubilidad del oxígeno y, en consecuencia, sobre la velocidad en el

metabolismo, difusión, reacciones químicas y bioquímicas.

Temperaturas elevadas implican la aceleración de la putrefacción, con lo que

aumenta la DBO y disminuye el oxígeno disuelto. La temperatura ideal para desarrollar

una actividad bacteriana en una planta de aguas residuales se encuentra entre 25 y 35

°C. A esta temperatura la digestión anaerobia y nitrificación trabajan óptimamente.

9 (Análisis y Evaluación de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de una Industria Textil; Llive &

Carrillo, Diciembre de 2012, pág. 7) 10

(Análisis y Evaluación de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de una Industria Textil; Llive & Carrillo, Diciembre de 2012, pág. 7) 11

(Estacion Depuradora de Aguas Residuales; Cerezo, Jose; Castro, Antonio, Junio 2015, pág. 28)

14

MATERIA ORGÁNICA

La materia orgánica existente en el agua, tanto la disuelta como la particulada, se

valora mediante el parámetro carbono orgánico total (TOC, total organic carbon). La

materia orgánica de las aguas residuales es una combinación de carbono, hidrógeno,

oxígeno y nitrógeno (CHON); con las proteínas (40 – 60%), carbohidratos (25 – 50%),

grasas y aceites (10%) como los grupos principales. Las altas concentraciones de

materia orgánica en el agua se miden con diferentes tipos de ensayos. Los compuestos

orgánicos existentes en el medio acuático se pueden clasificar atendiendo a su

biodegradabilidad (posibilidad de ser utilizados por micro organismos como fuente de

alimentación) y para su medida se utilizan los parámetros DQO y DBO. 12

COMPUESTOS ORGÁNICOS VOLÁTILES

13 Compuestos orgánicos volátiles (COV). Normalmente se consideran como

compuestos orgánicos volátiles aquellos compuestos orgánicos que tienen su punto de

ebullición por debajo de los 100°C, y/o una presión de vapor mayor que 1 mm Hg a

25°C. Su aparición en aguas residuales se debe principalmente a descargas industriales

no tratadas.

Los compuestos orgánicos volátiles son de gran importancia por una serie de razones:

- Una vez dichos compuestos se hallan en estado gaseoso, su movilidad es mucho

mayor, con lo que aumenta la posibilidad de su liberación al medio ambiente

- La presencia de algunos de estos compuestos en la atmósfera puede conllevar riesgos

para la salud pública.

12

(Estacion Depuradora de Aguas Residuales; Cerezo, Jose; Castro, Antonio, Junio 2015, pág. 29) 13

(http://cidta.usal.es/cursos/ETAP/modulos/libros/Caracteristicas.PDF; s.f.)

15

- Contribuyen al aumento de hidrocarburos reactivos en la atmósfera, lo cual puede

conducir a la formación de oxidantes fotoquímicos. El vertido de estos compuestos a

la red de alcantarillado y a las plantas de tratamiento, especialmente a las obras de

cabecera de planta, tiene especial importancia por cuanto puede afectar directamente a

la salud de los trabajadores tanto de la red de alcantarillado como de las plantas de

tratamiento.

DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO (DBO)

14 Cantidad de oxígeno expresada en mg/l, necesaria para la oxidación bioquímica

de materia orgánica en un tiempo especificado, realizada por microorganismos y bajo

condiciones aeróbicas. Mientras mayor el DBO, mayor la necesidad de oxígeno. La

demanda de oxígeno de una cierta agua, depende del oxígeno disuelto utilizado por los

organismos presentes en el agua, y por el nitrógeno oxidable producido por nitritos,

amoniaco y otros compuestos orgánicos nitrogenados.

La DBO es uno de los parámetros de mayor importancia en el estudio y

caracterización de las aguas no potables. La determinación de DBO además de

indicarnos la presencia y biodegradabilidad del material orgánico presente, es una

forma de estimar la cantidad de oxigeno que se requiere para estabilizar el carbono

orgánico y de saber con qué rapidez este material va a ser metabolizado por las

bacterias que normalmente se encuentran presentes en las aguas residuales. La

importancia de este parámetro requiere de ciertos cuidados y atención en la técnica

analítica, ya que por ser un proceso biológico el manejo y tratamiento de la muestra es

delicado. El método estándar consiste en tomar un pequeño volumen de la muestra a

14

(Estacion Depuradora de Aguas Residuales; Cerezo, Jose; Castro, Antonio, Junio 2015, pág. 38).

16

analizar. Este pequeño volumen debe ser representativo del total de la muestra, por lo

que ésta deberá estar completamente homogenizada.

DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO (DQO)

15 La DQO o Demanda Química de Oxígeno es la cantidad de oxígeno necesaria

para oxidar toda la materia orgánica y oxidable presente en un agua residual. Es por

tanto una medida representativa de la contaminación orgánica de un efluente siendo un

parámetro a controlar dentro de las distintas normativas de vertidos y que nos da una

idea muy real del grado de toxicidad del vertido.

La Demanda Química de Oxígeno (DQO) está basada en el hecho que todos los

compuestos orgánicos (con raras excepciones) pueden ser oxidados a dióxido de

carbono y agua mediante la acción, en medio ácido de agentes muy oxidantes.

Por este motivo, los valores de la DQO son mayores que los valores

correspondientes a la DBO de la muestra, y están en proporción a la mayor o menor

cantidad de materia orgánica biológicamente resistente a ser oxidada. Es de gran interés

este parámetro en los casos en que se contemplan tratamientos de ciertos residuos

industriales.

HIERRO

16 La presencia del hierro en el agua provoca precipitación y coloración no

deseada. En el caso del hierro, el oxígeno es el medio más efectivo, pero la reacción es

lenta si se realiza a pH bajo debido al bajo potencial de oxidación del aire. Por tanto si

los ensayos demuestran que el pH es acido aun después de la reacción, conviene añadir

15

(Estacion Depuradora de Aguas Residuales; Cerezo, Jose; Castro, Antonio, Junio 2015, pág. 39) 16

(Grupo de Fisicoquímica de Procesos Industriales y Medioambientale; Ernesto, Febrero, 2008, págs. 49,50)

17

un neutralizante tal como la cal, después de 15 min de aireación, un contenido de

10ppm se reduce aproximadamente a 0,1 ppm

Algunas veces el hierro puede estar formando complejos organismos que no

precipitan por simple oxidación. Hay que acudir entonces a un proceso de coagulación.

Debido a su toxicidad, la presencia de hierro en cantidades excesivas interferirá en gran

número de los usos del agua.

RUMINAL

17 El contenido ruminal es un producto obtenido de la matanza del ganado y

representa el alimento ingerido por los animales poligástricos que es desechado al

momento del sacrificio. Es una mezcla de material no digerido que tiene la consistencia

de una papilla, con un color amarillo verdoso y un olor característico muy intenso

cuando está fresco.

FAENAMIENTO

“Es el proceso ordenado sanitariamente para el sacrificio de un animal, con el

objeto de obtener su carne en condiciones óptimas para el consumo humano. El

faenamiento se debe llevar a cabo siguiendo las normas sanitarias que fije el

establecimiento (matadero).” 18

NITRIFICACIÓN

19 La nitrificación es el proceso en el que el nitrógeno orgánico y amoniacal se

oxida, transformándose primero en nitrito y, posteriormente en nitrato. Estas reacciones

las llevan a cabo bacterias muy especializadas, diferentes de aquellas que se encargan

17

(http://www.fao.org/docrep/004/t0566s/t0566s14.htm; Veall, 1993, pág. 15) 18


(Ingeniería de aguas residuales; Leon & Suematsu, 2000, págs. 2,3)

18

de degradar la materia orgánica del medio. Este tipo de bacterias, se reproducen más

lentamente y son muy sensibles a los cambios de su medio habitual.

A su vez, necesitan de un aporte de Oxígeno suplementario para que sean capaces

de desarrollar las reacciones anteriormente mencionadas, de esta forma en las cubas de

aireación de lodos activados necesitan de un nivel de oxígeno de al menos 2 mg/L.

La nitrificación es un proceso autotrófico ya que la energía necesaria para el

crecimiento bacteriano se obtiene de la oxidación de compuestos nitrogenados,

principalmente del amoniaco. Este proceso se realiza en dos etapas, en el que toman

parte dos familias de microorganismos, los Nitrosomas y los Nitrobacter. En la primera

etapa, el amonio se convierte en nitrito; en la segunda, el nitrito se convierte en nitrato.

Si el agua residual, antes o después de un tratamiento, se vierte al medio ambiente

con contenidos elevados de nitrógenos en forma orgánica, amoniacal o nitritos, existirá

una fuerte demanda de oxígeno, para producir naturalmente la reacción de nitrificación.

Al primer proceso de oxidación se le conoce como nitrificación y a las bacterias que lo

llevan a cabo se les llama bacterias nitrificantes. Estos organismos suelen estar

presentes en todos los procesos aerobios de tratamiento biológico pero su número suele

estar limitado. Si esta operación se tiene que conseguir en un proceso de lodos

activados es necesario introducir algunas modificaciones como administrar una

cantidad de oxígeno adicional para el proceso de nitrificación y dedicar un tiempo de

retención celular más elevado ya que las bacterias responsables de la nitrificación

tienen una velocidad de crecimiento menor que las bacterias responsables de la

degradación de la materia orgánica. El proceso de nitrificación depende de las

siguientes variables: Relación DBO/NKT (nitrógeno Kjeldahl total), concentración de

oxígeno disuelto, temperatura y pH.

19

METALES PESADOS

20 Constituye una parte importante de las muchas aguas. Entre los metales que

encontramos en mayor cantidad destacan: Níquel, Manganeso, Plomo, Cromo, Zinc,

Cobre, Hierro, Mercurio y Cadmio. Los metales pesados son, frecuentemente añadidos

al agua residual en el curso de ciertas actividades comerciales e industriales.

Siendo alguno de ellos contaminantes prioritarios, otros son imprescindibles en el

desarrollo de la vida biológica. A pesar de ellos y debido a su potencial toxicidad, nos

indican evitar cantidades excesivas, necesitando controlar y medir las cantidades en las

que los encontramos.

OXÍGENO DISUELTO

21 El oxígeno disuelto puede indicar el grado de frescura de esta agua, como

también la necesidad de prever o no facilidades para un adecuado control de los olores.

Se considera, junto a los análisis de la DBO, la determinación más significativa para los

líquidos residuales y para las aguas receptoras. Entre otras cosas, indica el grado de

septización y potencialidad de los líquidos cloacales de producir malos olores, calidad

de las aguas receptoras en aceptar o no determinadas formas de vida acuática necesarias

para mantener un equilibrio ecológico del sistema y como fuentes productoras de

alimentos, y para valorar la actividad fotosintética de estas masas hídricas.

El principal factor que contribuye a los cambios en los niveles de oxígeno

disuelto es el crecimiento de residuos orgánicos. El decaimiento de los residuos

orgánicos consume oxígeno y frecuentemente se concentra en el verano, cuando los

animales acuáticos requieren más oxígeno para soportar altos metabolismos. La

20

(; www.gredos.usal.es/jspui/bitstream/10366/125570/1/PCF%20Alvaro%20Barrios%20Marquez.pdf, 2015) 21

(Estacion Depuradora de Aguas Residuales; Cerezo, Jose; Castro, Antonio, Junio 2015, pág. 40).

20

temperatura, la presión y la salinidad afectan la capacidad del agua para disolver el

oxígeno. La relación de la disolución del contenido de oxígeno (ppm) a la capacidad

potencial (ppm) da el porcentaje de saturación, que es un indicador de la calidad del

agua.

El agua de las plantas depuradoras de aguas residuales frecuentemente contiene

materiales orgánicos que son descompuestos por microorganismos, que utilizan el

oxígeno en los procesos.

MICROORGANISMOS

22 La gran mayoría de los microorganismos son completamente inocuos y muchos

de ellos son de gran valor industrial, médico, económico etc.; sin embargo, hay un

pequeño grupo que son patógenos al hombre, en este grupo se encuentran bacterias,

virus, protozoos y algunos hongos.

Una de las vías de transmisión de algunos de los microorganismos patógenos es

el agua. Los gérmenes patógenos que con más frecuencia son propagados por el agua se

caracterizan por crecer en el tracto intestinal y abandonan al organismo a través de sus

heces fecales.

COLIFORMES FECALES

23 A este grupo pertenecen los coliformes que son de origen fecal, e incluyen a

aquellos microorganismos que tienen la característica de fermentar la lactosa a la

temperatura de 44.5° C. Este grupo incluye a la Escherichia coli y la Klebsiella

pneumonae. La presencia de coliformes fecales indica la presencia de material fecal

22

(APOYO DIDACTICO EN LA ENSEÑANZA – APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES; Ayala, Fanola, & Gonzales, Junio, 2008, pág. 38) 23

(APOYO DIDACTICO EN LA ENSEÑANZA – APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES; Ayala, Fanola, & Gonzales, Junio, 2008, pág. 40)

21

procedente del hombre o de los animales de sangre caliente; sin embargo, mediante esta

técnica no es posible diferenciar entre la de origen humano o la de los animales. La

supervivencia de los microorganismos pertenecientes a este grupo es similar a la de las

bacterias patógenas: sin embargo, su utilidad como indicador de la contaminación con

virus o protozoos es limitada, pues ellos son menos resistentes a la desinfección que los

virus o los quistes de protozoos. Ellos tienen como inconveniente que bajo condiciones

adecuadas, pueden crecer en las aguas y las aguas residuales.

TRATAMIENTO AEROBIO

24 La digestión aeróbica representa un tratamiento biológico de las aguas

residuales. Tras la remoción de sedimentos y sustancias del agua residual, durante la

etapa primaria del tratamiento, los tratamientos aeróbicos se utilizan para descomponer

la materia orgánica mediante la utilización de oxígeno.

Los procesos biológicos aeróbicos utilizan colonias microbianas y oxígeno

molecular para descomponer las sustancias orgánicas presentes en las aguas residuales.

Los microbios se alimentan de sustancias biológicas indeseadas en el agua, generando

agregados o “flóculos” de sustancias orgánicas y microorganismos que se depositan en

la base del contenedor. Este lodo es estable y puede eliminarse fácilmente.

Generalmente, el tratamiento aeróbico forma parte de un proceso de tratamiento

del agua que consta de múltiples etapas. Esta tecnología no se limita únicamente a su

uso en la etapa intermedia del proceso; también se la puede utilizar para lograr agua

con calidad final y favorecer otros tipos de tratamientos.

24

(Ingeniería de aguas residuales; Leon & Suematsu, 2000, pág. 6)

22

LODO ACTIVO

25 Los lodos activados son lodos sedimentados de las aguas residuales crudas

previamente agitados en la presencia de abundante oxígeno atmosférico. Los lodos

activados son diferentes de otros lodos tanto en apariencia como en características

físicas y composición biológica. Un lodo activado de buena calidad tiene un particular

olor a tierra húmeda y mohosa cuando está en circulación en los estanques de aireación.

La mezcla de aire con aguas residuales es aireación. Cuando el lodo activado,

recirculado desde el estanque de sedimentación, es agregado al afluente para formar el

licor de mezcla, el cual es subsecuentemente aireado y del cual el lodo activado es

sedimentado, ahí se está en presencia del proceso de lodos activados. En el proceso de

lodos activados el retorno de lodos y la aireación proveen los dos medios a través de los

cuales la materia coloidal y disuelta del afluente puede ser cambiada.

25

("Aguas Residuales: Reuso y Tratamiento. Lagunas de estabilizacion: una opcion para Latinoamerica".; Sorrequieta, Junio 2004, pág. 25)

23

CAPITULO III: DESCRIPCIÓN GENERAL DE LOS

PROCESOS UNITARIOS DE LA PLANTA DE

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DEL CAMAL

METROPOLITANO DE QUITO.

3.1. RESEÑA HISTORICA

La Constitución de la República del Ecuador, en su artículo 14, reconoce el

derecho de la población a vivir en un ambiente sano y ecológicamente equilibrado que

garantice la sustentabilidad y buen vivir.

El artículo 264 de la constitución establece que es competencia de los gobiernos

municipales “Prestar los servicios públicos de agua potable, alcantarillado depuración

de aguas residuales, manejo de desechos sólidos, actividades de saneamiento ambiental

y aquellos que establezca la ley”.

La constitución política de la República del Ecuador, vigente en el año 2003, en

su artículo 119, disponía que las instituciones del sector público, sus organismos y

dependencias no podrán ejercer otras atribuciones que las consignadas en la

Constitución y en la ley, y tendrán el deber de coordinar sus acciones para la

consecución del bien común; norma constitucional que motivó con fecha 11 de marzo

de 2003, se suscriba el convenio interinstitucional para el diseño, construcción y puesta

en marcha de la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) El Camal, en virtud

del cual en base al principio de cooperación, se desarrollaron las actividades de

estudios, diseño, construcción y operación de esta, permitiendo contar con el

tratamiento de los efluentes líquidos provenientes de las actividades de faenamiento en

el Camal Metropolitano de Quito, impidiendo el incremento en la contaminación de las

aguas de los ríos de Quito.

Mediante oficio No. 035 EMR-Q del 28 de enero del 2003, el ing. Juan Martínez

Andrango, Gerente General de la Empresa Metropolitana de Rastro, remitió a la

24

Empresa Metropolitana de Agua Potable de Quito, la información técnica relativa a la

necesidad de construcción de la PTAR, el presupuesto referencial y la partida

presupuestaria a la que se aplicara el egreso.

Mediante resolución administrativa No. 16 del 29 de enero de 2003, se declara en

emergencia sanitaria y de medio ambiente al Camal Metropolitano, así como la

construcción de la PTAR del Camal Metropolitano, estableciendo en el artículo 3

“Encargar mediante convenio la inmediata construcción de la planta a la Empresa

Metropolitana de Alcantarillado y de Agua Potable.

El 11 de marzo de 2003, se suscribió el convenio de cooperación

interinstitucional, entre la Empresa Metropolitana de Rastro y la Empresa

Metropolitana de Alcantarillado y Agua Potable de Quito para coadyuvar al desarrollo

de las actividades y tramites precontractuales y contractuales que permitan la

construcción de la Planta de Aguas Residuales en el Camal Metropolitano por un

monto presupuestado de USD 300.000,00.

El 5 de mayo de 2003, la Empresa Metropolitana de Alcantarillado y Agua

Potable de Quito y el ingeniero Alexis Torres Durán, suscribieron el contrato de

consultoría N° 99-CAI-2003 para el diseño definitivo de la Planta de Tratamiento del

Camal Metropolitano” El 19 de agosto de 2003 se suscribe el acta de entrega recepción

del referido contrato. El 22 de agosto de 2003 se iniciaron los trabajos de obra civil. El

5 de abril de 2004 entro en funcionamiento la planta, y se inició la puesta en marcha.

La PTAR del Camal Metropolitano de Quito, estuvo a cargo de la EPMAPS, a

través de un convenio de Operación y Mantenimiento desde el año 2005 hasta el 11 de

diciembre de 2013, a la fecha la Empresa Pública Metropolitana de Rastro Quito está

completamente a cargo de la planta.

25

3.2. PARAMETROS DE DISEÑO

3.2.1. PARÁMETROS BÁSICOS

Los siguientes son los parámetros básicos en función de los cuales se determinó

el diseño del sistema de tratamiento de la PTAR-CMQ.

Tabla 1: Parámetros de diseño PTAR.

Fuente: (Manual de proceso, operacion y mantenimiento de la Planta de Tratamiento de

Aguas Residuales del Camal Metropolitano de Quito ; Torres, 2005, pág. 5)

3.3. DIAGRAMA DE PROCESOS PTAR CAMAL QUITO

Fuente: Autores 2016

PARAMETRO VALOR

Caudal máximo diario 480 m3/día

pH 7,5 – 8.6

DBO5 promedio en alta carga 2571 ppm

DQO promedio en alta carga 5494 ppm

S.S promedio en alta carga 2270 ppm

S.S.V promedio en alta carga 1816 ml/l

Aceites y grasas 42.5 ppm

Temperatura 17° - 19°C

Ilustración 1: Diagrama de Procesos Unitarios en la PTAR - CMQ.

26

3.4. ESQUEMA DE TRATAMIENTO

La Planta de Tratamiento de Aguas Residuales del Camal Metropolitano de Quito,

tiene un sistema de lodos activados convencional, mezcla completa; recibe las aguas

residuales provenientes de los corrales, naves de faenamiento, entre otras. El agua residual

es depurada previo a su descarga al alcantarillado público.

Inicialmente se determinaron los procesos de tratamiento:

PRE TRATAMIENTO O TRATAMIENTO PRIMARIO

Este pre tratamiento constaba de:

Tamiz

Tanque de homogenización.

TRATAMIENTO SECUNDARIO (BIOLOGICO)

Este tratamiento consta de:

Reactor biológico.

Sedimentador secundario.

Recirculación de lodos.

TRATAMIENTO TERCIARIO (FISICO QUIMICO)


Tanque Físico - Químico

Filtración

ESTABILIZACIÓN DE LODOS

Digestor Aerobio.

27

Con el esquema descrito anteriormente, venía funcionando la PTAR-CMQ, “en noviembre

del 2015, se dieron varias modificaciones con la implementación de nuevos equipos y

unidades operativas”26

, el esquema quedo conformado de la siguiente manera:

PRE TRATAMIENTO O TRATAMIENTO PRIMARIO

Este pre tratamiento consta actualmente de:

Tamiz: Esta es una unidad de paso, existe la estructura, no cumple con su función de

diseño en su totalidad.

Tanque de homogenización 1.

Tanque de homogenización 2: Construido recientemente.

Separador de Sólidos: Equipo adquirido recientemente.

TRATAMIENTO SECUNDARIO (BIOLOGICO)


Reactor biológico

Sedimentador secundario.

Recirculación de lodos.

TRATAMIENTO TERCIARIO (FISICO - QUIMICO)


Tanque Físico - Químico

Filtración

26

(Visita Tecnica PTARCMQ; Ing. Endara, 2015)

28

ESTABILIZACIÓN DE LODOS

Digestor Aerobio.

3.5. UNIDADES OPERATIVAS

3.5.1. PRE - TRATAMIENTO

Es la primera parte del proceso de depuración implica la reducción de sólidos en

suspensión, el acondicionamiento de las aguas residuales para su descarga en los

receptores o para pasar a un tratamiento secundario a través de una neutralización u

homogenización27

.

SEPARADOR DE SÓLIDOS

El separador de sólidos es un equipo multifuncional, tiene la capacidad de separar

sólidos de gran tamaño, se puede adaptar a casi cualquier proceso.

28 La acción centrífuga de las palas proporciona al separador de sólidos la capacidad

de conseguir una separación de alta capacidad en mallas finas. El líquido se alimenta o por

gravedad o se bombea hacia la entrada en el extremo inferior de la máquina. De ahí pasa a

una cesta de malla cilíndrica donde un conjunto de palas giratorias ayudan al líquido a

pasar por la malla mediante la fuerza centrífuga.

Los sólidos retenidos se aglomeran dentro de la cesta de malla y se transportan hacia

la salida de rechazo mediante un sinfín helicoidal montado sobre el conjunto de palas

impulsoras.

27

(PROCESOS PARA EL TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES; Menéndez Gutierrez & Pérez Olmo, 2007, pág. 22) 28

(Interempresas net; https://www.interempresas.net/Quimica/FeriaVirtual/Producto-Descolmatado-ultrasonico-de-mallas-Russell-Vibrasonic-Deblinding-System-63091.html, s.f., pág. 33)

29

Se puede controlar la producción y el grado de sequedad de los sólidos con la caja de

cambios de velocidad variable opcional y el ajuste del ángulo de inclinación del cuerpo del

separador.

Fuente: Autores 2016.

Las aguas residuales ingresan a la PTAR a traves de una tubería de PVC 12” de

diámetro, pasan por el tamiz existente para la separación de sólidos gruesos (piedras,

basuras, otros) hacia el tanque de homogenización 1, ubicado debajo el Reactor

Biológico.

“Desde el tanque de homogenización 1, una bomba sumergible de succión con

dispositivo de corte y una potencia de 25 HP, succiona el agua recolectada en el tanque

de homogenización 1 de la PTAR, y alimenta el equipo de separación”29

. Se debe

impedir el paso de elementos extraños que dificulte la aspiración del agua residual esto

se lo hace en el Tamiz.

29

(Catastro de Equipo; METROPOLITANO, 2016, pág. 19)

Ilustración 2: Separador de Sólidos PTAR.

30

El separado de sólidos tiene como función separar las aguas residuales en dos

fases líquido y sólido. Basado en la diferencia de densidad del agua y los sólidos

disueltos y suspendidos, la separación se lo hace por presión helicoidal y/o acción de

fuerzas centrífugas.

La PTAR cuenta con dos separadores de sólidos que trabajan en conjunto o de

forma independiente, cada una de sus unidades es de acero inoxidable de alta

resistencia, que está protegido contra la abrasión y oxidación, los mismos que

funcionan 24 horas, 7 días de la semana de forma automática y alternadamente,

llevando al proceso un caudal de 60 m3/h aproximadamente mediante una tubería de

PVC de alta presión de 5 ½” de diámetro color gris.

“El separador de sólidos cuenta con un motor de 5.5 HP por unidad, tiene un

caudal de retorno de 20 m3/h aproximadamente”

30. El agua que ingresa al separador de

sólidos, proveniente del tanque de homogenización 1 contiene gran cantidad de materia

orgánica, los sólidos de gran tamaño como son: carne, viseras, tripas, piedras, sogas,

entre otros, son retenidos en el tamiz.

Una vez que el agua residual atraviesa el separador de sólidos y se produce la

trituración, se conduce al tanque de homogenización 2 por gravedad mediante una

tubería de PVC de alta presión de 5 ½” de diámetro color gris, para continuar con el

proceso de tratamiento. Los sólidos deshidratados separados por el equipo son

colectados en un carretón de carga.

El separador de sólidos tiene una capacidad de 100 m3/h, el cual mediante un

tornillo sinfín de acero inoxidable (Tipo 304) de alta resistencia a esfuerzos mecánicos

y corrosión, tritura toda la materia orgánica y sólidos provenientes del tanque de

homogenización 1.

30


31

31El separador de sólidos obtiene hasta un 30% de humedad en los residuos, esto

lo realiza de forma automática. El separador de sólidos realiza una auto limpieza de la

criba interior de 6 a 10 segundos cada 15 minutos.

TAMIZ

Es una operación en la que se eliminan los sólidos de mayor tamaño del agua

residual. El agua residual pasa por rejas o tamices y tiene como objetivo separar todos

aquellos materiales de tamaño excesivamente grueso que además de representar por sí

una forma de contaminación (sólidos en suspensión), pueden dañar u obstaculizar las

fases sucesivas de tratamiento. 32


En la PTAR-CMQ, el tamiz de sólidos constituye el primer proceso de tratamiento

que recibe el agua residual, el efluente producto del faenamiento de ganado Ovino, Bovino

31

(Visita Tecnica PTARCMQ; Ing. Endara, 2015) 32

(DISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO PARA LAS ALDEAS LOS BORDOS Y EL ARCO, MUNICIPIO DE TECULUTÁN, ZAPACA; Armando Fuentes, 2003, pág. 55)

Ilustración 3: Tamiz. PTAR - CMQ.

32

y Porcino es trasladado a la Planta de Tratamiento de aguas residuales por una tubería de

PVC de alta presión con un diámetro de 12”, ingresa por gravedad al sistema de Tamizado

auto limpiante que posee la PTAR.

El mismo que consta de una armadura metálica de acero inoxidable que tiene una

altura de 2.26 m y un ancho de 1 m, contaba en su interior con una canastilla de

recolección de sólidos con un ancho de 1.30 m y una altura de 0.50 m, la misma que fue

retirada de esta unidad; así también posee un tamiz estático de un haz de luz de 0.75 mm

de acero inoxidable con una altura de 2.0 m y un ancho de 1.0 m.

TANQUES DE HOMOGENIZACIÓN

Las variaciones de caudal presentan problemas usualmente de tipo operativo, razón

por la que los tanques de homogenización son opción para superar esta dificultad

generando así efluentes constantes, además; reduce el tamaño y los costos de las unidades

de tratamiento.

Estrictamente se puede decir que la homogenización se refiere a unificar las

características del agua residual e igualación cuando se requiere regular el flujo o caudal,

es decir igualar carga orgánica y caudal.33


33

(Manejo de Aguas Residuales en Pequeñas Comunidades; Goméz Rendón , 2012, pág. 77)

Ilustración 4: Tanque de Homogenizacion 1

33


En la PTAR-CMQ luego de pasar por el tamiz, el agua residual con materia

orgánica y sólidos, pasa a un tanque de homogenización 1. Este es un tanque enterrado

de hormigón armado, cuyas dimensiones son 6 m de ancho, 17 m de largo, profundidad

alta de 2,0m y profundidad baja de 2,50m con una pendiente del 2% en la base.

El tanque de homogenización 1 se encuentra en la parte inferior del Reactor

Biológico, tiene una capacidad de 180 m3, el agua residual que ingresa a este tanque

por una tubería de PVC de alta presión de 8” de diámetro, es absorbida mediante una

bomba de gran capacidad y conducida al separador de sólidos con un caudal de 60 a 80

m3/h, en el separador de sólidos se separa la parte sólida y liquida, pasando esta última

al tanque de homogenización 2 para seguir con el tratamiento en el Reactor Biológico.

Las paredes que conforman el tanque de homogenización 2 se encuentran

recubiertas con geo membrana, tiene un volumen de 600 m3, “el agua residual es

trasladada al reactor biológico por una tubería de acero galvanizado de 3 ½“de

diámetro color verde, mediante una bomba sumergible que tiene una potencia de 2 HP

y una capacidad de hasta 30 m3/h.”

34

34


Ilustración 5: Tanque de Homogenizacion 2.

34

3.5.2. TRATAMIENTO SECUNDARIO (BIOLOGICO)

En este tratamiento existe la remoción de materia orgánica que utiliza procesos

biológicos y/o químicos. Los procesos biológicos se usan prácticamente en todos los

sistemas municipales.

Estos procedimientos facilitan que las bacterias digieran la materia orgánica que

llevan las aguas residuales. Se suele hacer llevando el efluente que sale del tratamiento

primario a tanques en los que se mezcla con agua cargada de lodos activos. Estos

tanques tienen sistemas de burbujeo o agitación que garantizan condiciones adecuadas

para el crecimiento de los microorganismos.35

REACTOR BIOLÓGICO

Es un tanque donde se produce un proceso de tipo biológico, en él se coagulan y

metabolizan los sólidos suspendidos, sólidos solubles orgánicos y nutrientes, buscando

mantener condiciones óptimas (pH, temperatura, concentración de oxígeno) al

organismo o sustancia química que se cultiva, a todo este conjunto contenido en el

interior se lo denomina licor de mezcla.

El lodo generado en el reactor biológico es un lodo activo el mismo debe ser

estabilizado antes de ser traslado a un botadero autorizado36

.

35

(TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES; Ramalho, 1996, pág. 411) 36

(EVALUACIONDE LOS IMPACTOS AMBIENTALES Y SUS MEDIDAS DE MITIGACION, DERIVADOS DEL CAMAL METROPOLITANO DE QUITO; Cantos Cantos & Erazo Acosta, 2008, pág. 58)

35


En la PTAR-CMQ el agua residual proveniente del tanque de homogenización 2,

ingresa al reactor biológico, por una tubería de acero galvanizado de 3 ½ “de diámetro

color verde y una bomba sumergible. El reactor biológico, es de acero al carbón, tiene

unas dimensiones de 6 m de ancho, 16 m de largo y 3,50 m de alto, con una capacidad

de 320 m3, se halla ubicado sobre el tanque de homogenización 1, el agua es degradada

a través del proceso biológico de lodos activados, siendo los microorganismos

presentes en el reactor biológico y propios del agua residual del Camal Metropolitano

los que degradan la materia orgánica presente en dicha agua residual.

En el reactor biológico se proporciona aire comprimido a través de cuatro

aireadores y cuatro blowers. ”Los aireadores proporcionan un sistema de aireación de

alta tasa de burbuja fina, con una potencia de 20 HP con capacidad de 60 lb/h de

oxígeno, y los blowers con una potencia de 2 HP” 37

, los mismos que están ubicados

apropiadamente sobre el Reactor Biológico, estos tienen la función de proporcionar aire

37

(Proceso de Tratamiento de PTAR-CMQ; Enriquez Pinos, 2013, pág. 3)

Ilustración 6: Reactor Biológico Aerobio.

36

de burbuja fina y gruesa, a la vez provocan una mezcla completa para mantener las

partículas en suspensión y que la digestión biológica se lleve a cabo adecuadamente.

Los aireadores tienen la potencia necesaria para mantener el nivel de oxígeno

disuelto en el Reactor.

En este tanque se controlan una serie de parámetros físicos tales como Oxígeno

Disuelto, pH, temperatura, turbidez, entre otros a través de un equipo multi

paramétrico, mediante el cual un operador de turno registra y almacena esta

información para ser procesada y tomar decisiones técnicas inmediatas para un

eficiente tratamiento de las aguas residuales.

El caudal de ingreso al reactor biológico se consideró de 20 m3/h por diseño, esto

no sucede en realidad actualmente la PTAR se encuentra con un caudal de 12 m3/h que

ingresan al Reactor Biológico.

El reactor biológico está provisto de una pasarela de 0,70m de ancho con

pasamano de acero al carbón y con placas de aluminio antideslizantes a todo lo largo

del acceso al tanque con el propósito de inspección y mantenimiento.

SEDIMENTADOR SECUNDARIO

El efluente proveniente del reactor biológico es conducido a tanques circulares,

con sección en forma de cono, conocidos como sedimentadores secundarios, en los que

se realiza la decantación de los lodos.

Una parte de los lodos son devueltos al reactor biológico (recirculación de lodos),

para que haya mayor oxidación de la materia orgánica y mantenga una relación

adecuada de sustrato a biomasa (F/M), que es un indicador de la carga orgánica en el

sistema con respecto a la cantidad de sólidos biológicos que hay en el tanque.

37

Los lodos en exceso son purgados, estos tienen alto contenido de materia

orgánica. El lodo contenido en el sedimentador secundario es un lodo activo que debe

ser tratado por lo que no pueden tener una disposición final directa38

.


En la PTAR-CMQ el agua residual proveniente del reactor biológico, a través de

vasos comunicantes por medio de dos tuberías de 5” de diámetro color celeste, pasa al

sedimentador secundario o clarificador.

El sedimentador secundario o clarificador es de estructura de acero al carbón de

forma circular cónica con un diámetro de 7,50 m, profundidad recta del agua de 3,0 m y

una altura total de 3,70 m, con una capacidad de 120 m3, está compuesto por un sistema

de desnatadores o skimmers situados en la parte superficial del clarificador.

El clarificador se encuentra dispuesto sobre una plataforma de hormigón armado

de 8.70 por 9.10 m y se sujeta a la misma por varios pernos de anclaje de 12.7 mm

38

(Ingeniería de los sistemas de tratamiento y disposicion de aguas residuales.; Valdez, Alba B., & Vázquez González, 2003, pág. 134)

Ilustración 7: Sedimentador Secundario.

38

Además esta unidad está conformada por una tolva de alimentación central con

un diámetro de 2,50 m, una zona libre con un ancho de 2,40 m y un canal de

recolección de agua clarificada de 0,10 m de ancho.

El agua residual proveniente del reactor biológico llega a la tolva de alimentación

del sedimentador secundario, que cumple con la función de frenar la velocidad de

ingreso del agua proveniente del reactor biológico, como resultado del metabolismo las

bacterias se agrupan formando flóculos, que constituyen el llamado lodo activado, la

sedimentación de los flóculos es por gravedad, depositándose los mismos en el cono

inferior, quedando el agua clarificada en la superficie del sedimentador secundario.

En la superficie dicha unidad siempre se produce un fenómeno de flotación de

materia en suspensión como grasas y aceites, espumas y material biológico que tienden

a subir a la superficie por ello cuenta con dos blowers o sopladores tipo anillo y tres

skimmers que actúan como desnatadores trasladando este material al reactor biológico.

El soplador está colocado en la superficie del sedimentador secundario, con las

tuberías adecuadas para realizar este proceso, el agua clarificada pasa al canal de

recolección y mediante vasos comunicantes es llevada al proceso Físico – Químico.

Los lodos sedimentados en el cono inferior, una parte son llevados a la tina de

lodos para luego ser recirculados al reactor biológico (caudal de recirculación); esto se

lo hace para recompensar la perdida de biomasa en el mismo, manteniendo la

concentración de microorganismos alta y la relación F/M este equilibrada, esto es la

cantidad de alimento disponible este en equilibrio con la masa de microorganismos.

Mientras, el resto de lodos considerados residuos son purgados al digestor de lodos

(caudal de purga), el caudal de recirculación como el caudal de purga se determinaran

en base al caudal de ingreso al reactor biológico.

39

RECIRCULACIÓN DE LODOS

Después de la separación del agua tratada y la biomasa, es necesario que exista

una recirculación de lodo, ya que esto permite el constante proceso de degradación de

la materia, una parte se recircula al Reactor Biológico para que digieran nuevamente a

la materia orgánica y continúe el proceso, para mantener en equilibrio la biomasa,

(microorganismos y nutrientes) otra parte de lodos se elimina del proceso, lo que

comúnmente se conoce como “Excedente de lodos”. 39


En la PTAR el lodo depositado en el fondo del sedimentador es llevado por

gravedad hacia un tanque de recirculación de lodos, para el retorno del lodo al reactor

biológico se lo hace mediante una tubería de acero galvanizado de 3 ½” de diámetro

color roja, este tanque tiene una capacidad de 6 m3, con una altura de 2 m por 3 m de

largo y un ancho de 1 m, ubicado junto al sedimentador secundario.

39

(PROCESOS PARA EL TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES; Menéndez Gutierrez & Pérez Olmo, 2007, pág. 35)

Ilustración 8: Tanque de Recirculación de Lodos.

40

“El tanque de recirculación de lodos es de hormigón armado está enterrado,

cuenta con dos bombas sumergibles con una potencia de 2 HP cada una y capacidad de

hasta 20m3/h”

40, las cuales funcionan alternadamente las 24 horas.

Tanto la recirculación como la purga de los lodos está sujeta a los ensayos de

sedimentación, para determinar el contenido de lodos en el Reactor Biológico, y de

acuerdo a ello establecer un porcentaje de recirculación y purga.

3.5.3. TRATAMIENTO TERCIARIO (FISICO – QUIMICO)

TANQUE FÍSICO-QUÍMICO

Es un tipo de tratamiento terciario o avanzado que utiliza principios físicos y

químicos para una mayor remoción de materia orgánica residual y aquellas otras

sustancias contaminantes no eliminadas en los tratamientos secundarios, como por

ejemplo, los nutrientes, fósforo y nitrógeno. El lodo generado en esta unidad de

tratamiento es un lodo de tipo activado41

.


40

(Catastro de Equipo; METROPOLITANO, 2016, pág. 20) 41

(http://www.cyclusid.com/tecnologias-aguas-residuales/tratamiento-aguas/tratamiento-terciario/; Cyclus, s.f.)

Ilustración 9: Tanque Físico - Químico.

41

En la PTAR el agua clarificada que sale del sedimentador, es enviada por

gravedad a través de vasos comunicantes mediante dos tuberías de acero galvanizado

de alta presión de 5” de diámetro, color celeste al proceso físico-químico. En este

proceso, parte del material en suspensión que no precipitó en el sedimentador

secundario se remueve en el área de sedimentación del tanque físico-químico.

El tanque físico-químico es de acero al carbón, tiene una capacidad de 60 m3,

dividida en dos cámaras, la cámara uno tiene de largo 4 m, ancho 3,40 m y de 2,40 m

de alto, y la cámara dos tiene de largo 1,40 m, ancho 3,40 m y de 2,40 m de alto.

“Este proceso contempla la aplicación de un floculante como es el hidroxicloruro

de aluminio, cuya presentación es líquida, agregado a través de una bomba dosificadora

con una potencia de 1HP” 42

, esto se lo hace dependiendo de las condiciones y la

calidad del efluente final. La formación de floculos de mayor tamaño se produce por

simple contacto (coalescencia). Los choques se desfavorecen por la creación de una

turbulencia moderada. La agitación no debe ser muy fuerte, puesto que la cohesión de

los floculos es relativamente débil.

La floculación seleccionada, es denominada “Laberintos Verticales”.

Los lodos sedimentados son depositados al fondo de la cuba, quedando atrapados

en un manto de lodos, de donde son purgados y bombeados al tanque de recirculación

de lodos.

Igualmente aquí se dosifica hipoclorito de calcio Ca(ClO)2 para la desinfección

cuya presentación es granular, el cual es diluido en agua para ser agregado a través de

una bomba dosificadora con una potencia de 1HP, esto se lo realiza las 24 horas del

día.

42


42

FILTRACIÓN

La filtración es una operación unitaria indispensable, aunque la sedimentación

haya sido muy eficiente, ya que es necesario retener cualquier partícula que se haya

escapado de la sedimentación en el tanque Físico – Químico.

Este proceso consiste en separar un sólido de un fluido, generalmente este fluido

es un líquido y forma una suspensión con el sólido. Esta separación se hace a través de

un medio filtrante, el cual retiene el sólido y deja pasar el líquido43

.


“En la PTAR-CMQ el efluente del Físico - Químico, ingresa a un sistema de

filtros rápidos a presión (2 unidades) con la ayuda de dos bombas centrifugas con una

potencia de 7.5 HP y una capacidad hasta 65m3/h cada una”.

44

Se disponen de 2 tanques para filtrado construidos en hierro al carbón con una

capacidad de 0.566 m3 cada uno. Cada filtro tiene como lecho filtrante de multicapas

con andrasita, ceolita, arena de cuarzo y grava gruesa tipo piedra, en el filtro se retiene

todo el material en suspensión que no se removió en los procesos anteriores. El agua

43



Ilustración 10: Filtros Rápidos a Presión

43

filtrada es descargada al sistema de alcantarillado. Los filtros cuentan con tuberías de

acero galvanizado de 5” de diámetro color azul las cuales conducen el agua al

alcantarillado público.

Conforme pasa agua a través de los filtros de arena a presión, los mismos se van

colmatando. Cuando se hallen fuertemente colmatados se lleva a cabo una limpieza de

los filtros, para lo cual se hace un retro lavado por un tiempo de al menos 15 minutos,

una vez que los filtros se los retro lavan, la bomba vuelve a descargar normalmente el

caudal regular, este proceso se lleva a cabo mediante tuberías de acero galvanizado de 3

½” de diámetro color azul rojas.

Los filtros funcionan con una presión óptima de 15 PSI, y para el retro lavado la

presión óptima será de 18 PSI, las cuales son controladas por un manómetro.

3.5.4. TRATAMIENTO DE LODOS

DIGESTOR AEROBIO

El digestor aerobio está diseñado para estabilizar aeróbicamente el lodo activado

de desecho del fondo del sedimentador secundario. El lodo se sujeta a una aireación

prolongada para pasar por respiración endógena y con eso se auto – estabiliza. El lodo

estabilizado no tiene ningún olor residual y puede disponerse fuera, llevados lejos en

tanques y deshidratado en camas de secado45

.

45

(PROCESOS PARA EL TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES; Menéndez Gutierrez & Pérez Olmo, 2007, pág. 167)

44


Los métodos, cada vez menos usados, de digestión aerobia operan a temperaturas

en torno a los 20 °C y presentan tiempos de residencia entre 10 y 30 días con valores

típicos en el intervalo 14-16 días. El tiempo de residencia va a venir condicionado en

gran medida por el origen de los lodos, correspondiendo los tiempos más reducidos a la

digestión aerobia de sólidos procedentes únicamente de un proceso de lodos activos.

En la PTAR-CMQ los lodos de exceso provenientes del sedimentador secundario

y tanque físico-químico, ingresan a un digestor aerobio. Este tanque se encuentra

enterrado con una estructura de hormigón.

El digestor aerobio es de hormigón armado con un volumen de 52 m3, con un

largo de 7.20m, ancho 3,20m y una altura de 2,20m, aquí se trata el lodo aeróbicamente

con la ayuda de un aireador superficial asentado en una boya flotante.

El lodo permanece en digestión aproximadamente, entre 8 – 10 horas,

posteriormente el lodo digerido, es purgado a gravedad al alcantarillado.

Actualmente esta unidad no se encuentra en funcionamiento.

Ilustración 11: Digestor Aerobio.

45

3.6. TRANSMISORES Y SENSORES DE NIVEL.



En la PTAR CMQ, todas las unidades cuentan con un sensor de nivel, los mismos

que envían una señal indicando la altura en la que se encuentra el agua residual o el

lodo dependiendo del proceso, luego esta señal se recepta por un transmisor que se

encuentra ubicado en el cuarto de control, junto a la estructura del tamiz.

Además de lo mencionado anteriormente cuenta con tableros eléctricos que

tienen la función de encender o apagar las bombas.

Ilustración 12: Transmisor de Nivel.

Ilustración 13: Sensor de Nivel.

46


Ilustración 14: Tablero Eléctrico.

47

CAPITULO IV: ANÁLISIS DE RESULTADOS DE ENSAYOS

Y PRUEBAS EN LOS PROCESOS UNITARIOS.

4.1. MUESTREO

Previo al muestreo del agua residual en la PTAR, se identificó los puntos

adecuados en cada una de las unidades operativas, se optó por un muestreo integral

compuesto manual (MICM), posteriormente se consultó un laboratorio al cual se

llevarían las muestras para su respectivo análisis de los parámetros establecidos, así

como la cantidad de muestra necesaria.

En base a los datos obtenidos se elaboró una planificación para la toma de la

muestras, tomando como referencia la norma técnica INEN 2198:98.

4.1.1. TIPOS DE MUESTRAS

Muestras sencillas y compuestas: En los estudios de caracterización fisicoquímica

de aguas naturales generalmente se necesita recolectar muestras sencillas, mientras que

para vertimientos domésticos e industriales se aplican muestras compuestas debido a la

variación horaria de su caudal, por tal razón son muy utilizadas en el monitoreo de ríos,

vertimientos o procesos industriales en línea. Para su adquisición se recolectan

muestras parciales cada 2 o 3 horas.46

Ya que la PTAR-CMQ trata las aguas industriales producto del proceso de

faenamiento de ganado en las instalaciones del Camal Metropolitano de Quito, se optó

por un muestreo integral compuesto manual, se tomaron muestras en diferentes puntos

en un mismo momento (muestra integral), y a la vez en un mismo punto en diferentes

momentos (muestra compuesta) de forma manual, esto por las variaciones horarias de

caudal que existe en la PTAR, el mismo que consistió en la toma de alícuotas

46

(MANUAL DE TECNICAS ANALITICAS PARA LA DETERMINACION DE PARAMETROS FISICOQUIMICOS Y CONTAMINANTES MARINOS, pág. 45; COSTERAS, 2003, pág. 45)

48

simultaneas en cada unidad operativa, para lo cual en un recipiente plástico de 1 litro de

capacidad se tomaba 800 ml, en el punto e instante determinado para cada unidad

operativa, esto se lo realizó durante 3 días; lunes, jueves y viernes, 5 veces al día en

intervalos de 2 horas; en cada intervalo de tiempo la alícuota de 800ml se llenaba en un

recipiente de 5 litros de capacidad, para que al final del día la muestra homogenizada

sea trasladada al laboratorio.

4.1.2. MATERIALES PARA EL MUESTREO

Este equipamiento consiste en recipientes de volumen suficiente para el volumen

de muestra requerido, que estén fabricados en material inerte, de manera que no aporten

ningún tipo de contaminación al agua que se está monitoreando. Los más comunes son:

Envases P (polietileno de alta densidad) o V (vidrio ámbar), preferible de boca

ancha para la recolección directa desde el agua residual, cuando el flujo es accesible al

brazo de la persona que muestrea. Se debe disponer de distintos tamaños, dependiendo

del volumen y tipo de muestra que se requiere recolectar. 47

Previamente se adquirieron recipientes apropiados para el almacenamiento,

recolección y transporte de las muestras, los mismos que fueron:

Envases de plástico con una capacidad de 2 litros.

Envases de vidrio ámbar con una capacidad de 1 litro.

Embudos para el llenado.

Jarras plásticas de capacidad 1 litro, para la recolección de las alícuotas.

Baldes de 5 litros para la recolección de las alícuotas de muestra en cada intervalo

de tiempo, dichos baldes fueron colocados en tachos grandes para evitar la

influencia con el medio ambiente y no alterar las condiciones normales del agua

residual.

47

(Manual Operativo de la Norma de Muestreo de Aguas Residuales ; Chile, Octubre 2010, pág. 18)

49

Los envases vidrio ámbar y envases plásticos, se lavaron con agua destilada para

asegurar su inocuidad, los mismos que fueron etiquetados previamente.

Además se contó con una nevera portátil (cooler) con hielo, para garantizar la

temperatura de las muestras por debajo de los 4°C.

4.1.3. PLAN DE MUESTREO

En la PTAR, el muestreo se realizó durante 3 días, Lunes 01 de febrero del 2016,

Jueves 04 de febrero del 2016, y Viernes 05 de febrero del 2016, 5 veces al día en

intervalos de 2 horas, cada alícuota de muestra recogida fue de 800 ml, para completar

un volumen total al final del día de 2 litros; obteniendo finalmente una muestra

compuesta.

Por otra parte los aforos se realizaron 5 días consecutivos, iniciando el Lunes 01

de febrero de 2016 hasta el viernes 05 de febrero del 2016, ejecutando un aforo cada 5

minutos, en cada periodo de tiempo de 2 horas, los mismos que fueron tomados al

ingreso del Tamiz o afluente de la PTAR, en el ingreso al Reactor Biológico, y a la

salida del Físico Químico, se consideró estas unidades ya que las otras faltantes no

tuvieron las condiciones adecuadas para aforar.

Se aclara que la hora de inicio del muestreo y aforos varía dependiendo de los

días de mayor o menor producción; es así que los días Lunes, miércoles y viernes de

mayor producción se inició a las 5:30 de la mañana hasta las 14:30 de la tarde, y los

días Martes y jueves de menor producción se inició a las 7:30 de la mañana hasta las

14:30 de la tarde.

La muestra compuesta obtenida en cada día se colocó en los envases de plástico y

de vidrio ámbar, etiquetados previamente y ubicados en una nevera portátil con hielo

en refrigeración a una temperatura de 4 ºC para su transporte al laboratorio, según lo

establecido en la norma técnica INEN 2198:98.

50

Ilustración 15: Etiqueta envases de plástico y vidrio ámbar.

El formato de las etiquetas para el proceso de toma de muestras fue el siguiente:

Formato de etiqueta para envases de plásticos y vidrio ámbar:


Formato de etiqueta para baldes de 5 litros


Formato de etiqueta tachos plásticos:


Dia 1

PTARCMQ

Ingreso T.H

PTARCMQ

LLUMA JULIO - GEOVANNY MENDOZA

5:00 am - 14:30 pm DIA ( ) NOCHE ( )

RESPONSIBLE DE LA MUESTRA:

FECHA DEL MUESTREO:

HORA DEL MUESTREO:


FACULTAD CIENCIAS FISICA Y MATEMATICAS

TRABAJO DE TITULACION - ESTUDIO TECNICO

MUESTRA INTEGRAL COMPUESTA

UBICACION:

# DE MUESTRA:

PROCEDENCIA:

NOMBRE DEL MUESTREADOR

TEMPERATURA AMBIENTE:

CONDICIONES AMBIENTALES:





INGRESO TANQUE DE HOMOGENIZACIONIlustración 16: Etiqueta baldes de 5 litros.





INGRESO TANQUE DE HOMOGENIZACIONIlustración 17: Etiquetas tachos plásticos.

51

Formato de etiqueta para jarras:


4.1.4. TÉCNICA DE RECOLECCIÓN

Las muestras deben ser representativas de las condiciones que existan en el punto

y hora de muestreo, debiendo tener el volumen suficiente para efectuar las

determinaciones correspondientes. Estas deben representar lo mejor posible las

características del efluente total que se descarga por el conducto que se muestrea,

debiéndose rellenar las etiquetas y la hoja de registro.

Las muestras convienen recogerse con sumo cuidado, si se quiere controlar las

características del agua residual, ya que los vertidos difieren según la hora del día. Por

ello, principalmente si se quiere tener una idea de las características de un agua

residual, se pueden recoger muestras compuestas a lo largo del día y luego analizarlas,

para tener una idea global de la carga contaminante. Si se quieren conocer las cargas

contaminantes puntuales, se puede recoger una muestra simple a una hora del día donde

se sepa o suponga que la carga contaminante del vertido es diferente48.

En el transcurso del día en cada intervalo de tiempo se recolecto alícuotas de 800

ml en un balde plástico de 5 litros, el mismo que estaba contenido dentro de un

recipiente de mayor volumen, el cual contenía hielo para la conversación de las

muestras.

48

(MANUAL DE TECNICAS ANALITICAS PARA LA DETERMINACION DE PARAMETROS FISICOQUIMICOS Y CONTAMINANTES MARINOS; COSTERAS, 2003, pág. 33)

INGRESO TANQUE DE HOMOGENIZACION





Ilustración 18: Etiqueta jarras.

52

Al final de la jornada de muestreo es decir a las 2:30 de la tarde, las alícuotas

recogidas en los baldes de 5 litros para cada unidad operativa fueron homogenizadas,

para después por medio de un embudo plástico colocar 2 litros de muestra en el envase

plástico y un litro en el envase de vidrio ámbar, posterior a ellos dichos envases fueron

sellados y colocados en una nevera portátil o cooler para su trasporte al laboratorio.

Para el análisis microbiológico se tomó la muestra puntual al ingreso y a la salida

de la PTAR en un frasco plástico esterilizado, esto se lo realizo una vez al día durante

los 5 días a las 11 de la mañana.


Ilustración 20: Recolección alícuota 800ml

Ilustración 21: Toma de muestra microbiológica ingreso PTAR.

Ilustración 22: Toma de muestra microbiológica salida PTAR.

Ilustración 19: Llenado de envases plásticos y vidrio ámbar.

53

4.1.5. MANEJO DE LAS MUESTRAS

Los envases debidamente identificadas y etiquetadas con datos como: # de la

muestra, ubicación, procedencia que se tomó la muestra, fecha, hora de inicio, hora

final de la toma, y responsable del muestreo, se llenaron completamente con la muestra

homogenizada, sellándolos para evitar la contaminación de la misma.


Existen parámetros que varían con el tiempo por lo que si no pueden evaluarse in

situ, deben preservarse mediante aditivos. Los aditivos varían según el compuesto

especifico a determinar por lo que puede ser necesario tomar varias muestras, en

nuestro caso no se utilizó ningún tipo de aditivo para la conservación de las muestras ya

que el tiempo transcurrido desde la toma hasta el traslado al laboratorio fue mínimo al

establecido en la norma técnica INEN 2198:98.

Para los parámetros físico-químicos como son: DBO, DQB, sólidos totales, hierro

total y sólidos volátiles, se utilizó envases plásticos con una capacidad de 2 litros, esto

fue por requerimiento del laboratorio de la Facultad de Ciencias Químicas – Oferta de

Servicios y Productos (OSP) de la Universidad Central del Ecuador, donde se

Ilustración 23: Etiquetado envases de plástico.

Ilustración 24: Etiquetado envases de vidrio ámbar.

54

Ilustración 25: Conservación muestras 4°C.

realizaron los análisis, mientras que para los parámetros: detergentes, aceites y grasas

se utilizaron envases de vidrio ámbar con una capacidad de 1 litro.

El transporte de las muestras se realizó en un cooler portátil con hielo, para su

conservación y se llevó al laboratorio para su respectivo análisis de los parámetros

indicados

.


4.1.6. MEDICIONES DE CAMPO

De acuerdo con las observaciones realizadas durante la jornada de monitoreo, la

producción de aguas residuales es intermitente y variable según los días de mayor o

menor producción del Camal Metropolitano. Se realizó un muestreo integral compuesto

manual, y el aforo respectivo a las unidades antes descritas.

Al término de cada jornada diaria las muestras fueron recolectadas y almacenadas

en envases adecuados para su transporte y respectivo análisis en el laboratorio.

CAUDAL:

La información de caudales se lo hace mediante el aforo indicado anteriormente y

los datos son los siguientes:

Ilustración 26: Transporte de la muestra al laboratorio.

55

Tabla 2: Registro de caudales promedio horario que ingresan a la PTAR día de menor

faenamiento. (Jueves 04 – 02 – 2016).

HORA CAUDAL

h m3/h

7:30 2,83

8:30 12,08

10:00 18,41

12:30 25,28

14:30 1,62


Grafico 1: Registro de caudal promedio horario en dia de menor faenamiento.


2,83

12,08

18,41

25,28

1,62 0

5

10

15

20

25

30

7:30 8:30 10:00 12:30 14:30

CA

UD

AL

(m3 /

h)

HORAS (h)

REGISTRO DE CAUDALES PROMEDIO HORARIO JORNADA DE MENOR FAENAMIENTO (JUEVES 04-02-2016)

56

Tabla 3: Registro de caudales promedio horario que ingresan a la PTAR día de mayor

faenamiento. (Viernes 05 – 02 – 2016).

HORA CAUDAL

h m3/h

7:30 19,66

8:30 36,82

10:00 44,81

12:30 30,04

14:30 1,44



19,66

36,82

44,81

30,04

1,44 0

10

20

30

40

50

7:30 8:30 10:00 12:30 14:30

CA

UD

AL

(m3 /

h)

HORAS (h)

REGISTRO DE CAUDALES PROMEDIO HORARIO JORNADA DE MAYOR FAENAMIENTO (VIERNES 05-02-2016)

Grafico 2: Registro de caudal promedio horario en día de menor faenamiento.

57

17,98

7,13

15,64

10,65

24,21

0

5

10

15

20

25

30

LUNES MARTES MIERCOLES JUEVES VIERNES

CA

UD

AL

(m3/h

)

DIAS

REGISTRO DE CAUDALES PROMEDIOS DIARIO QUE INGRESAN A LA PTAR (SEMANA DEL 1 DE FEBRERO AL 5 DE FEBRERO )

15.122

Tabla 4: Registro de caudales promedios diario que ingresan a la PTAR (semana del 1 de febrero

al 5 de febrero).

DIAS FECHA OLOR COLOR CAUDAL

l/S m3/h

LUNES 1 febrero/2016 estiércol roja 4,994 17,979

MARTES 2 febrero/2016 estiércol roja 1,983 7,1381

MIERCOLES 3 febrero/2016 estiércol roja 4,344 15,640

JUEVES 4 febrero/2016 estiércol roja 2,957 10,646

VIERNES 5 febrero/2016 estiércol roja 6,724 24,208

PROMEDIO

4,201 15,122


Grafico 3: Registro de caudal semana del 1 de febrero al 5 de febrero.


58

4.1.7. PARAMETROS MEDIDOS IN SITU

Los parámetros de pH, temperatura, sedimentación de lodos, oxígeno disuelto,

fueron medidos en campo por un equipo multi paramétrico portátil HANNA – HI9829

facilitados por la EMR-Q. Dichos parámetros fueron tomaros en el Reactor Biológico.

Los resultados se pueden observar en la Tabla 5: Datos de campo pH y Temperatura

promedio diario, semana del 1 de febrero al 5 de febrero en el Reactor Biológico.

Tabla 5: Datos de campo pH y Temperatura promedio diario, semana del 1 de febrero al 5 de

febrero en el Reactor Biológico.

DIA TEMPERATURA pH SEDIMENTACION

DE SÓLIDOS

OXIGENO

DISUELTO

°C mg/l mg/l

LUNES 23.13 7.30 600 0,67

MARTES 23,00 7.33 700 0,71

MIERCOLES 23,47 7.20 675 1,24

JUEVES 23,00 7.30 750 0,81

VIERNES 23,00 7.30 800 0,89

PROMEDIO 23.12 7.29 705 0,86


23,13 23,00

23,47

23,00 23,00

22,5

22,7

22,9

23,1

23,3

23,5

23,7


TEM

PER

ATU

RA

(ºC

)

DIAS

REGISTRO DE TEMPERATURA

Grafico 4: Registro de temperatura del agua residual en el Reactor Biológico.


59


La norma Municipal que regula las descargas de aguas residuales generadas por

industrias tal es el caso del Camal Metropolitano de Quito establece un valor de pH

entre 5 a 9, en la semana de monitoreo en la PTAR se obtuvo un valor promedio de 7,3

que no excede a la norma.

4.2. PARÁMETROS ANALIZADOS EN LA PTAR POR UNIDAD OPERATIVA.

En la PTAR se tomó muestras para análisis Físico – Químico y Microbiológico

de la siguiente manera:

Análisis Físico – Químico.- Se realizó un muestreo integral compuesto, donde se

recolectaron alícuotas de muestra (800 ml) 5 veces al día cada dos horas desde las 5:30

a 14:30 para los días de mayor producción (lunes, miércoles y viernes) y de 7:30 a

14:30 para los días de menor producción (martes y jueves).

7,3 7,33 7,2 7,3 7,3

5

6

7

8

9


pH

)

DIAS

REGISTRO DE pH

Grafico 5: Registro de pH del agua residual en el Reactor Biológico.

60

Análisis Microbiológico.- Se realizó un muestreo integral simple diario una sola

vez en el día a las 11:30 a.m., donde se recolectaron muestras puntuales en el Tamiz o

afluente y a la salida o efluente de la PTAR.

4.2.1. RESULTADOS DE ANALISÍS FÍSICO – QUÍMICO

Para el análisis Físico – Químico de los parámetros establecidos como se dijo

anteriormente se realizaron 3 días, lunes 1 de febrero del 2016, jueves 4 de febrero del

2016 y viernes 5 de febrero del 2016, el día lunes se analizó los siguientes parámetros:

SUSTANCIAS ACTIVAS AL AZUL DE METILENO (DETERGENTES

ANIONICOS), SUSTANCIAS SOLUBLES EN HEXANO (ACEITES Y GRASAS),

DBO5, DQO, SÓLIDOS TOTALES, HIERRO TOTAL y SÓLIDOS VOLÁLITES.

Mientras que el día jueves y viernes solo se analizó los parámetros DBO5, DQO y

SÓLIDOS VOLÁLITES, no se tomaron en cuenta los demás parámetros en estos dos

días ya que con los resultados obtenidos del día lunes dichos valores estaban bajo las

normas ambientales tanto del (AAN-MAE) como del (DMQ). Por tal motivo solo se

enfatizó en el análisis de eso tres únicos parámetros, que son necesarios para la

establecer la calidad del efluente y las eficiencias de remoción en cada unidad

operativa.

61

4.2.1.1. TRATAMIENTO PRIMARIO

TAMIZ

En esta unidad no se cuantifico el porcentaje de remoción de materia orgánica, así

como los demás parámetros tomados en cuenta en las otras unidades operativas, ya que

la misma no cumple la función para la cual fue diseñada, únicamente se tomaron

muestras para análisis microbiológicos puntualmente Índice de Coliformes fecales.

SEPARADOR DE SÓLIDOS.

Tabla 6: Análisis Humedad y Materia Organiza - Separador de Sólidos

PARÁMETRO UNIDADES RESULTADOS

AGUAS Y SUELOS

Humedad % 42,21

Materia Orgánica % 86,87

Fuente: (Gestion de Lodos; Simbaña & Chango, 2016, pág. 60)

62

TANQUE DE HOMOGENIZACIÓN 1.

INGRESO TANQUE DE HOMOGENIZACIÓN 1.

Tabla 7: Resultados Análisis de Laboratorio Ingreso Tanque de Homogenizacion 1.

DIA 1 (Lunes 01/02/2016)


SUSTANCIAS ACTIVAS AL AZUL DE

METILENO (DETERGENTES ANIONICOS) mg/l < 0,013

SUSTANCIAS SOLUBLES EN HEXANO

(ACEITES Y GRASAS ) mg/l 32.4

DBO5 mgO2/l 1559

DQO mgO2/l 3750

SÓLIDOS TOTALES mg/l 3824

HIERRO TOTAL mg/l 10.55

SÓLIDOS VOLÁLITES mg/l 2994

DIA 2 (Jueves 04/02/2016)


DBO5 mgO2/l 645

DQO mgO2/l 1570


DIA 3 (Viernes 05/02/2016)


DBO5 mgO2/l 825

DQO mgO2/l 1660



63

4.2.1.2. TRATAMIENTO SECUNDARIO.

REACTOR BIOLÓGICO.

SALIDA TANQUE DE HOMOGENIZACIÓN 1 y ENTRADA REACTOR BIOLÓGICO

Tabla 8: Resultados Análisis de Laboratorio Salida Tanque de Homogenizacion 1.

DIA 1 (Lunes 01/02/2016)



METILENO (DETERGENTES

ANIONICOS)

mg/l 0.027


(ACEITES Y GRASAS) mg/l 84.4

DBO5 mgO2/l 1685

DQO mgO2/l 4850


HIERRO TOTAL mg/l 36


DIA 2 (Jueves 04/02/2016)


DBO5 mgO2/l 950

DQO mgO2/l 2070


64

Continuación Tabla 8

DIA 3 (Viernes 05/02/2016)


DBO5 mgO2/l 706

DQO mgO2/l 2490



SEDIMENTADOR SECUNDARIO.

SALIDA REACTOR BIOLÓGICO e INGRESO SEDIMENTADOR SECUNDARIO

Tabla 9: Resultados Análisis de Laboratorio Salida Reactor Biológico.

DIA 1 (Lunes 01/02/2016)



METILENO (DETERGENTES ANIONICOS) mg/l 0.202



DBO5 mgO2/l 2232

DQO mgO2/l 6470




DIA 2 (Jueves 04/02/2016)


DBO5 mgO2/l 1745

DQO mgO2/l 6200


65


DIA 3 (Viernes 05/02/2016)


DBO5 mgO2/l 349

DQO mgO2/l 1460



4.2.1.3. TRATAMIENTO TERCIARIO.

TANQUE FÍSICO QUÍMICO.

SALIDA DEL SEDIMENTADOR SECUNDARIO e INGRESO TANQUE FÍSICO QUÍMICO

Tabla 10: Resultados Análisis de Laboratorio Salida Sedimentador Secundario.

DIA 1 (Lunes 01/02/2016)



METILENO (DETERGENTES ANIONICOS) mg/l <0,013



DBO5 mgO2/l 27

DQO mgO2/l 124




66


DIA 2 (Jueves 04/02/2016)


DBO5 mgO2/l 349

DQO mgO2/l 1850


DIA 3 (Viernes 05/02/2016)


DBO5 mgO2/l 313

DQO mgO2/l 745



SALIDA TANQUE FÍSICO QUÍMICO y EFLUENTE FINAL

Tabla 11: Resultados Análisis de Laboratorio Salida Tanque Físico Químico.

DIA 1 (Lunes 01/02/2016)



METILENO (DETERGENTES

ANIONICOS)

mg/l 0.056


(ACEITES Y GRASAS) mg/l 24

DBO5 mgO2/l 23

DQO mgO2/l 95




67

Continuación tabla 11.

DIA 2 (Jueves 04/02/2016)


DBO5 mgO2/l 39

DQO mgO2/l 126


DIA 3 (Viernes 05/02/2016)


DBO5 mgO2/l 35

DQO mgO2/l 120



Tabla 12: D.B.O5 y D.Q.O en la entrada y salida de la PTAR. (Semana del 01 al 05 de

Febrero del 2015)


4.2.2. RESULTADOS DE ANALISÍS MICROBIOLÓGICO.

Tabla 13: Análisis Microbiológico afluente y efluente PTAR.


DBO5 (mg/l) DQO (mg/l)

DIA ENTRADA

(AFLUENTE)

SALIDA

(EFLUENTE)

ENTRADA

(AFLUENTE)

SALIDA

(EFLUENTE)

LUNES 1559 23 3750 95

JUEVES 645 39 1570 126

VIERNES 825 35 1660 120

DIA AFLUENTE EFLUENTE PARÁMETRO UNIDAD

Lunes 4.9 x 105 4.6 x 10

5

INDICE DE

COLIFORMES FECALES NMP/100 ml

Martes 3.3 x 105 7.9 x 10

5

INDICE DE


Miércoles 4.9 x 105 1.6 x 10

7

INDICE DE


Jueves 3,5 x 108 5.4 x 10

6

INDICE DE


Viernes 1.6 x 107 2.3 x 10

7

INDICE DE


68

Tabla 14: Análisis Microbiológico Separador de Sólidos PTAR.

Fuente: (Gestion de Lodos; Simbaña & Chango, 2016, pág. 64)

4.3. NORMATIVIDAD ECUATORIANA EN MATERIA DE AGUAS

RESIDUALES

CONSTITUCIÓN DE LA REPÚBLICA DEL ECUADOR

Capitulo Cuarto

Régimen de Competencias

Art. 264.- Los gobiernos municipales tendrán las siguientes competencias

exclusivas sin perjuicio de otras que determinen la ley:

Prestar los servicios públicos de agua potable, alcantarillado, depuración de aguas

residuales, manejo de desechos sólidos, actividades de saneamiento ambiental y

aquellos que establezcan la ley.

En el Art. 264 y 415 se menciona acerca del tratamiento de aguas residuales,

obligando a un adecuado manejo de desechos líquidos de manera que no sea perjudicial

para otras redes de agua, logrando mantener un ambiente sano conservando la calidad

del agua

AUTORIDAD AMBIENTAL NACIONAL – MINISTERIO DEL AMBIENTE (AAN-MAE).

ACUERDO MINISTERIAL 061 - PUBLICADO EN LA EDICIÓN ESPECIAL DEL REGISTRO

NO. 316 DEL 07 ABRIL DEL 2015 – ACUERDA REFORMAR EL LIBRO VI DEL TEXTO

UNIFICADO DE LEGISLACION SECUNDARIA DEL MINISTERIO DEL AMBIENTE Y

MEDIANTE ACUERDO MINISTERIAL 97 - PUBLICADO EN LA EDICIÓN ESPECIAL DEL

REGISTRO NO. 316 DEL 30 DE JULIO DEL 2015 – ACUERDA EXPEDIR LOS ANEXOS

DEL TULSMA – ATICULO 1.- EXPIDASE EL ANEXO 1, REFERENTE A LA NORMA DE

CALIDAD AMBIENTAL Y DE DESCARGA DE EFLUENTE DEL RECURSO AGUA –

DISPOSICIONES GENERALES: Primera.- Los anexos en los artículos anteriores pasaran a

formar parte integrante del Libro VI del TULSMA reformado mediante el Acuerdo Ministerial 061.

DIA SEPARADOR DE

SÓLIDOS PARÁMETRO UNIDAD

Miércoles 1,1x107

INDICE DE

COLIFORMES

FECALES

NMP/100 ml

69

Anexo 1 DEL LIBRO VI DEL TULSMA - NORMA DE CALIDAD AMBIENTAL Y

DE DESCARGA DE EFLUENTES: RECURSO AGUA

CAPITULO 5. DESARROLLO

5.2.3 Normas generales de descarga de afluentes al sistema de alcantarillado

5.2.3.6 Las descargas al sistema de alcantarillado provenientes de actividades sujetas a

regularización, deberán cumplir, al menos, con los valores establecidos en la TABLA

9, en la cual las concentraciones corresponden a valores medios diarios.

Tabla 15: Límites de descarga al sistema de alcantarillado público. TABLA 9.

Parámetros Expresado como Unidad Límite máximo permisible

Aceites y grasas Sustancias solubles

en hexano mg/l 70,0

Explosivas o inflamables sustancias mg/l cero

Alkil mercurio

mg/l No detectable

Aluminio Al mg/l 5,0

Arsénico total As mg/l 0,1

Bario Ba mg/l 5,0

Cadmio Cd mg/l 0,02

Carbonatos CO3 mg/l 0,1

Cianuro total CN- mg/l 1,0

Cobalto total Co mg/l 0,5

Cobre Cu mg/l 1,0

Cloroformo Extracto carbón

cloroformo (ECC) mg/l 0,1

Cloro Activo Cl mg/l 0,5

Cromo Hexavalente Cr+6

mg/l 0,5

Compuestos fenólicos Expresado como

fenol mg/l 0,2

Demanda Bioquímica de

Oxígeno (5 días) D.B.O5. mg/l 250

Demanda Química de

Oxígeno D.Q.O. mg/l 500

Dicloroetileno Dicloroetileno mg/l 1,0

Fósforo Total P mg/l 15

Hierro total Fe mg/l 25,0

70


Parámetros Expresado como Unidad Límite máximo permisible

Hidrocarburos Totales de

Petróleo TPH mg/l 20

Manganeso total Mn mg/l 10,0

Materia flotante Visible

Ausencia

Mercurio (total) Hg mg/l 0,01

Níquel Ni mg/l 2,0

Nitrógeno Total Kjeldahl N mg/l 40

Plata Ag mg/l 0,5

Plomo Pb mg/l 0,5

Potencial de hidrógeno pH

6-9

Sólidos Sedimentables

ml/l 20

Sólidos Suspendidos Totales

mg/l 220

Sólidos totales

mg/l 1 600

Selenio Se mg/l 0,5

Sulfatos SO4= mg/l 400

Sulfuros S mg/l 1,0

Temperatura oC

< 40

Tensoactivos

Sustancias activas

al azul de

metileno

mg/l 2,0

Tricloroetileno Tricloroetileno mg/l 1,0

Tetracloruro de carbono Tetracloruro de

carbono mg/l 1,0

Sulfuros S mg/l 1,0

Compuestos organoclorados

(totales)

Concentración de

organoclorados

totales.

mg/l 0,05

Organofosforados

Concentración de

organofosforados y

carbonatos totales.

mg/l 0,1

Zinc Zn mg/l 10

Fuente: LIBRO VI - TULSMA.

4.3.1. LEY ORGÁNICA DE LA SALUD

Capítulo II DE LOS DESECHOS COMUNES, INFECCIOSOS, ESPECIALES

Y DE LAS RADIACIONES IONIZANTES Y NO IONIZANTES.

71

Art.103.Se prohíbe a toda persona, natural o jurídica, descargar o depositar aguas

servidas y residuales, sin el tratamiento apropiado, conforme lo disponga en el

reglamento correspondiente, en ríos, mares, canales, quebradas, lagunas, lagos y otros

sitios similares. Se prohíbe también su uso en la cría de animales o actividades

agropecuarias.

4.3.2. NORMAS PARA ESTUDIO Y DISEÑO DE SISTEMAS DE AGUA POTABLE Y

DISPOSICIÓN DE AGUAS RESIDUALES EX (IEOS)

Normas ecuatorianas en donde establecen criterios básicos de diseño para el

tratamiento de aguas residuales y sistemas de abastecimiento de agua potable, tomando

como referencia sistemas y procesos con tecnología adecuada.

En las normas IEOS constan de varias partes en donde se trata desde definición

de términos, etapas a considerarse en el proyecto, normas de la calidad de agua con la

concentración aceptable de las sustancias contaminantes, disposiciones específicas

acerca de los requisitos para el diseño de los equipos a emplearse en el sistema; entre

otros puntos los cuales se detallan en la mencionada norma.

Se acentúa que en 1992 el sector se descentralizó con la Ley de Descentralización

y se asignó la rectoría del sector al MIDUVI, por lo que el IEOS se fusionó con el

MIDUVI.21 De manera que actualmente usa los datos establecidos inicialmente en las

normas IEOS.

4.3.3. INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIÓN (INEN)

Se toma como referencia la NORMA TÉCNICA ECUATORIANA (NTE) INEN

2226 (2000) acerca de la CALIDAD DEL AGUA. MUESTREO. DISEÑO DE LOS

PROGRAMAS DE MUESTREO. Establece los principios generales a ser aplicados en

el diseño de los programas de muestreo para el control de la calidad, caracterización de

la calidad e identificación de las fuentes de contaminación en el agua, incluidos los

72

sedimentos y los lodos hace mención acerca de lineamientos específicos al momento de

la toma de muestra de manera que sea significativa y los resultados no se distorsionen.

Es de gran importancia el conocimiento de manejo y conservación de las

muestras para los diferentes parámetros, ya que, de los resultados de los análisis de las

pruebas físicas químicas dependerá el sistema de tratamiento para el agua residual.

4.3.4. CÓDIGO MUNICIPAL PARA EL DISTRITO METROPOLITANO DE QUITO.

LIBRO SEGUNDO - ORDENANZA MUNICIPAL N° 213 CODIFICACIÓN DEL

TITULO V “DE LA PREVENSION Y CONTROL DEL MEDIO AMBIENTE”

Art 9: NORMA TÉCNICA QUE REGULA LOS CONTAMINANTES

ASOCIADOS A DESCARGAS LÍQUIDAS INDUSTRIALES, COMERCIALES Y

DE SERVICIOS La presente norma tiene por objeto limitar la concentración de

contaminantes en los efluentes líquidos de origen industrial, comercial y de servicios,

vertidos hacia cuerpos receptores o al sistema de alcantarillado, sobre la base del

objetivo de calidad fijado para salvaguardar la salud y el bienestar de la población así

como para permitir usos adicionales de los recursos.

Tabla 16: Anexo A. Límites máximos permisibles de parámetros contaminantes

descargados a cuerpos receptores.

TABLA A. 1 : LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES POR CUERPO RECEPTOR

PARAMETRO

EXPRESADO

COMO UNIDAD LIMITE MAXIMO PERMISIBLE

ALCANTARILLADO

CAUCE DE

AGUA

ACEITES Y GRASAS A y G mg/l 50 30

ALUMINIO Al mg/l 5 5

ARSENICO As mg/l 0.1 0.1

CADMIO Cd mg/l 0.02 0.02

CAUDAL MAXIMO - l/s 1,5 veces el caudal (1)

4,5 dato

referencial

73


PARAMETRO EXPRESADO

COMO UNIDAD LIMITE MAXIMO PERMISIBLE

CIANURO CN(-) mg/l 1 0.1

COLIFORMES FECALES MNP/100ml - Remocion >

99% (2)

COBRE Cu mg/l 1 1

CROMO

HEXAVALENTE Cr(-6) mg/l 0.5 0.5

COMPUESTOS

FENOLICOS

Expresado

como fenol mg/l 0.2 0.2

COLOR REAL Color Real unidades

de color -

Inapreciable

en dilucion:

1/20 (3)

FOSOFORO TOTAL P mg/l 15 10

HIDROCARBUROS

TOTALES TPH mg/l 20 20

MATERIA FLOTANTE Visible - Ausencia Ausencia

MANGANESO Mn mg/l 10 2

MERCURIO (TOTAL) Hg mg/l 0.01 0.005

NIQUEL Ni mg/l 2 2

ORGANOCLORADOS

TOTALES Concentracion mg/l 0.05 0.05

ORGANOFOSFORADOS

TOTALES Concentracion mg/l 0.1 0.1

PLOMO Pb mg/l 0.5 0.2

POTENCIAL DE

HIDROGENO PH 5-9 5-9

SOLIDOS

SEDIMENTABLES - mg/l 10 1

SULFUROS S mg/l 1 0.5

SULFATOS SO4 mg/l 400 1000

TEMPERATURA - ºC <40 <35

TENSOACTIVOS MBAS (4) mg/l 0.5 0.5

ZINC Zn mg/l 2 2

Fuente: ORDENANZA MUNICIPAL N° 213 CODIFICACIÓN DEL TITULO V “DE LA

PREVENSION Y CONTROL DEL MEDIO AMBIENTE”

74

(1) Caudal Promedio horario del sistema de alcantarillado

(2) Los regulados con descargas de coliformes fecales menores de 3000 quedan exentos de

tratamiento.

(3) La apreciación de color se estima sobre 10cm de muestra diluida.

(4) Sustancias activas al azul de metileno.

4.4. CUMPLIMIENTO DE LA NORMATIVA AMBIENTAL.

A continuación se muestra un cuadro comparativo entre Autoridad Ambiental

Nacional – Ministerio del Ambiente (AAN-MAE) y la normativa ambiental del

Distrito Metropolitano de Quito (DMQ), de los resultados obtenidos en el laboratorio

de la semana de muestreo y datos históricos proporcionados por la PTAR – CMQ.

En la primera columna de la Tabla 17, los cuadros de color verde son los

parámetros analizados en el laboratorio, y los cuadros de color blanco aquellos

parámetros medidos mediante un equipo multi paramétrico. Para el caso de los

parámetros medidos en el laboratorio únicamente se tomó en cuenta a la salida del

Tanque Físico – Químico o efluente final, aclarando que para la DBO5, DQO y

SOLIDOS VOLATILES se sacó un promedio de los tres días analizados, mismos

valores también estaban bajo la norma, posteriormente se tabulo en la tabla. (C =

cumple, NC = no cumple).

75

Tabla 17: Comparación parámetros analizados entre la norma AAM-MAE y DMQ


PARAMETRO EXPRESADO

COMO UNIDAD

LIMITE MAXIMO

PERMISIBLE

RESULTA

DOS

SEMANA

DEL 01

AL 05 DE

FEBRERO

DEL 2016

EN LA

PTARCM

Q

D.M.Q A.A.M-

MAE

D.M.Q A.A.M-

MAE C NC C NC

ACEITES Y

GRASAS A y G mg/l 50 70 24 • •

DEMANDA

BIOQUIMICA DE

OIXGENO (5

DIAS)

D.B.O 5 mg/l 120 250 32,33 • •

DEMANDA

QUIMICA DE

OXIGENO

D.Q.O mg/l 240 500 113,67 • •

SOLIDOS

TOTALES - mg/l - 1600 588 - - •

OXIGENO

DISUELTO O.D mg/l - 0,97 - -

HIERRO TOTAL Fe mg/l - 25 0,85 - - •

POTENCIAL DE

HIDROGENO pH - 5-9 6-9 7,3 • •

TEMPERATURA - ºC <40 <40 29,9 • •

TURBIEDAD - NTU <40 - 26,35 • - -

TENSOACTIVOS MBAS (4) mg/l 0,5 2 0,056 • •

76

Tabla 18: Comparación parámetros analizados entre la norma AAM-MAE y DMQ.

(Datos históricos Febrero 2015 PTAR- CMQ)

PARAMETRO EXPRESADO

COMO UNIDAD

LIMITE

MAXIMO

PERMISIBLE

RESULTADOS

(FEBRERO

2015 -

27/02/2015)

DMQ A.A..M -

M.A.E

D.M.Q A.A.M-

MAE C NC C NC

ACEITES Y

GRASAS A y G mg/l 50 70 5,7 • •

DEMANDA

BIOQUIMICA

DE OIXGENO (5

DIAS)

D.B.O 5 mg/l 120 250 170 • •

SOLIDOS

TOTALES - mg/l - 1600 - - - - -

OXIGENO

DISUELTO O.D mg/l - - - - - -

HIERRO TOTAL Fe mg/l - 25 - - - - -

POTENCIAL DE

HIDROGENO pH - 5-9 6-9 7,7 • •

TEMPERATURA - ºC <40 <40 20,8 • •

TURBIEDAD - NTU <40 - 35,5 • - -




(Datos históricos Mayo 2015 PTAR- CMQ)

PARAMETRO EXPRESADO

COMO UNIDAD

LIMITE

MAXIMO

PERMISIBLE RESULTADOS

(MAYO 2015 -

22/05/2015)

DMQ A.A..M

- M.A.E

D.M.Q A.A.M-

MAE C NC C NC

ACEITES Y

GRASAS A y G mg/l 50 70 <0,1 • •

DEMANDA

BIOQUIMICA

DE OIXGENO (5

DIAS)

D.B.O 5 mg/l 120 250 170 • •

DEMANDA

QUIMICA DE

OXIGENO

D.Q.O mg/l 240 500 350 • •

77

Continuación Tabla 19.

PARAMETRO EXPRESADO

COMO UNIDAD

LIMITE

MAXIMO

PERMISIBLE

RESULTADO

S (MAYO

2015 -

22/05/2015)

DMQ A.A..M -

M.A.E

D.M.Q A.A.M

-MAE C NC C NC

SOLIDOS

TOTALES - mg/l - 1600 - - - - -

OXIGENO



POTENCIAL DE

HIDROGENO pH - 5-9 6-9 7,4 • •

TEMPERATURA - ºC <40 <40 20,6 • •

TURBIEDAD - NTU <40 - 39,3 • - -




(Datos históricos Agosto 2015 PTAR- CMQ)

PARAMETRO EXPRESADO

COMO UNIDAD

LIMITE

MAXIMO

PERMISIBLE

RESULTADOS

(AGOSTO

2015 -

24/08/2015)

DMQ A.A..M

- M.A.E

D.M.Q A.A.M-

MAE C NC C NC

ACEITES Y

GRASAS A y G mg/l 50 70 0,4 • •

DEMANDA

BIOQUIMICA DE

OIXGENO (5

DIAS)

D.B.O 5 mg/l 120 250 208 • •

DEMANDA

QUIMICA DE

OXIGENO

D.Q.O mg/l 240 500 351 • •

SOLIDOS

TOTALES - mg/l - 1600 - - - - -

OXIGENO



POTENCIAL DE

HIDROGENO pH - 5-9 6-9 7,5 • •

TEMPERATURA - ºC <40 <40 20,5 • •

TURBIEDAD - NTU <40 - 55,8 • - -



78


(Datos históricos Noviembre 2015 PTAR- CMQ)

PARAMETRO EXPRESADO

COMO

UNIDA

D

LIMITE

MAXIMO

PERMISIBLE

RESULTADOS

(NOVIEMBRE

2015 -

20/11/2015)

DMQ A.A..M

- M.A.E

D.M.Q A.A.M

-MAE C NC C NC

ACEITES Y

GRASAS A y G mg/l 50 70 1,8 • •

DEMANDA

BIOQUIMICA

DE OIXGENO

(5 DIAS)

D.B.O 5 mg/l 120 250 558 • •

DEMANDA

QUIMICA DE

OXIGENO

D.Q.O mg/l 240 500 992 • •

SOLIDOS

TOTALES - mg/l - 1600 - - - - -

OXIGENO


HIERRO

TOTAL Fe mg/l - 25 - - - - -

POTENCIAL

DE

HIDROGENO

pH - 5-9 6-9 7,4 •

TEMPERATUR

A - ºC <40 <40 23,9 •

TURBIEDAD - NTU <40 - 60,2 • - -

TENSOACTIVO

S MBAS (4) mg/l 0,5 2 <0,010 • •


La

Tabla 18, Tabla 19, Tabla 20 y Tabla 21 son registros históricos de parámetros analizados

y proporcionados por la PTAR –CMQ, como se podrá observar no se tiene registros de

ciertos parámetros por el mismo hecho que no se contaba de equipos para medir dichos

parámetros. Actualmente la planta incorporo equipos multi paramétricos para tomar

mediciones de parámetros como pH, oxígeno disuelto, hierro total, temperatura.

79

CAPITULO V: EVALUACIÓN Y DIAGNÓSTICO DEL

TRATAMIENTO ACTUAL PARA LA DEPURACIÓN DE

AGUAS RESIDUALES DEL CAMAL METROPOLITANO

DE QUITO.

5.1 EVALUACIÓN DEL TRATAMIENTO ACTUAL PARA LA DEPURACION DE

AGUAS RESIDUALES DEL CAMAL METROPOLITANO DE QUITO.

5.1.1. GENERALIDADES

Los mataderos, las plantas de procesamiento de carne y las industrias asociadas a

la elaboración de subproductos generan gran cantidad de residuos líquidos y sólidos

con altas cargas orgánicas contaminantes acompañadas de la emisión de olores

desagradables. Las principales fuentes generadoras de residuos líquidos en los

mataderos son las aguas de lavado y las aguas provenientes de los procesos de

desangrado y eviscerado. Los desechos sólidos orgánicos se producen en los tamices,

separadores de grasas, en la limpieza de canales, establos y en la matanza de los

animales.

La principal fuente de contaminación se encuentra en las aguas residuales de los

mataderos que incluyen heces y orina, sangre, pelusa, lavazas, residuos de la carne y

grasas de las canales, alimentos no digeridos por los intestinos, las tripas de los

animales sacrificados, y a veces vapor condensado procedente del tratamiento de los

despojos.

Para el mantenimiento de unas normas de higiene adecuadas, la industria de

elaboración de productos cárnicos está obligada a utilizar grandes cantidades de agua,

lo que constituye un factor importante del costo de elaboración. Su tratamiento a

posteriori en la planta y su descarga final aumenta los gastos generales, por lo que

80

resulta esencial que se utilice el volumen mínimo de agua necesario para alcanzar unas

normas higiénicas adecuadas, así como la constante verificación del uso.

Los corrales o establos anexos a los mataderos suelen estar dotados de canales de

captación pavimentados y cubiertos. Las aguas están constituidas por los

desbordamientos de los depósitos, excrementos líquidos y las aguas para lavar los

corrales que contienen estiércol. Los corrales no cubiertos están expuestos a

inundaciones en las épocas de lluvias con la consiguiente lixiviación del propio

estiércol al sumidero. 49

5.1.2. ORIGEN DE LAS AGUAS RESIDUALES EN UN MATADERO

La naturaleza de estos desechos es de prever que varía considerablemente, según

que existan o no canales de captación, las prácticas de retirada del estiércol o la

frecuencia de los lavados, así como el grado en que los materiales de paja de las camas

y los restos de alimentos no utilizados se incorporan a la carga diaria y el grado de la

limpieza en seco inicial de los establos o de los vehículos de transporte. Cuando no se

respetan esas prácticas de limpieza, aumentará el número de coliformes y la carga

orgánica en las aguas residuales descargadas. Los excrementos se deben recoger secos

y apiñarse para formar un compost o un cúmulo de estiércol para la recogida periódica

con el fin de utilizarlo como abono agrícola.

Las actividades enumeradas anteriormente son los procesos primarios realizados

en los mataderos propiamente dichos a los que se añade quizá las operaciones de

tratamiento de subproductos que contribuyen a la carga de aguas residuales del

matadero. Conviene repetir que con la limpieza inicial en seco de los corrales en ciertos

departamentos se pueden reducir las cargas de aguas residuales.50

49


(file:///C:/Users/julio/Downloads/4885-16554-1-PB.pdf, 2008; pág. 32)

81

Piso de los locales de matanza: Muchos mataderos recogen la sangre para

elaborarla en las plantas de preparación de subproductos o venderla a fabricantes de

fertilizantes. Algunas plantas utilizan parte de la sangre para incorporarla a su harina de

carne y venden o regalan la restante. Esto reducirá sustancialmente la demanda de

oxígeno y colorantes de las aguas residuales descargadas en el alcantarillado.

Estiércol de las tripas: Se suele segregar de los desechos líquidos y se añade al

estiércol de los corrales para la preparación de composts, por separado. Los mataderos

de las ciudades pueden también deshacerse del estiércol con la basura. Una eliminación

por separado del estiércol de las tripas reduce la cantidad de sólidos sedimentables en

las aguas residuales que entran a la PTAR.

Lavazas del suelo y del equipo: Contienen en todos los departamentos sangre,

excrementos, carne, grasas y partículas de huesos.

Preparación de las canales: Las aguas con que se han lavado las canales contienen

sangre, carne y partículas de grasa de los recortes.

Eliminación de las cerdas de los porcinos:Las cerdas se aflojan en una caldera de

escaldado y se quitan raspándolas. La descarga de las aguas de la caldera y los restos de

los raspados contienen pelo, suciedad y costras de la piel de los cerdos que se añaden a

la carga de las aguas residuales.

Almacenamiento de los cueros:Los cueros recién extraídos en el piso para la

matanza se apilan con el lado de la carne hacia arriba y se espolvorean con sal. Una

pequeña cantidad de residuos de esas pilas, además de las aguas utilizadas para lavar

los suelos, van a parar al sistema de drenaje.

Cámara de refrigeración: Los desechos líquidos procedentes de esta unidad

tienen escasa importancia.

82

Limpieza de las entrañas: Después de extraer el contenido sólido, que se elimina

como desecho semisólido destinado a la preparación de compost, las entrañas se lavan

para extraerles su mucosidad por compresión o presión, se salan, secan, vuelven a salar

y envasan para el despacho. Los recortes y la mucosidad de las tripas se tratan para

recuperar las grasas y las proteínas. Las aguas residuales de las máquinas de limpieza

se descargan en los canales de captación para recuperar las grasas.

Cuarto de las tripas: La tripa o la parte muscular del estómago de los bovinos se

lava y escalda. Las aguas del lavado y del escaldado que contienen grasas y materia

suspendida se descargan en los canales de captación.

Lavandería: Las lavanderías de los mataderos grandes son de considerable

dimensión y pueden producir aguas residuales con una demanda bioquímica de oxígeno

de cinco días de 1300ppm. 51

La PTAR, recibe las aguas residuales generadas del proceso faenamiento de

ganado bovino, porcino, ovino de CMQ, así como también de corrales, dichas aguas

son previamente tratadas en la planta para su posterior descarga al alcantarillado

público. Cabe mencionar que el CMQ tiene un sistema de alcantarillado separado, es

decir las aguas generadas por faenamiento y corrales son evacuadas a la PTAR, y las

aguas residuales domesticas son evacuadas directamente al alcantarillado público.

En el CMQ existen naves de faenamiento para cada especie, la limpieza del silo

de bovinos el cual está ubicado en la parte inferior de la respectiva nave tiene una

capacidad de 1000 litros de sangre. Una vez faenados la sangre pasa a través de unos

drenajes y es procesada in situ. El proceso consiste en la evaporación del agua de los

sólidos coloidales por un cocimiento en seco, en un recipiente con chaqueta de vapor o

51

(EVALUACIÓN DE LOS IMPACTOS AMBIENTALES Y SUS MEDIDAS DE MITIGACION, DERIVADOS DEL CAMAL METROPOLITANO DE QUITO; Cantos Cantos & Erazo Acosta, 2008, págs. 31,32)

83

por contacto directo con el vapor, los sólidos de la sangre coagulada son desecados

hasta un 57% de humedad ya sea por una separación del sólido/liquido, o por

evaporación posterior. El agua de este proceso (agua de suero) lleva una pesada carga

contaminante, el producto final que es la harina de sangre es rica en aminoácidos y se la

vende como nutriente de los criaderos de aves y de cerdos. Toda la sangre que se

obtiene del faenado de los animales de abasto es recolectada en silos para esto existe

uno para cada especie faenada sin embargo cabe indicar que la sangre de los ovinos no

es recolectada ya que esta es comercializada en la propia nave generando un foco de

contaminación. Mientras que la sangre de bovinos y porcinos unas vez que ha llenado

los silos pequeños la sangre es bombeada hacia el silo principal donde posteriormente

se la usa para elaborar harina de sangre. Cabe indicar que no existe cooker por lo que la

sangre es un gran contamínate que genera el camal para el medio ambiente. El

promedio de sangre que es recoge en un día de faenado esta alrededor de los 6000

litros. Los silos que recolectan la sangre cuando están llenos son bombeados al silo

principal que está ubicada en el área de grasería industrial.

5.1.3. VOLUMEN DE AGUA UTILIZADA QUE PUEDE REQUERIR

TRATAMIENTO

La evaluación del volumen de agua necesaria para convertir a un animal en carne,

depende obviamente del grado de tratamiento de los subproductos que se lleva a cabo

en los locales. En el extremo inferior de la escala se utiliza la cifra de 1700 litros

aproximadamente de agua por bovino procesado como pauta, con un aumento del 25

por ciento si se lleva a cabo el tratamiento de los productos no comestibles, variando en

menor cantidad en porcinos y ovinos. La demanda bioquímica de oxígeno de las aguas

residuales podría girar en torno a las 1500 ppm. Estos niveles medios parten del

84

supuesto de una recuperación máxima de los desechos en la fuente mediante una eficaz

administración y la recuperación de subproductos.

La comparación del agua y la materia contaminantes con el número de reses

sacrificadas se considera un procedimiento más satisfactorio que la tonelada de carne

elaborada ya que el peso medio de los animales varía de un país a otro y de una región

a otra, en particular en los países en desarrollo. Obviamente dos o más animales de

menor tamaño siguen requiriendo el mismo procedimiento de preparación de la carne

individual y, por consiguiente, más agua que el peso equivalente de un animal mayor. 52

La Planta de Tratamiento de Aguas Residuales del Camal Metropolitano de Quito

(PTAR-CMQ), trata las aguas industriales producto del proceso de faenamiento de

ganado en las instalaciones del Camal Metropolitano, ubicado en el sector de La

Ecuatoriana.

El tratamiento de las aguas residuales del Camal Metropolitano, se realiza

mediante un proceso de lodos activados convencional mezcla completa.

5.1.4. PROCESO DE LODOS ACTIVADOS CONVENCIONAL

El proceso de lodos activados es un sistema de tratamiento de las aguas residuales

en el que se mantiene un cultivo biológico formado por diversos tipos de

microorganismos de características heterótrofas y el agua residual a tratar. Los

microorganismos se alimentarán de las sustancias que lleva el agua residual para

generar más microorganismos y en el proceso se forman unas partículas fácilmente

decantables que se denominan flóculos, y que en conjunto constituyen los denominados

lodos activos o biológicos.

52

(http://www.fao.org/docrep/004/t0566s/t0566s14.htm; Veall, 1993)

85

5.1.4.1.Principios de funcionamiento.

En el proceso de lodos activados pueden distinguirse dos operaciones claramente

diferenciadas: la oxidación biológica y la separación sólido-líquido.

La primera tiene lugar en el denominado reactor biológico o cuba de aireación,

donde vamos a mantener el cultivo biológico en contacto con el agua residual. El

cultivo biológico, denominado licor de mezcla, está formado por gran número de

microorganismos agrupados en flóculos conjuntamente con materia orgánica y

sustancias minerales. Dichos microorganismos transforman la materia orgánica

mediante las reacciones de oxidación biológica anteriormente mencionadas.

La población de microorganismos debe mantenerse a un determinado nivel,

concentración de sólidos en suspensión en el licor de mezcla (SSLM), para llegar a un

equilibrio entre la carga orgánica a eliminar y la cantidad de microorganismos

necesarios para que se elimine dicha carga.

En esta fase del proceso que ocurre en la cuba de aireación, es necesario un

sistema de aireación y agitación, que provoque el oxígeno necesario para permitir la

homogenización de la cuba y por tanto que todo el alimento llegue igual a todos los

organismos y que evite la sedimentación de los flóculos y el lodo.

Una vez que la materia orgánica ha sido suficientemente oxidada, lo que requiere

un tiempo de retención del agua en el reactor, el licor mezcla pasará al denominado

decantador secundario o clarificador. Aquí, el agua con lodo se deja reposar y por tanto,

los lodos floculados tienden a sedimentarse, consiguiéndose separar el agua clarificada

de los lodos.

86

El agua clarificada en el sedimentador secundario constituye el efluente que pasa

al proceso Físico - Químico y parte de los lodos floculados son recirculados de nuevo al

reactor biológico para mantener en el mismo una concentración suficiente de

organismos. El excedente de lodos, se extrae del sistema y se evacua hacia el

tratamiento de lodos.

Los sistemas de lodos activos se utilizan con frecuencia en el tratamiento de

aguas residuales urbanas e industriales. Funcionan por partidas o con flujo continuo.

Este último procedimiento, más utilizado en mataderos, precisa un suministro constante

de efluente. Puede eliminar más del 90 % de nitrógeno y de la DQO de las aguas

residuales de los mataderos e industrias cárnicas. Sin embargo, son caros de instalación

y su funcionamiento debe estar muy controlado, pues son sensibles a los cambios

bruscos de carga.53

5.1.4.2.Proceso de lodos activados

En función de los objetivos de calidad requeridos en el efluente, la depuración

puede consistir en la eliminación de la materia orgánica carbonada, o también llevar

asociada la reducción de la materia nitrogenada.

53

(“DISEÑO DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE LAS ETAPAS RIBERA Y CURTIDO PARA LA TENERÍA SAN JOSÉ”; Mecias Bustos, 2012, pág. 44)

Ilustración 27: Sistema de Lodos Activados.

87

5.1.1.1.1. Mezcla completa:

El contenido total del proceso se mezcla uniformemente. El agua residual de

entrada al proceso y los lodos recirculados, se mezclan e introducen en diversos puntos

del tanque de aireación a lo largo de un canal central.

De esta forma conseguimos que, tanto la demanda de oxígeno como la carga

orgánica sean homogéneas de un extremo al otro de la cuba de aireación. 54

5.2. SISTEMA DE ALCANTARILLADO

Los sistemas de alcantarillados pueden ser de dos tipos: convencionales o no

convencionales. En general, los convencionales han sido ampliamente utilizados,

estudiados y estandarizados. Son sistemas con tuberías de grandes diámetros que

permiten una gran flexibilidad en la operación del sistema, necesaria debido en muchos

casos a la incertidumbre en los parámetros que definen el caudal: densidad de

población y su estimación futura, a un sistema de mantenimiento inadecuado o

insuficiente, que conlleva una mayor exigencia de las normas y, por tanto, unos costos

mayores. Los sistemas no convencionales surgen como respuesta de saneamiento

básico de poblaciones con recursos económicos limitados, pero son sistemas poco

flexibles que requieren una mayor definición y control de los caudales, de un

mantenimiento intensivo y, más importante aún que la parte tecnológica, necesitan una

cultura de la comunidad que acepte y controle el sistema dentro de las limitaciones que

éstos pueden tener.

54

("ANALISIS Y EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PARA LA EMPRESA TEIMSA-AMBATO"; Freire Espín, 2012, pág. 34)

88

Los sistemas de alcantarillados convencionales se clasifican así, según el tipo de

agua que conduzcan:

Alcantarillado separado.- Un sistema de alcantarillado separado es aquel en el

cual se independiza la evacuación de las aguas residuales y lluvias. Se tiene

entonces:

- Alcantarillado sanitario.- Es el sistema de recolección diseñado para recolectar

exclusivamente las aguas residuales domésticas e industriales. Es la red

generalmente de tuberías, a través de la cual se deben evacuar en forma rápida y

segura las aguas residuales municipales (domésticas o de establecimientos

comerciales) hacia una planta de tratamiento y finalmente a un sitio de vertido

donde no causen daños ni molestias

- Alcantarillado pluvial.- El alcantarillado de aguas lluvias está conformado por

el conjunto de colectores y canales necesarios para evacuar la escorrentía

superficial producida por la lluvia. Inicialmente el agua se capta a través de los

sumideros en las calles y las conexiones domiciliarias, y se lleva a una red de

tuberías que van ampliando su sección a medida que aumenta el área de drenaje.

Posteriormente, estos colectores se hacen muy grandes y entregan su caudal a

una serie de canales de aguas lluvias, los que harán la entrega a un receptor

final, como un río, un lago, un embalse o el mar.

Alcantarillado combinado.- Es el sistema que capta y conduce simultáneamente

el 100% de las aguas de los sistemas y este puede ser :

89

- Sanitario y pluvial, pero que dada su disposición dificulta su tratamiento

posterior y causa serios problemas de contaminación al verterse a cauces

naturales.

Unir las aguas residuales con las aguas lluvias, es decir, un alcantarillado

combinado, es una solución económica inicial desde el punto de vista de la

recolección, pero no lo será tanto cuando se piense en la solución global de

saneamiento que incluye la planta de tratamiento de aguas residuales, ya que

este caudal combinado es muy variable en cantidad y calidad, lo cual genera

perjuicios en los procesos de tratamiento. Se debe procurar entonces, hasta

donde sea posible, una solución separada al problema de la conducción de aguas

residuales y aguas lluvias.55

5.2.1. SISTEMA DE ALCANTARILLADO INTERNO DEL CAMAL

METROPOLITANO DE QUITO.

“Plano Alcantarillado interno CMQ. (VER ILUSTRACION – ANEXO B)”

Previo una inspección se pudo determinar que el CMQ cuenta con un sistema de

alcantarillado combinado, el cual recoge las aguas residuales domésticas y pluviales, la

misma que tiene una longitud aproximada de 500 m, un diámetro de 300 mm de PVC

estructurada y una presión de trabajo de 120 PSI, así mismo un sistema de

alcantarillado sanitario el cual recoge las aguas residuales procedentes de los corrales,

naves de faenamiento, con una longitud aproximadamente de 1.2 Km un diámetro de

300 mm de PVC estructurada y una presión de trabajo de 120 PSI, las mismas que son

conducidas para su depuración en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales.

55

(Catedra de la Asignatura de "Alcantarillado" - Septimo Nivel; Latorre, 2014, pág. 14)

90

Las tuberías para el sistema de alcantarillado se rigen a la norma INEN del

CODIGO ECUATORIANO DE LA CONSTRUCCION; Octava Parte; SISTEMAS DE

ALCANTARILLADO, ARTÍCULO 5.2: Red de Tuberías y Colectores (INEN, 1992).

5.3. ESTIMACION DE CAUDALES GENERADOS.

5.3.1. DATOS DE PRODUCCIÓN

El Camal Metropolitano de Quito durante la semana faena los siguientes animales:

LUNES: Ganado bovino, porcino y ovino.

MARTES: Ganado bovino y porcino

MIERCOLES: Ganado bovino, porcino y ovino.

JUEVES: Ganado porcino.

VIERNES: Ganado bovino, porcino y ovino.

Tabla 22: Producción diaria de Faenamiento en el CMQ.

Fuente: PTAR-CMQ.

5.3.2. CAUDALES DE AGUAS RESIDUALES

Se realizaron aforos 5 días consecutivos, iniciando el Lunes 01 de febrero de 2016 hasta el

viernes 05 de febrero del 2016, ejecutando un aforo cada 5 minutos, en cada periodo de

tiempo de 2 horas, los mismos que fueron tomados al ingreso del Tamiz o afluente de la

PTAR, en el ingreso al Reactor Biológico, y a la salida del Físico Químico, para el mismo

Descripción del

Producto

Producción Diaria

Unidad Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes

Faenamiento de

ganado bovino u 400 40 370 _ 400

Faenamiento de

ganado porcino u 200 300 250 300 250

Faenamiento de

ganado ovino u 150 _ 200 _ 200

91

se utilizó un balde plástico de 20 litros de capacidad y un cronometro para tomar el tiempo

de llenado, obteniendo un caudal promedio diario.

Tabla 23: Registro de datos promedio del caudal que ingresa a la PTAR mediante aforos


5.3.3. AFOROS VOLUMÉTRICOS

Tomando en cuenta la hora de inicio de las actividades de producción en el CMQ,

para los días lunes, miércoles y viernes iniciaba a las 5:00 de la mañana dichas

actividades, ingresando el caudal a la PTAR a las 5:30 de la mañana, tomando esta hora

como partida para los aforos, realizando 5 aforos en intervalos de 2 horas. Y para los

días martes y jueves que las actividades de producción iniciaban las 7:00 de la mañana,

ingresando el caudal a la PTAR a las 7:30 procediendo de igual forma que lo anterior

mente mencionado, las actividades de producción durante la semana terminan a las

13:00, registrándose ingreso de caudal a la planta hasta las 14:00 aproximadamente.

5.3.3.1.ENTRADA TANQUE DE HOMOGENIZACION o AFLUENTE

En el momento de realizar los aforos en esta unidad, pudimos observar que no se

podía realizar un aforo volumétrico a diferencia de las otras unidades.


l/S m3/h

LUNES 1 febrero/2016 estiércol Roja 5.111 18.400

MARTES 2 febrero/2016 estiércol Roja 2.351 8.462

MIERCOLES 3 febrero/2016 estiércol Roja 4.770 17.173

JUEVES 4 febrero/2016 estiércol roja 3.345 12.043

VIERNES 5 febrero/2016 estiércol roja 7.377 26.556

PROMEDIO

4.591 16.527

92

Para el cálculo del caudal en esta unidad se optó por el método de vertederos de

pared delgada con contracción, de la misma manera se tomó 5 mediciones en cada

intervalo de tiempo.

CARGA HIDRAULICA DE AGUA DIARIO:

Para cada día se tomaron 5 alturas de carga hidráulica en cada periodo de tiempo

de 2 horas en el ingreso a la PTAR (tamiz), obteniendo al día un promedio de dichas

alturas.

DIA 1

Tabla 24: Cargas hidráulicas sobre el vertedero día 1 (Tanque de Homogenizacion 1).

HORA ALTURAS VERTEDERO h(cm)

1 5:30 2,424

2 7:30 1,778

3 10:00 1,536

4 12:00 1,484

5 14:00 2,676

PROMEDIO 1,9796


DIA 2




1 7:30 0,3

2 9:00 1,1

3 11:00 1,66

4 13:00 2,08

5 14:00 0,22

PROMEDIO 1,072

93

DIA 3



1 5:30 2,22

2 7:30 2,44

3 10:00 2,86

4 12:00 0,882

5 14:00 0,62

PROMEDIO 1,8044


DIA 4



DIA 5



1 5:30 2,1

2 7:30 3,18

3 10:00 3,62

4 12:00 2,78

5 14:00 0,37

PROMEDIO 2,41



1 7:30 0,58

2 9:00 1,52

3 11:00 2,01

4 13:00 2,48

5 14:00 0,4

PROMEDIO 1,398

94

PROMEDIO ALTURAS SEMANAL ENTRATA T.H

Para el modelo de cálculo tomamos los datos del día 1 (lunes 01 de febrero del

2016)

Fuente: (Hidraulica general. Volumen 1; Sotelo Avila, 1982, pág. 7)

Promedio H =Σ(`Promedios h horarios)

5

Promedio H =9,898

5

𝐏𝐫𝐨𝐦𝐞𝐝𝐢𝐨 𝐇 = 𝟏, 𝟗𝟕𝟗 𝐜𝐦

Luego:

𝐶𝑑 = 0,602 + 0,083 ℎ

𝑝

𝑄 = 2/3√2𝑔𝐶𝑑𝐿𝐻2/3

Donde:

L = 1,00 m

Cd = variable

P= indefinido

H= variable

g= 9,81 m/s2

𝐶𝑑 = 0,602 + 0,083 0,01979

0,3= 0,01979

𝑄 =2

3√2𝑔(0,609)(1)(0,01970)23

= 17,979 𝑚3/ℎ

Ilustración 28: Vertedero de cresta delgada sin contracción.

95

Tabla 29: Calculo del caudal día lunes 01 de febrero del 2016.


Tabla 30: Aforos volumétricos Caudales entrada Tanque de Homogenización.


l/s m3/h

LUNES 1 febrero/2016 estiércol roja 4,994 17,979

MARTES 2 febrero/2016 estiércol roja 1,983 7,1381

MIERCOLES 3 febrero/2016 estiércol roja 4,344 15,640

JUEVES 4 febrero/2016 estiércol roja 2,957 10,646

VIERNES 5 febrero/2016 estiércol roja 6,724 24,208

PROMEDIO

4,201 15,122


5.3.3.2.SALIDA TANQUE DE HOMOGENIZACION O INGRESO REACTOR

BIOLÓGICO.

Para el cálculo del caudal en esta unidad utilizamos el método volumétrico, el

método consiste en tomar el tiempo que demora en llenarse un recipiente de volumen

conocido. Se divide el volumen en litros entre el tiempo promedio en segundos

obteniéndose el caudal el litros sobre segundos.

Con esta fórmula se hallara el caudal:

𝐐 =𝐕

𝐭

Donde:

Q = caudal.

V= Volumen balde (20 litros).

t = tiempo de llenado.

P H Cd Q

m m

m3/s m

3/h

0,3 0,01979 0,607 0,0050 17,979

96

DIA 1

Tabla 31: Registro de caudales salida tanque de Homogenizacion (día 1).

HORA CAUDAL (l/s)

1 5:30 0,00

2 7:30 3,10

3 10:00 10,98

4 12:00 11,61

5 14:00 12,08

PROMEDIO 9,44


DIA 2:

Tabla 32: Registro de caudales salida tanque de Homogenizacion (día 2).

HORA CAUDAL (l/s)

1 7:30 0,00

2 9:00 6,12

3 11:00 11,98

4 13:00 12,02

5 14:00 11,68

PROMEDIO 10,449


DIA 3:

Tabla 33: Registro de caudales salida tanque de homogenización (día 3).

HORA CAUDAL (l/s)

1 5:30 0,00

2 7:30 9,70

3 10:00 23,50

4 12:00 10,43

5 14:00 11,98

PROMEDIO 13,904


97

DIA 4:


HORA CAUDAL (l/s)

1 7:30 0,00

2 9:00 9,53

3 11:00 10,86

4 13:00 12,15

5 14:00 12,18

PROMEDIO 11,179


DIA 5:


HORA CAUDAL (l/s)

1 5:30 12,20

2 7:30 11,86

3 10:00 12,42

4 12:00 12,42

5 14:00 12,38

PROMEDIO 12,25


CAUDAL SEMANAL SALIDA TANQUE DE HOMOGENIZACION

𝑸 =𝚺(`𝑷𝒓𝒐𝒎𝒆𝒅𝒊𝒐𝒔 𝑸 𝒅𝒊𝒂𝒓𝒊𝒐𝒔)

𝟓

𝑄 =57.229

5

𝑸 = 𝟏𝟏. 𝟒𝟒𝟔𝒎𝟑

𝒉

98

Tabla 36: Aforos volumétricos Caudales salida Tanque de Homogenización

DIAS DE

MUESTREO FECHA OLOR COLOR

CAUDAL

l/S m3/h

LUNES 1 febrero/2016 estiércol roja 2.623 9.443

MARTES 2 febrero/2016 estiércol roja 2.903 10.449

MIERCOLES 3 febrero/2016 estiércol roja 3.862 13.904

JUEVES 4 febrero/2016 estiércol roja 3.105 11.179

VIERNES 5 febrero/2016 estiércol roja 3.404 12.254

PROMEDIO

3.179 11.446


5.3.3.3.SALIDA TANQUE FÍSICO QUÍMICO O EFLUENTE FINAL.

Para el cálculo del caudal al igual que la anterior unidad, se siguió el mismo

procedimiento:

Con esta fórmula se hallara el caudal:

𝑸 =𝑽

𝒕

Donde:

Q = caudal.

V= Volumen balde (20 litros).

t = tiempo

DIA 1:

Tabla 37: Registro de caudales salida tanque Físico - Químico (día 1).

HORA CAUDAL (l/s)

1 5:30 0,00

2 7:30 0,00

3 10:00 0,00

4 12:00 4,95

5 14:00 5,37

PROMEDIO 5,159


99

DIA 2:


HORA CAUDAL (l/s)

1 7:30 0,00

2 9:00 3,06

3 11:00 6,64

4 13:00 5,14

5 14:00 5,21

PROMEDIO 5.012


DIA 3:


HORA CAUDAL (l/s)

1 5:30 0,00

2 7:30 14,43

3 10:00 1,91

4 12:00 4,50

5 14:00 16,84

PROMEDIO 9,421


DIA 4:


HORA CAUDAL (l/s)

1 7:30 0,00

2 9:00 25,00

3 11:00 3,28

4 13:00 26,88

5 14:00 33,36

PROMEDIO 22,132


100

DIA 5:


HORA CAUDAL (l/s)

1 5:30 0,00

2 7:30 1,99

3 10:00 0,48

4 12:00 2,02

5 14:00 33,36

PROMEDIO 9,461


CAUDAL SEMANAL ENTRADA FÍSICO QUÍMICO

Q =Σ(`Promedios Q diarios)

5

Q =51,196

5

𝐐 = 𝟏𝟎, 𝟐𝟑𝟗𝐦𝟑

𝐡

Tabla 42: Aforos volumétricos Caudales salida Físico - Químico


DIAS DE

MUESTREO FECHA OLOR COLOR

CAUDAL

l/S m3/h

LUNES 1 febrero/2016 - Café claro 1.433 5.159

MARTES 2 febrero/2016 - Café claro 1.392 5.012

MIERCOLES 3 febrero/2016 - Café claro 2.620 9.432

JUEVES 4 febrero/2016 - Café claro 6.148 22.132

VIERNES 5 febrero/2016 - Café claro 2.628 9.461

PROMEDIO

2.844 10.239

101

5.3.4. GENERACIÓN DE RESIDUOS SÓLIDOS Y CONSUMO DE AGUA.

Tabla 43: Residuos sólidos anuales y cantidad de agua diario. PTAR-CMQ


5.3.5. USOS DEL AGUA PARA CONSUMO INTERNO

56 En un matadero y aún más las instalaciones para subproductos requieren

amplias cantidades de agua potable. En un matadero se necesitan de 1000 a 1200 litros

de agua por res procesada y en una instalación de elaboración de subproductos hasta el

doble de esta cantidad. Estas cifras serian aún mayores si se necesitaran locales

anormalmente grandes para mantener el ganado y para servicios auxiliares. Muchas

autoridades exigen un almacenamiento de agua “en el lugar” para el consumo normal

de un día. Los mataderos deberán contar con las instalaciones necesarias (tanques

56

: (" EVALUACIÓN DE LOS IMPACTOS AMBIENTALES Y SUS MEDIDAS DE

MITIGACIÓN DERIVADOS DEL CAMAL METROPOLITANO DE QUITO"; Cantos &

Erazo, 2008, pág. 32)

Animal Residuos Sólidos Cantidad de agua diario

Tipo Peso (kg) Q(l)

Bovino

Estiércol 271628

800

C Ruminal 3967196

Pieles 2501835

Cabezas 1644063

Vísceras 2859240

Decomisos 60044

Sangre 715525

Ovino

Estiércol 25411

600

Cabezas 39932

C Ruminal 25411

Patas 116165

Vísceras 116165

Decomisos 2904

Sangre 18877

Porcino

Estiércol 47803

600

Cerdas 34460

Unto o Grasa 67202

Pezuñas 13856

Vísceras 270192

Decomisos 34640

Sangre 207147

102

elevados o cisternas) para disponer de agua potable a presión suficiente a fin de

garantizar el beneficio adecuado de los animales. Los requerimientos mínimos son:

• 500 litros por bovino;

• 300 litros por porcino;

• 250 litros por ovino o caprino.

103

Tabla 44: Consumo y requerimiento de agua por especie faenada en CMQ.


Tabla 45: Caudal diario de aguas residuales generadas en el CMQ.


ESPECIE CONSUMO DE AGUA POR RES

REQUERIMIENTO

DE AGUA POR RES

COSUMO DE

AGUA POR

RES

Unidad Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes PROMEDIO Litros m3/semana

Faenamiento de

ganado bovino u 400 40 370 0 400 302,5 800 242

Faenamiento de

ganado porcino u 200 300 250 300 250 260 600 156

Faenamiento de

ganado ovino u 150 0 200 0 200 175 600 105

ESPECIE Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes

Requerimiento de agua por

especie

m3/día m

3/día m

3/día m

3/día m

3/día m

3

GANADO BOVINO 320 32 296 0 320 0.8

GANADO PORCINO 120 180 150 180 150 0.6

GANADO OVINO 90 0 120 0 120 0.6

104

Tabla 46: Caudal diario de aguas residuales que ingresan a la PTAR.

UNIDADES Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes

m3/mes 15900 6360 16980 5400 17700

m3/día 530 212 566 180 590

m3/h 22.08 8.83 23.58 7.50 24.58

l/s 6.134 2.454 6.551 2.083 6.829

Fuente: Autores.

Cabe mencionar que las tablas: Tabla 44,Tabla 45, Tabla 46 corresponden a

valores obtenidos en base a datos o información proporcionados por funcionarios del

CMQ.

5.4. SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.

El tratamiento biológico de aguas residuales es un proceso que parece simple en

la superficie ya que utiliza procesos naturales para ayudar a la descomposición de

sustancias orgánicas, pero en realidad, es un proceso complejo que se ubica en la

intersección de la biología y bioquímica, y que no es comprendido en su totalidad.

Los tratamientos biológicos dependen de las bacterias, nematodos y otros

pequeños organismos que descomponen los residuos orgánicos mediante procesos

celulares normales. Las aguas residuales contienen generalmente una colección de

materia orgánica, compuesta por residuos, desechos y alimentos parcialmente

digeridos. También pueden contener organismos patógenos, metales pesados y toxinas.

El objetivo del tratamiento biológico de aguas residuales es la creación de un

sistema en el que los productos de la descomposición puedan ser fácilmente recogidos

para su adecuada eliminación. Los científicos han sido capaces de controlar y

perfeccionar los procesos biológicos aerobios y anaerobios para lograr la eliminación

óptima de las sustancias orgánicas existentes en las aguas residuales.

105

Estos tipos de tratamientos se utilizan en todo el mundo porque son eficaces y

económicos en comparación con muchos otros procesos de tipo mecánico o químico.

El tratamiento biológico de aguas residuales es a menudo un proceso de

tratamiento secundario, usado para remover los materiales remanentes luego de

efectuado un tratamiento primario. En el proceso de tratamiento primario del agua, se

eliminan de las aguas residuales los sedimentos o sustancias pesadas.57

5.5.1. AMPLIO RANGO DE PROCESOS BIOLÓGICOS.

Los procesos biológicos utilizados para el tratamiento de aguas residuales

incluyen aplicaciones superficiales, como son los sistemas de disposición en tanques

sépticos o aerobios; una amplia variedad de tipos de aireación, incluyendo la aireación

superficial y por rociado; procesos de lodos activados; estanques y lagunas; filtros

percoladores; y digestión anaeróbica. Los humedales construidos y diversos tipos de

filtración también son considerados procesos de tratamiento biológico

Estos tipos de métodos de tratamiento de aguas residuales pueden dividirse

generalmente en procesos anaerobios y procesos aerobios. Por “aerobio” se entiende a

un proceso en el que el oxígeno está presente, mientras que el término anaerobio

describe un proceso biológico en que el oxígeno está ausente. 58

5.5.2. TRATAMIENTO AEROBIO DE AGUAS RESIDUALES

Los procesos de tratamiento aerobios de aguas residuales incluyen diversos tipos

de tratamiento como son los de lodos activados, zanjas de oxidación, filtros

percoladores, tratamientos basados en lagunas y en la digestión aerobia. Los sistemas

de aireación difusa, por ejemplo, ayudan a maximizar la transferencia de oxígeno y

minimizar los olores a medida que las aguas residuales son tratadas. La aireación es una 57


(TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES; Ramalho, 1996, pág. 201)

106

de las primeras etapas del tratamiento debido a que las útiles bacterias y otros

organismos necesitan oxígeno para descomponer las sustancias orgánicas existentes en

las aguas residuales a tratar.

Un buen ejemplo de un método de tratamiento aerobio es el proceso de lodos

activados. Se trata de un tratamiento biológico ampliamente probado utilizado para el

tratamiento secundario de aguas residuales domésticas e industriales. Es muy adecuado

para el tratamiento de flujos de residuos ricos en contenido orgánico o biodegradable y

se usa para tratar las aguas residuales municipales; las aguas residuales generadas por el

procesamiento de pulpa y papel o las provenientes de las industrias alimenticias como

es el caso del procesamiento de la carne; y para el tratamiento de los desechos de las

industrias que elaboran corrientes de residuos que contienen moléculas de carbono.59

5.5.3. TRATAMIENTO ANAEROBIO

Por el contrario, el tratamiento anaerobio utiliza bacterias para ayudar a que el

material orgánico se degrade en un ambiente sin oxígeno. Las lagunas y los tanques

sépticos se encuentran entre los distintos métodos de tratamiento anaerobio. El

tratamiento anaeróbico más conocido es la digestión anaeróbica, que se utiliza para el

tratamiento de alimentos y efluentes provenientes de la elaboración de bebidas, de las

aguas residuales municipales, efluentes químicos y el tratamiento de residuos agrícolas.

La digestión anaerobia también puede producir biogás, que es un complemento

cada vez más importante y valioso del tratamiento de aguas residuales. Permite a los

usuarios generar una fuente de ingresos a partir del aprovechamiento de los residuos.

El tipo de tratamiento biológico seleccionado para el tratamiento de las aguas

residuales, ya sea aerobio o anaerobio — depende de una amplia gama de factores,

59


107

como por ejemplo el cumplimiento de regulaciones ambientales relacionadas con la

composición del agua descargada a las aguas superficiales como lagos, ríos o arroyos.60

5.5.4. OTROS TRATAMIENTOS

Otros tratamientos como la cloración y la adsorción por carbón activado, se

utilizan generalmente como tratamientos adjuntos a los tratamientos biológicos. Las

tecnologías basadas en el uso de membranas, tales como la ósmosis inversa y

ultrafiltración, pueden utilizarse en combinación con diferentes tipos de tratamientos

biológicos.

Puede haber casos en que los tratamientos biológicos contribuyen a la

contaminación. Esto ocurre cuando el proceso no elimina suficiente material orgánico

de las aguas residuales. Cuando se descarga esta agua tratada nominalmente,

proporciona nutrientes, como nitrógeno o fósforo, a los microorganismos que tienen

una presencia natural lo que les permite consumir demasiado oxígeno del ambiente

circundante, contribuyendo a la eutrofización, una condición perjudicial al medio

ambiente y que puede conducir a la muerte de peces y a las floraciones abundantes de

algas.

Los investigadores siguen experimentando con el agregado de elementos o

procesos a los métodos convencionales de tratamiento biológico de aguas residuales

con el fin de optimizar los aspectos del proceso. Por ejemplo, investigadores

finlandeses han añadido sulfato de hierro a las aguas residuales antes del tratamiento

biológico para reducir el fósforo en aguas residuales difíciles de tratar provenientes de

molinos de pulpa. Otros investigadores utilizan luz ultravioleta para eliminar sustancias

complicadas como es el caso de los residuos químicos y compuestos farmacéuticos. 61

60


(https://www.rwlwater.com/que-es-el-tratamiento-biologico-de-aguas-residuales/?lang=es; Daily, 2015)

108

5.6. REDISEÑO DE LAS UNIDADES OPERATIVAS DE LA PTAR – CMQ.

Para el cálculo del rediseño de la PTAR se basó en el modelo de METCALF &

EDDY, por considerar un modelo de cálculo apropiado para el proceso de lodos

activados, el mismo considera algunos datos de partida o parámetros conocidos fáciles

de identificar o determinar mediante el cálculo, de igual manera se asume ciertos

valores, nos da la pauta para escoger los mismos en base a las características y

condiciones de la planta que queremos rediseñar.

Se tomó como referencia varios autores y tesis que tratan sobre el diseño de

plantas de tratamiento de aguas residuales, obrando por el modelo de METCALF &

EDDY por lo descrito anteriormente.

5.6.1. TANQUE DE HOMOGENIZACIÓN

62 El volumen requerido para el tanque de homogeneización o compensación se

determina mediante un diagrama de los caudales a tratar, en el cual se representa el

volumen de afluente acumulado a lo largo del día. El caudal medio diario, también

representado en el mismo diagrama, es la pendiente de la línea recta trazada desde el

origen hasta el punto final del diagrama.

Para determinar el volumen necesario, se traza una recta paralela a la que define

el caudal medio diario, tangente a la curva de caudales acumulados. El volumen

requerido es igual a la distancia vertical existente entre el punto de tangencia y la línea

recta que representa el caudal medio. Si una parte de la curva de caudales acumulados

está situada por encima de la línea que representa el caudal medio, el diagrama

acumulado debe limitarse con dos líneas paralelas a la del caudal medio y tangente a las

62

(PROCESOS PARA EL TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES; Menéndez Gutierréz & Pérez Olmo, 2007, pág. 48)

109

dos curvas del Diagrama. El volumen requerido en este caso es igual a la distancia

vertical existente entre las dos tangentes.

110

Tabla 47: Datos de entrada para curva de masas - Análisis Volumétrico (Lunes 01-02-2016).

LUNES 01 -02 - 2016

DATOS DE ENTRADA PARA CURVA DE MASAS ANÁLISIS VOLUMÉTRICO

Hora Minutos Minutos

acumulados

Caudal

(m³/s)

Caudal

(m³/h)

Caudal

(m³/min)

Volumen

(m³)

Volumen

acum.

(m³)

Volumen

Entrada

(m³)

Caudal

Proceso

(m³/h)

Caudal

Proceso

(m³/min)

Volumen

Proceso

(m³)

Volumen

Almac.

(m³)

0:00:00 0,00

0,00 0,00 0,00 0,00 67,16 67,16 67,16 20,00 0,33 0,00 67,16

5:30:00 330,00

330,00 0,01 24,42 0,41 158,88 158,88 158,88 20,00 0,33 2,00 158,88

8:00:00 150,00

480,00 0,00 15,30 0,26 137,85 296,73 296,73 20,00 0,33 2,00 296,73

10:00:00 120,00

600,00 0,00 12,27 0,20 149,50 446,23 446,23 20,00 0,33 2,00 446,23

12:30:00 150,00

750,00 0,00 11,65 0,19 280,07 726,30 726,30 20,00 0,33 2,00 726,30

14:00:00 90,00

840,00 0,01 28,36 0,47 0,00 726,30 726,30 20,00 0,33 2,00 726,30


111

Grafico 7: Curva Caudal vs Tiempo. (Lunes 01-02-2016.)


Volumen T.H (Lunes) = 260m3


0,00

10,00

20,00

30,00

0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 800,00 900,00

Cau

dal

(m

³/h

)

Tiempo (segundos)

Caudal vs Tiempo Lunes 01/02/2016

0,000

100,000

200,000

300,000

400,000

500,000

600,000

700,000

800,000

0:0

0:0

0

2:2

4:0

0

4:4

8:0

0

7:1

2:0

0

9:3

6:0

0

12

:00

:00

14

:24

:00

16

:48

:00

Vo

lum

en

Acu

mu

lad

o (

m³)

Tiempo (h)

Curva de Masa Lunes 01/02/2016

Grafico 6: Curva de Masa. (Lunes 01-02-2016.)

112

Tabla 48: Datos de entrada para curva de masas - Análisis Volumétrico (Martes 02-02-2016)

MARTES 02 -02 - 2016



acumulados

Caudal

(m³/s)

Caudal

(m³/h)

Caudal

(m³/min)

Volumen

(m³)

Volumen

acum.

(m³)

Volumen

Entrada

(m³)

Caudal

Proceso

(m³/h)

Caudal

Proceso

(m³/min)

Volumen

Proceso

(m³)

Volumen

Almac.

(m³)

0:00:00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 2,90 2,90 2,90 20,00 0,33 2,00 2,90

5:30:00 330,00 330,00 0,00 1,05 0,02 33,89 33,89 33,89 20,00 0,33 2,00 33,89

8:00:00 150,00 480,00 0,00 7,42 0,12 106,06 139,96 139,96 20,00 0,33 2,00 139,96

10:00:00 120,00 600,00 0,00 13,79 0,23 207,33 347,29 347,29 20,00 0,33 2,00 347,29

12:30:00 150,00 750,00 0,01 19,38 0,32 140,30 487,58 487,58 20,00 0,33 2,00 487,58

14:00:00 90,00 840,00 0,00 0,66 0,01 0,00 487,58 487,58 20,00 0,33 2,00 487,58


113

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

300,00

350,00

400,00

450,00

500,00

550,00

0:0

0:0

0

2:2

4:0

0

4:4

8:0

0

7:1

2:0

0

9:3

6:0

0

12

:00

:00

14

:24

:00

16

:48

:00

Vo

lum

en

Acu

mu

lad

o (

m³)

Tiempo (h)

Curva de Masa Martes 02/02/2016


Volumen T.H (Martes) = 235m3


0,00

10,00

20,00

100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 800,00 900,00

Cau

dal

(m

³/h

)

Tiempo (c/5minutos)

Caudal vs Tiempo Martes 02/02/2016

Grafico 8: Curva de Masa. (Martes 02-02-2016.)

Grafico 9: Curva Caudal vs Tiempo. (Martes 02-02-2016.)

114

Tabla 49: Datos de entrada para curva de masas - Análisis Volumétrico (Miércoles 03-02-2016).

MIERCOLES 03 -02 - 2016



acumulados

Caudal

(m³/s)

Caudal

(m³/h)

Caudal

(m³/min)

Volumen

(m³)

Volumen

acum.

(m³)

Volumen

Entrada

(m³)

Caudal

Proceso

(m³/h)

Caudal

Proceso

(m³/min)

Volumen

Proceso

(m³)

Volumen

Almac.

(m³)

0:00:00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 58,81 58,81 58,81 20,00 0,33 2,00 58,81

5:30:00 330,00 330,00 0,01 21,38 0,36 184,20 184,20 184,20 20,00 0,33 2,00 184,20

8:00:00 150,00 480,00 0,01 24,67 0,41 280,13 464,32 464,32 20,00 0,33 2,00 464,32

10:00:00 120,00 600,00 0,01 31,36 0,52 229,27 693,59 693,59 20,00 0,33 2,00 693,59

12:30:00 150,00 750,00 0,00 5,32 0,09 59,19 752,78 752,78 20,00 0,33 2,00 752,78

14:00:00 90,00 840,00 0,00 3,13 0,05 0,00 752,78 752,78 20,00 0,33 2,00 752,78


115

0,00

10,00

20,00

30,00

0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 800,00 900,00

Cau

dal

(m

³/h

)

Tiempo (c/5minutos)

Caudal vs Tiempo Miercoles 03/02/2016

Grafico 11: Curva Caudal vs Tiempo. (Miércoles 03-02-2016.)


Volumen T.H (miércoles) = 290m3


0,00

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

600,00

700,00

800,00

0:0

0:0

0

2:2

4:0

0

4:4

8:0

0

7:1

2:0

0

9:3

6:0

0

12

:00

:00

14

:24

:00

Vo

lum

en

Acu

mu

lad

o (

m³)

Tiempo (h)

Curva de Masa Miercoles 03/02/2016

Grafico 10: Curva de Masa. (Miércoles 03-02-2016.)

116

Tabla 50: Datos de entrada para curva de masas - Análisis Volumétrico (Jueves 04-02-2016).

JUEVES 04 -02 - 2016



acumulados

Caudal

(m³/s)

Caudal

(m³/h)

Caudal

(m³/min)

Volumen

(m³)

Volumen

acum.

(m³)

Volumen

Entrada

(m³)

Caudal

Proceso

(m³/h)

Caudal

Proceso

(m³/min)

Volumen

Proceso

(m³)

Volumen

Almac.

(m³)

0:00:00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 10,63 10,63 10,63 20,00 0,33 2,00 10,63

7:30:00 450,00 450,00 0,00 2,83 0,05 59,64 59,64 59,64 20,00 0,33 2,00 59,64

8:00:00 90,00 480,00 0,00 12,08 0,20 152,41 212,05 212,05 20,00 0,33 2,00 212,05

10:00:00 120,00 600,00 0,01 18,41 0,31 273,03 485,08 485,08 20,00 0,33 2,00 485,08

12:30:00 150,00 750,00 0,01 25,28 0,42 188,31 673,39 673,39 20,00 0,33 2,00 673,39

14:00:00 90,00 840,00 0,00 1,62 0,03 0,00 673,39 673,39 20,00 0,33 2,00 673,39


117

0,000

100,000

200,000

300,000

400,000

500,000

600,000

700,000

800,000

0:0

0:0

0

2:2

4:0

0

4:4

8:0

0

7:1

2:0

0

9:3

6:0

0

12

:00

:00

14

:24

:00

Vo

lum

en

Acu

mu

lad

o (

m³)

Tiempo (h)

Curva de Masa Jueves 04/02/2016

0,00

10,00

20,00

30,00

0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 800,00 900,00

Cau

dal

(m

³/h

)

Tiempo

Caudal vs Tiempo Jueves 04/02/2016

Grafico 13: Curva Caudal vs Tiempo. (Jueves 04-02-2016.)


Volumen T.H (Jueves) = 395m3


Grafico 12: Curva de Masa. (Jueves 04-02-2016.)

118

Tabla 51: Datos de entrada para curva de masas - Análisis Volumétrico (Viernes 05-02-2016)

.

VIERNES 05 -02 - 2016



acumulados

Caudal

(m³/s)

Caudal

(m³/h)

Caudal

(m³/min)

Volumen

(m³)

Volumen

acum.

(m³)

Volumen

Entrada

(m³)

Caudal

Proceso

(m³/h)

Caudal

Proceso

(m³/min)

Volumen

Proceso

(m³)

Volumen

Almac.

(m³)

0:00:00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 54,07 54,07 54,07 20,00 0,33 2,00 54,07

5:30:00 330,00 330,00 0,01 19,66 0,33 225,94 225,94 225,94 20,00 0,33 2,00 225,94

8:00:00 150,00 480,00 0,01 36,82 0,61 408,16 634,10 634,10 20,00 0,33 2,00 634,10

10:00:00 120,00 600,00 0,01 44,81 0,75 467,84 1101,94 1101,94 20,00 0,33 2,00 1101,94

12:30:00 150,00 750,00 0,01 30,04 0,50 220,40 1322,33 1322,33 20,00 0,33 2,00 1322,33

14:00:00 90,00 840,00 0,00 1,44 0,02 0,00 1322,33 1322,33 20,00 0,33 2,00 1322,33


119

Grafico 14: Curva de Masa. (Viernes 05-02-2016.)


Volumen T.H (Viernes) = 500m3


0,000

200,000

400,000

600,000

800,000

1000,000

1200,000

1400,000

0:0

0:0

0

2:2

4:0

0

4:4

8:0

0

7:1

2:0

0

9:3

6:0

0

12

:00

:00

14

:24

:00

Vo

lum

en

Acu

mu

lad

o (

m³)

Tiempo (h)

Curva de Masa Viernes 05/02/2016

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 800,00 900,00

Cau

dal

(m

³/h

)

Tiempo (minutos)

Caudal vs Tiempo Viernes 05/02/2016

Grafico 15: Curva Caudal vs Tiempo. (Viernes 05-02-2016.)

120

Para el cálculo del volumen del tanque de homogenización en cada uno de los

días, se mide la diferencia de volumen entre los valores máximo y mínimo de la curva,

con respecto a la recta trazada. Los volúmenes obtenidos de cada día fueron:

Tabla 52: Volúmenes diarios del Tanque de Homogenización.


Entre los días de mayor faenamiento se escogió el día viernes en donde se obtuvo

el máximo volumen, por lo que consideraremos dicho valor, al mismo multiplicamos

por un “factor de seguridad FS= 1.2, que generalmente se lo hace para la construcción

de tanques de homogenización o compensación”. (DISEÑO DE UN SISTEMA DE

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PARA EL INSTITUTO NACIONAL

DE MEDICINA LEGAL Y CIENCIAS FORENSES SEDE BOGOTA; Montoya

Giraldo, Alape Osorio, & Gutierrez, 2006, pág. 29).

V= 500*1,2

V = 600,00 m3

DIA VOLUMEN (m3)

Lunes 260

Martes 235

Miércoles 290

Jueves 395

Viernes 500

121

Las dimensiones serían las siguientes:

ANCHO: 18m

LARGO: 11m.

PROFUNDIDAD ALTA: 3,5m.

PROFUNDIDAD BAJA: 2.5m.

VOLUMEN TOTAL: 594 m3

~ 600 m3


11.00

18.00

3.5

0

2.5

0

18.52

Ilustración 29: Tanque de Homogenizacion de 600 m3 (rediseño)

122

5.6.2. REACTOR BIOLÓGICO

DATOS DE PARTIDA:

So= 1113,67 mg/l de DBO5. Concentración de materia biodegradable en el afluente

del Reactor

S= 222,73 mg/l de DBO5. Concentración de materia biodegradable en el efluente

del Reactor

Xo= 3000 mg/l de SSV. Concentración de sólidos suspendidos volátiles en el licor

de mezcla.

Q= 480 m3/d

Y= 0,65. Coeficiente de crecimientos de microrganismos

Kd= 0,06. Coeficiente de mortandad.

Cm= 0,3

Tabla 53: Valores de coeficientes cinéticos para el proceso de lodos activados.

(METCALF & EDDY)

Coeficientes Unidades para SSV Rangos Típico

Y Mg SSV/ mg DBO5 0,4 – 0,8 0,6

kd d-1

0,0025 – 0,0075 0,06

k mg/L DBO5 25 - 100 60

Tabla 54: Relación entre carga, másica y eliminación de DBO5 en un Reactor Biológico.

(METCALF & EDDY)

RELACIÓN ENTRE CARGA, MÁSICA Y ELIMINACION DE DBO5 EN UN

REACTOR BIOLÓGICO

CM (*) RENDIMIENTO (%)

1.0 80

0.8 83

0.5 87

0.4 88

0.3 90

0.2 92

0.1 93

0.05 94

(*) CM: En kg DBO5 entrada día/kg MLSS en cuba.

123

Tabla 55: Coeficientes cinéticos para el proceso de lodos activados (METCALF & EDDY)

Coeficiente Unidades Intervalo Típico

K d – 1 2 -10 5

Ks mg/l BDO5 25 - 100 60

mg/l BQO 15 - 70 40

Y mg SSV/mg BDO5 0.4 - 0.8 0.6

Kd d – 1 0.025 - 0.075 0.06

𝑘𝑔𝐷𝐵𝑂 =𝑄 𝑥 𝑆𝑜

1000

𝑘𝑔𝐷𝐵𝑂 =480

𝑚3𝑑

𝑥 1113,67 𝑚𝑔/𝑙

1000

𝑘𝑔𝐷𝐵𝑂 = 534,56

EFICIENCIA BASADA EN DBO5.

𝐸 =𝑆𝑜 − 𝑆

𝑆𝑜𝑥100

𝐸 =1113,67 − 222,73

1113,67𝑥100

𝑬 = 𝟖𝟎. 𝟎𝟎%

EDAD DE LODOS (Ef.). Formula de Gremont.

𝐸𝑓. =1

(0,2. 𝐶𝑚 + 𝐶𝑚1,445)𝑥100

𝐸𝑓. =1

(0,2 ∗ 0,3 + (0,3)1,445)𝑥100

𝑬𝒇. = 𝟒, 𝟐𝟓 𝒅𝒊𝒂𝒔 = 𝟓 𝒅𝒊𝒂𝒔

124

VOLUMEN DEL REACTOR BIOLÓGICO (Vr.).

𝑉𝑟. =𝜃𝑐 𝑥 𝑄 𝑥 𝑌 𝑥 (𝑆𝑜 − 𝑆)

𝑋(1 + 𝑘𝑑. 𝜃𝑐)𝑥100

𝑉𝑟. =5 𝑥 480 𝑥 0,65 𝑥 (1113,67 − 222,73)

3000(1 + 0,06 ∗ 5)𝑥100

𝑉𝑟. = 356,38 𝑚3

Al valor de volumen obtenido se le multiplica por un factor de seguridad (fs = 1.1)

𝑽𝒓. = 𝟑𝟗𝟐, 𝟎𝟏 𝒎𝟑

De acuerdo al volumen obtenido, las dimensiones del tanque para el Reactor Biológico

serán:

ALTURA EFECTIVA (h): 3,5 m.

LARGO (L): 16 m.

ANCHO (A): 7 m.

𝑉𝑟𝑒𝑎𝑙. = 392,00𝑚3.

PRODUCCION DE LODOS (IF.).

𝐼𝐹 = 1.2 𝑥 𝐶𝑚0,23

𝐼𝐹 = 1.2 𝑥 0,30,23

𝑰𝑭 = 𝟎, 𝟗𝟏𝟎

LODOS OBSERVADOS (Y obs.).

𝑌𝑜𝑏𝑠 =𝑌

1 + 𝑘𝑑 ∗ 𝜃𝑐

𝑌𝑜𝑏𝑠 =0,65

1 + 0,06 ∗ 5

𝒀𝒐𝒃𝒔 = 𝟎, 𝟓𝟎 𝒌𝒈/𝒌𝒈

PRODUCCION DIARIA DE LODO ACTIVADO (Px.).

𝑃𝑥 = 𝑌 𝑜𝑏𝑠 ∗ 𝑄(𝑆𝑜 − 𝑆) 𝑥 (103𝑔

𝑘𝑔)−1

𝑃𝑥 = 0,50 ∗ 480(1113,67 − 222,73) 𝑥 (103𝑔

𝑘𝑔)−1

𝑷𝒙 = 𝟐𝟏𝟑, 𝟖𝟑 𝒌𝒈/𝒅𝒊𝒂.

125

CALCULO DE LA DEMANDA DE OXIGENO (Px.).

- Masa de BDO consumida en el proceso.

𝐷𝐵𝑂𝐿𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎 =𝑄(𝑆𝑜 − 𝑆)

0,7𝑥

1𝑘𝑔

1000𝑔

f= factor de conversión de DBO5 en DBOL (0,45 – 0,68)

𝐷𝐵𝑂𝐿𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎 =480(1113,67 − 222,73)

0,7𝑥

1𝑘𝑔

1000𝑔

𝑫𝑩𝑶𝑳𝒄𝒐𝒏𝒔𝒖𝒎𝒊𝒅𝒂 = 𝒌𝒈𝑫𝑩𝑶

𝒅𝒊𝒂= 𝟔𝟏𝟎, 𝟗𝟑.

- Demanda de oxigeno requerido para degradar DBO consumida.

𝑘𝑔𝑂2

𝑑𝑖𝑎=

𝑄(So − S)𝑥(103𝑔/𝑘𝑔)−1

𝑓− 1.42(𝑃𝑥)

f= factor de conversión de DBO5 en DBOL (0,45 – 0,68)

𝑘𝑔𝑂2

𝑑𝑖𝑎= 610,93 − 1.42(213,83)

𝒌𝒈𝑶𝟐

𝒅𝒊𝒂= 𝟑𝟎𝟕, 𝟑𝟎

DETERMINACION DE LA RELACION F/M (alimento / microrganismo).

𝐹

𝑀=

𝑆𝑜

𝑇𝑅𝐻. 𝑋

𝑇𝑅𝐻 = 𝑉𝑟/𝑄

𝑇𝑅𝐻 = 392.00/480

𝑇𝑅𝐻 = 392.00/480

𝑇𝑅𝐻 = 0,82 𝑑𝑖𝑎𝑠 = 19,6 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠

𝐹

𝑀=

1113,67

0,820 ∗ 3000,00

𝑭

𝑴= 𝟎, 𝟒𝟓𝟓

CARGA VOLUMETRICA (Cv).

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 (𝑘𝑔

𝑚3𝑥 𝑑) =

𝑆𝑜𝑄

𝑉𝑟(

11000𝑘𝑔

𝑑)

126

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 (𝑘𝑔

𝑚3𝑥 𝑑) =

1113,67 ∗ 480

392,00(

11000𝑘𝑔

𝑑)

𝑪𝒂𝒓𝒈𝒂 𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂 (𝒌𝒈

𝒎𝟑𝒙 𝒅) = 𝟏𝟑, 𝟔𝟒 𝒌𝒈𝑫𝑩𝑶/𝒎𝟑. 𝒅𝒊𝒂

GASTO DE AIRE REQUERIDO.- Es la cantidad teórica de aire necesaria,

suponiendo que el contenido de oxígeno en el aire es del 21%.

𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑛𝑒𝑐𝑒𝑠𝑎𝑟𝑖𝑎 (𝑐𝑎𝑛) =𝑜𝑥𝑖𝑔𝑒𝑛𝑜 𝑟𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑜

𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑖𝑟𝑒 ∗ 0,21

Densidad del aire = 1,21kg/𝑚3

𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑛𝑒𝑐𝑒𝑠𝑎𝑟𝑖𝑎 (𝑐𝑎𝑛) =307,30

1.21 ∗ 0,21

𝑪𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒅𝒆 𝒂𝒊𝒓𝒆 𝒏𝒆𝒄𝒆𝒔𝒂𝒓𝒊𝒂 (𝒄𝒂𝒏) = 𝟏𝟐𝟎𝟗, 𝟑𝟔 𝒎𝟑/𝒅𝒊𝒂.

5.6.3. SEDIMENTADOR SECUNDARIO

AREA DEL SEDIMENTADOR SECUNDARIO.

𝐴 =𝑄

𝐶𝑠

Donde:

- A= área del sedimentador secundario (m2).

- Q= 480 m3/día = 20m3/h: caudal (m3/h)

- Cs= 0,9 (Tabla 56): carga superficial (m3/mxd)

- So= 1442 mg/l de DBO5. Concentración de materia biodegradable en el afluente

del Sedimentador

- S= 229,67 mg/l de DBO5. Concentración de materia biodegradable en el efluente

del Sedimentador.

Tabla 56: Consideraciones de diseño de decantación primaria. (METCALF & EDDY).

Parámetros Proceso Convencional y

Contacto Estabilización.

Aireación Prolongada

Carga superficial (m3/m

2/h) Qmed < 0,8

Qmax < 1,5

Qmed < 0,5

Qmax < 0,9

Carga sólidos a MLSS >

2.500 ppm (kg/m2/h)

Qmed < 2,5

Qmax < 4,9

Qmed < 1,8

Qmax < 3,2

Q/ml de vertedero (m3/h) Qmed < 12

Qmax < 20

Calado Cilíndrico (m) >3

127

𝐴 =20 𝑚3/h

0,9 (𝑚3/𝑚2/h)

𝑨 = 𝟗, 𝟔𝟎 𝒎𝟐

DIAMETRO DEL SEDIMENTADOR.

𝜃 = √4 𝑥𝐴

𝜋𝑥2

𝜃 = √4 𝑥9,60

𝜋𝑥2

𝜽 = 𝟕, 𝟓𝟐𝒎

REPARTO CENTRAL.

𝑅 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑙 = 𝜃 𝑥 25%

𝑅 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑙 = 7,52 𝑥 25%

𝑹 𝒄𝒆𝒏𝒕𝒓𝒂𝒍 = 𝟏, 𝟖𝟖𝟏 𝒎

CARGA DE SÓLIDOS

𝐶𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠 =𝑋. 𝑄𝑝𝑢𝑛𝑡𝑎

𝐴

X = flujo de sólidos.

𝐶𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠 =3,74𝑥480

9,60

𝑪𝒔𝒐𝒍𝒊𝒅𝒐𝒔 = 𝟑, 𝟑𝟔𝟔 𝒌𝒈/𝒎𝟐. 𝒉.

Tabla 57: Flujo de sólidos para sedimentadores secundarios. METCALF & EDDY.

Concentración

de sólidos

(mg/L)

1000 1500 2000 2500 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

Velocidad de

sedimentación

inicial. m/h

4,14 3,07 2,27 1,68 1,25 0,68 0,38 0,21 0,11 0,06 0,03

Flujo de

sólidos.

Kgm2*h

4,14 4,60 4,54 4,21 3,74 2,74 1,88 1,24 0,79 0,50 0,31

ALTURA DE REPARTO.

𝐻𝑟𝑒𝑝𝑎𝑟𝑡𝑜 = 14⁄ 𝑥 𝑐𝑎𝑙𝑎𝑑𝑜

128

Tabla 58: Calados para Sedimentadores Secundarios. (METCALF & EDDY)

Diámetro Calado

Recomendado Mínimo

< 12m 3,30 3,00

12 – 21 m 3,60 3,30

21 – 30 m 3,90 3,60

30 – 42 m 4,20 3,90

>42 m 4,50 4,20

Profundidad (Tabla 58) = 3,30

𝐻𝑟𝑒𝑝𝑎𝑟𝑡𝑜 = 14⁄ 𝑥 3,30

𝐻𝑟𝑒𝑝𝑎𝑟𝑡𝑜 = 14⁄ 𝑥 3,30

𝑯𝒓𝒆𝒑𝒂𝒓𝒕𝒐 = 𝟎, 𝟖𝟐𝟓𝒎

CARGA DEL VERTEDERO.

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑒𝑑𝑒𝑟𝑜 =𝑄

𝜋 𝑥 𝜃

𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑒𝑑𝑒𝑟𝑜 =20

𝜋 𝑥 7,52

𝑪𝒂𝒓𝒈𝒂 𝒅𝒆𝒍 𝒗𝒆𝒓𝒕𝒆𝒅𝒆𝒓𝒐 = 𝟎, 𝟖𝟒𝟔 𝒎𝟐/𝒔

ANCHO DEL SEDIMENTADOR.

𝐴𝑛 = √𝐴

2

𝐴𝑛 = √22,22

2

𝑨𝒏 = 𝟑, 𝟑𝟑 𝒎

LARGO DEL SEDIMENTADOR.

𝐿𝑔 =𝐴

𝐴𝑛

𝐿𝑔 =22,22

3,33

𝑳𝒈 = 𝟔, 𝟔𝟕 𝒎.

VOLUMEN DEL SEDIMENTADOR.

𝑉 = 𝐴𝑛 𝑥 𝐿𝑔 𝑥 ℎ

129

Tabla 59: Parámetros de diseño para sedimentadores rectangulares y circulares en el

tratamiento primario (METCALF & EDDY).

Tipo de tanque Intervalo Típico

Rectangular: 3 – 4,5 3,6

Profundidad (m) 15 – 90 25 – 40

Longitud (m) 3 – 25 5 – 10

*Anchura (m) 0,6 – 1,2 0,9

Velocidad de los rascadores

(m/min) 0,6 – 1,2 0,9

Circular:

Profundidad (m) 3 – 4,5 3,6

Longitud (m) 3 – 60 12 – 45

Pendiente de la solera

(mm/m) 6,25 – 16 8

Velocidad de los rascadores

(r/min) 0,02 – 0,05 0,03

Altura (Tabla 59) = 3,90

𝑉 = 3,33 𝑥 6,67 𝑥 3,90

𝑽 = 𝟖𝟔, 𝟔𝟕 𝒎𝟑

Según (https://es.scribd.com/doc/314816268/Tanques-de-Sedimentacion; jhan

Pool, s.f.). Los sedimentadores secundarios con capacidades de hasta 300 m3 pueden

ser diseñados sin mecanismo de barrido de lodos, debiendo ser de tipo cónico o

piramidal, con una inclinación mínima en las paredes de la tolva del 10% (tipo

Dormund):

Según lo mencionado anteriormente se consideró una inclinación de 60° en las

paredes de la tolva.



𝑆𝑜𝑥100

𝐸 =1442,00 − 229,67

1442,00𝑥100

130

𝑬 = 𝟖𝟒. 𝟎𝟎%

TIEMPO DE RETENCIÓN HIDRAULICO.

𝑇𝑅𝐻 = 𝑄/𝑉

𝑇𝑅𝐻 = 20/86,67

𝑻𝑹𝑯 = 𝟎, 𝟐𝟑 𝒉𝒐𝒓𝒂𝒔.

RECIRCULACION DE LODOS:

Esto se expresa mediante la siguiente expresión, que resulta de realizar un

balance de sólidos en el reactor:

𝑆𝑆𝑇𝑅𝑒𝑎𝑐 ∗ (𝑄 + 𝑄𝑅) = 𝑆𝑆𝑇𝑆𝑒𝑑 ∗ 𝑄𝑅

Al cociente

𝑄

𝑄𝑅= 𝑅

Lo llamaremos relación de recirculación R, y sustituyendo en la ecuación

anterior, se llega a la siguiente expresión:

𝑅

1 + 𝑅=

𝑆𝑆𝑇𝑅𝑒𝑎𝑐

𝑆𝑆𝑇𝑆𝑒𝑑

Sean los siguientes valores:

𝑺𝑺𝑻𝑹𝒆𝒂𝒄 = 15512 𝑚𝑔/𝑙 Sólidos Suspendidos Totales en los reactores, en mg/l

𝑺𝑺𝑻𝑺𝒆𝒅 = 6518 𝑚𝑔/𝑙 Sólidos Suspendidos Totales en el sedimentador, en mg/l

𝑸 = 20 𝑚3/ℎ Caudal afluente a la planta

𝑸𝑹 – Caudal de recirculación (bombas de recirculación de lodos)

𝑹 =𝑺𝑺𝑻𝑹𝒆𝒂𝒄

𝑺𝑺𝑻𝑺𝒆𝒅−𝑺𝑺𝑻𝑹𝒆𝒂𝒄

Sustituyendo en la ecuación

𝑹

𝟏 + 𝑹=

15512

6518= 2.3798

131

Despejando obtengo

𝑹 =𝑺𝑺𝑻𝑹𝒆𝒂𝒄

𝑺𝑺𝑻𝑺𝒆𝒅−𝑺𝑺𝑻𝑹𝒆𝒂𝒄=

𝟔𝟓𝟏𝟖

𝟏𝟓𝟓𝟏𝟐 − 𝟔𝟓𝟏𝟖 = 0.724

𝑹 = 0.7

Entonces el caudal de recirculación es:

𝑸𝑹 = 𝑹 ∗ 𝑸 = 0.7 ∗ 20 𝑚3/ℎ = 14 𝑚3/ℎ.

INDICE VOLUMETRICO DE LODOS (IVL)

El índice se expresa en ml/g, y la calidad del lodo se evalúa de acuerdo a la

siguiente escala:

𝑰𝑽𝑳 < 90 𝑚𝑙/𝑔 − 𝑒𝑥𝑐𝑒𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑠𝑒𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑

𝟗𝟎 < 𝐼𝑉𝐿 < 150 𝑚𝐿/𝑔 − 𝑏𝑢𝑒𝑛𝑎 𝑠𝑒𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑

𝑰𝑽𝑳 > 150 𝒎𝑳/𝒈 − 𝑚𝑎𝑙𝑎𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑

Sean los siguientes valores:

Resultado Prueba de sedimentación de lodos = 705 𝑚𝑙/𝑙

𝑺𝑺𝑻𝑹𝒆𝒂𝒄 = 15512mg

L= 15.512 g/l

Para estos valores, se calcula:

𝑰𝑽𝑳 = 705

15.512 = 45 𝑚𝐿 𝑔⁄ ,

Como el 𝑰𝑽𝑳 < 90 𝑚𝑙/𝑔, entonces el lodo generado tiene excelentes características de

sedimentabilidad.

5.6.4. TANQUE FÍSICO – QUÍMICO

CARACTERISTICAS:

- Coagulación mezcla rápida: 3 s.

- Floculación hidráulica: 20 min.

- Sedimentación con manto de lodos: 2 h.

- Tanque de equilibrio: 30 min.

132

- Tiempo de Residencia (t): 3 h.

- Caudal (Q): 20 m3/h.

- So= 229,67 mg/l de DBO5. Concentración de materia biodegradable en el afluente

del Sedimentador

- S= 32,33 mg/l de DBO5. Concentración de materia biodegradable en el efluente del

Sedimentador.

VOLUMEN DEL EQUIPO MODULAR:

𝑉 = 𝑄 ∗ 𝑡

𝑉 = 20 ∗ 3

𝑉 = 60 𝑚3.

SUPERFICIE DEL TANQUE.

ALTURA (h)= 2,5 m. (asumido).

𝑆 = 𝑉 ∗ ℎ

𝑆 = 60 ∗ 2,5

𝑆 = 24 𝑚2.

Se escoge un valor para el largo del tanque (L).

L= 6 m. (valor asumido).

ENTONCES LAS DIMENSIONES DEL TANQUE FÍSICO QUÍMICO SERA:


LARGO (L): 6 m.

ANCHO (A): 4 m.

𝑉𝑟𝑒𝑎𝑙. = 60 𝑚3.

TIEMPO DE RETENCIÓN HIDRAULICO.

𝑇𝑅𝐻 = 𝑄/𝑉

𝑇𝑅𝐻 = 20/60

𝑻𝑹𝑯 = 𝟎, 𝟑𝟑 𝒉𝒐𝒓𝒂𝒔.

133

DISTRIBUCION DE LAS DIFERENTES ZONAS EN EL TANQUE FÍSICO –

QUÍMICO

Zona de Floculación:

Tiempo de Residencia (t): 20 min.

Caudal de Ingreso (Q): 20 m3/h.

Volumen de la zona de floculación: 𝑄 ∗𝑡

60= 6,667 𝑚3

Altura (h) = 2,5 m.

SUPERFICIE DEL TANQUE (S):

𝑆 = 𝑉/ℎ

𝑆 = 6,667/2,5

𝑆 = 2,67 𝑚2.


L= 6 m. (valor asumido).

ENTONCES LAS DIMENSIONES DEL TANQUE FÍSICO QUÍMICO SERÁ:


LARGO (L): 6 m.

ANCHO (A): 0,44 m.

𝑉𝑟𝑒𝑎𝑙. = 6,67 𝑚3.

Ya que la floculación es hidráulica, debemos disponer cada 35cm una pantalla

vertical intercalando una que tope y otra que sobrepase el nivel de agua.

Zona de Sedimentación:

Tiempo de Residencia (t): 2 h.

Caudal de Ingreso (Q): 20 m3/h.

Volumen de la zona de sedimentación: 𝑄 ∗ 𝑡 = 40,00 𝑚3

Altura (h) = 2,5 m.

134


𝑆 = 𝑉/ℎ

𝑆 = 40/2,5

𝑆 = 16,00 𝑚2.


L= 4,5 m. (valor asumido).



LARGO (L): 4,5 m.

ANCHO (A): 3,56 m.

𝑉𝑟𝑒𝑎𝑙. = 40,00 𝑚3.

Zona de Equilibrio:

Altura (h) = 2,5 m. (asumido)


𝑆 = 𝑉/ℎ

𝑆 = 40/2,5

𝑆 = 16,00 𝑚2.


L= 1,5 m. (valor asumido).



LARGO (L): 1,5 m.

ANCHO (A): 3,56 m.

𝑉𝑟𝑒𝑎𝑙. = 13,33 𝑚3.



𝑆𝑜𝑥100

𝐸 =229,67 − 32,33

229,67𝑥100

𝑬 = 𝟖𝟔. 𝟎𝟎%.

135

5.6.5. FILTRO RÁPIDO A PRESIÓN

DATOS DE ENTRADA:

Caudal (Q): 20 m3/h.

Carga recomendada (Cr): 30,7 m3/m2 – hora.

AREA (A):

𝐴 =𝑄

𝐶𝑟

𝐴 =20

30,7

𝐴 = 0,651 𝑚2.

DIAMETRO DEL FILTRO RAPIDO (A):

𝐷 = 𝐴/𝜋1/2

𝐷 = 0,651/𝜋1/2

𝐷 = 0,911 𝑚.

ALTURA DEL FILTRO (h):

h= 1,5 m. se recomienda para este tipo de filtros.

PARA ESTE PROCESO ES RECOMENDABLE DOS EQUIPOS DE

FILTRACÓN.

Cada filtro deberá contener 26 ft. De material filtrante, dispuesto de la siguiente

manera:

- 10% grava gruesa

- 10% grava fina

- 20% arena gruesa

- 60% arena fina

- La arena debe ser de composición mayor al 95% de sílice comercial.

- La presión óptima de funcionamiento del filtro será de: 15 PSI

- La presión óptima de retro lavado del filtro será de: 18 PSI.

Estos valores de presión se dan por las características y condiciones del filtro.

136

Ilustración 30: Estructura del separador de sólidos.

5.7. EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES DEL CAMAL METROPOLITANO DE QUITO.

5.7.1. TRATAMIENTO PRIMARIO


El separador de sólidos es un equipo conformado por dos unidades que trabajan

en conjunto o de forma individual, ubicado en la parte superior de una estructura

metálica de soporte, que cuenta con 6 columnas cuadradas de acero 150 x 150 mm,

espesor de 8,71mm y una altura de 3.0 m, las cuales soportan una plataforma de

aluminio antideslizante de 3,50 x 3,50 m sobre la cual se ubica el equipo separador de

sólidos.


Los elementos de acero estructural cuentan con un recubrimiento epóxico, para

prevenir la corrosión, con ello evitar que la misma ocasione disminución de la

137

EQUIPO:

FABRICANTE: BROOK CROMPTON MODELO: WU-DA112MT-D IE2 4P 4KW B5

N° SERIE: 112W267410T LOCALIZACIÓN: Separador de solidos

POTENCIA: 4 Kw VOLTAJE: 400 / 690 V

VELOCIDAD: 1440 RPM FRECUENCIA: 50Hz

SEPARADOR DE SOLIDOS

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO

Motor

resistencia o perjudique el comportamiento de los elementos estructurales en

condiciones de servicio, no se encontró corrosión en toda la estructura del separador de

sólidos.

La cubierta es de acero 0,30 mm de espesor, cuenta con una caída de 15° con

perfiles tipo G, la cual se encuentra dispuesta correctamente.

En esta unidad no se percibió presencia de olores.

Se constató que la estructura en su conjunto funciona de una manera adecuada ya

que no existen vibraciones o movimientos.

Una bomba sumergible de succión con dispositivo de corte y una potencia de 25

HP, que forma parte de los equipos del separador de sólidos, succiona el agua

recolectada en el tanque de homogenización 1 hacia el quipo separador. El separador de

sólidos cuenta con un motor de 5,5 HP por unidad, dicha bomba y motor tienen las

siguientes características:

Tabla 60: Especificaciones motor - Separador de Sólidos.

Fuente: (Catastro de Equipo; METROPOLITANO, 2016, pág. 2)

138

El contenido ruminal producto del proceso en el separador de sólidos es

recolectado en un carretón para su posterior disposición y tratamiento en el área de

compostaje, esto se lo realiza una vez por semana los días viernes.

TAMIZ:

Las paredes del tamiz son de estructura metálica las mismas que presentan

desgaste en la pintura producto de la corrosión y la agresividad del agua residual, esta

problemática existe con mayor fuerza en la parte interna ya que se encuentra en

contacto directo con el agua residual.

La malla del tamiz es de acero inoxidable, la misma que conserva la curvatura

parabólica que se requiere, en su conjunto la malla no evidencia presencia de corrosión,

o algún tipo de alteración a las aberturas de la misma, permitiendo el paso del agua y la

retención de los sólidos correctamente.

Se evidenció filtraciones en la base del tamiz, específicamente en la parte lateral

bajo la tubería de ingreso del agua residual, dichas filtraciones son conducidas por la

disposición del pavimento que rodea al tamiz hacia las cunetas de recolección de aguas

lluvias, las mismas que van directamente al alcantarillado sin tratamiento, con

presencia de lluvia estas aguas residuales producto de las filtraciones se diluyen, y en

ausencia de lluvia se quedan estancadas produciendo olores y la generación de

vectores, afectando la estética en general de la planta.

139


Los sólidos de gran tamaño como son sogas, tripas, pieles, entre otros, que no

pasan por el tamiz y no ingresan al tanque de homogenización 1, son recolectados por

un operador de turno en una funda plástica grande de color verde, depositadas

temporalmente al lado oeste del tamiz; existiendo presencia de vectores y olores.

Ilustración 32: Filtración base del tamiz. Ilustración 31: Tamiz filtración y desgaste en paredes.

Ilustración 33: Cunetas de recolección de aguas lluvias.

140

Ilustración 34: Recolección de sólidos de gran tamaño en una funda plástica.


En general en esta unidad existe una excesiva generación de olores, por

consiguiente la presencia de vectores como moscos, ratas, entre otros.

No se cuantifica el porcentaje de remoción de materia orgánica en esta unidad, se

le considera como una unidad de paso, contribuyendo al proceso de tratamiento de las

aguas residuales ya que retiene sólidos de gran tamaño como son sogas, tripas, pieles,

entre otros, los mismos que al entrar en el tanque de homogenización 1 pueden causar

daños y desperfectos en los equipos.

El agua residual que ingresa al tamiz lo hace uniformemente en toda su extensión,

sin existir obstaculización o desborde.

TANQUE DE HOMOGENIZACION 1 y 2

Debido a que actualmente en la PTAR se han realizado varios cambios, se cuenta

con 2 tanques de homogenización de 180 y 600 m3 respectivamente.

141

El tanque homogenizador 1 es de hormigón armado con una resistencia de 210

kg/cm2 enterrado, cuenta con un recubrimiento epóxico en toda la superficie interna y

externa, notando la presencia de desgaste en la pintura al estar en contacto directo con

el agua residual, no se observó grietas.

El tanque de homogenización 1, cuenta con cuatro bocas de visita, las cuales 2 no

cuentan con sus respectivas tapas y aquellas que si tienen presentan corrosión.

El tanque de homogenización 2 es enterrado y recubierto con geo membrana de

polietileno de alta densidad, resistencia química y mecánica, en dicha geo membrana

no se evidencio filtraciones.

La estructura que protege al tanque homogenizador 2 no es la adecuada, ya que es

de tipo invernadero, la misma no cuenta con una apropiada ventilación, por lo que se

improvisó unas ventanas para controlar y eliminar la acumulación excesiva de calor

aumentado la putrefacción y gases que se generan en esta zona, dichas ventanas se

implementaron arbitrariamente sin un análisis previo de las condiciones reales

existentes y sus posibles soluciones, por lo que estas ventanas no son suficientes ya que

se sigue evidenciando presencia de olores en esta unidad y con ello la generación de

vectores.

Se observó que en la superficie que rodea al tanque de homogenización 2, existe

presencia de maleza, por lo que en esta zona proliferan las ratas.

Se realiza un lavado del tanque de homogenización 1 una vez por semana, dicha

actividad se lleva a cabo con aspersión de agua, por lo general los días sábados, el

tanque de homogenización 2 no se ha vaciado o lavado desde que entró en

funcionamiento

Las bombas, equipos y accesorios que existen en los tanques de homogenización

1 y 2, trabajan eficientemente, es decir se encienden o se apagan dependiendo de los

142

Tabla 61: Especificaciones Bomba Sumergible - Tanque de Homogenización 1.

Tabla 62: Especificaciones Bomba Sumergible - Tanque de Homogenizacion 2.

EQUIPO:

FABRICANTE: EBARA MODELO: DW VOX 206

N° SERIE: CM 00119 LOCALIZACIÓN: Tanque de homogenizacion 1

POTENCIA: 2,0 HP VOLTAJE: 220 V

VELOCIDAD: 3450 RPM CORRIENTE: 7,3 A

FASE:

P/N°.

- Los datos no fueron constatados en el area pero si en los manuales

373000003

- Equipo Operativo

- Si dispone de manuales

ESTADO OPERATIVO


FOTO NO DISPONIBLE POR ENCONTRARSE EL EQUIPO SUMERGIDO

Bomba Sumergible

Trifasica

niveles de agua en los tiempos establecidos, es decir cuando empieza llenarse el tanque

llega a un nivel de altura de 60 cm la bomba se enciende, mientras que durante el

vaciado del tanque llega a un nivel de altura de 40cm la bomba se apaga; estos trabajan

de forma automática y tienen las siguientes características:

Fuente: (Catastro de Equipo; METROPOLITANO, 2016, pág. 20).


EQUIPO:


N° SERIE: CM 00107 LOCALIZACIÓN: Tanque de hHomogenizacion 2

POTENCIA: 2 HP VELOCIDAD: 3450 RPM

FASE:

P/N°.


373000003

ESTADO OPERATIVO

- Equipo Operativo



SEPARADOR DE SOLIDOS


Bomba Sumergible

Trifasica

143

5.7.2. TRATAMIENTO SECUNDARIO

REACTOR BIOLÓGICO O TANQUE DE AIREACION

El reactor biológico es de acero, el cual está constituido por placas A-36 de 8mm

en la base, placas de A-36 de 6mm en las paredes, con un recubrimiento epóxico, las

mismas que al estar en contacto con las aguas residuales presentan un mayor desgaste

en las paredes internas del tanque, observando en las mismas presencia de grasa y

material adherido.

La estructura que conforma el Reactor Biológico está compuesta por perfiles IPN

250 mm para vigas principales y perfiles IPN 200 mm para vigas secundarias, en la

base perfiles IPN de 250mm con refuerzos interiores, refuerzos laterales y superiores

perfiles IPN de 200mm, los mismos que se encuentran con un recubrimiento epóxico,

evidenciando desgaste en la pintura y corrosión de los perfiles en ciertas zonas.

Observamos que la soldadura utilizada para unir todos los elementos estructurales

que conforman el tanque se colocó adecuadamente ya que hasta la fecha se ha evitado

posibles filtraciones o desprendimiento de las placas.

Las gradas son de estructura metálica con placas antideslizantes, donde se pudo

notar el desprendimiento en algunos remaches, provocando ligeros levantamientos de

las mismas, ocasionando ruidos al transitar por estas, de igual manera existe un

desgaste en la pintura con presencia de corrosión en los pasamanos.

El Reactor Biológico cuenta con pasarelas de observación de estructura metálica

y acero anti deslizante en el piso, el mismo que se encuentra con deterioro en los

remaches provocando ruido, además cuenta con rociadores de agua distribuidos

uniformemente en dos filas a lo largo del tanque mediante tuberías de PVC de 3/4” y

144

EQUIPO:

FABRICANTE: RIALANCE ELECTRIC ID. N° 6510726

N° SERIE: 1003 MF LOCALIZACIÓN: Reactor Biologico

POTENCIA: 20 HP VOLTAJE: 360 VCA (Trifásico)

VELOCIDAD: 880RPM FRECUENCIA: 60Hz

EQUIPO:

MARCA: EFFEPIZETA MODELO: SCL V5

N° SERIE: LOCALIZACIÓN: Reactor Biologico

POTENCIA: 2 HP VOLTAJE: 208 - 230 - 440 VCA

VELOCIDAD: 3520 RPM FRECUENCIA: 60Hz

Blower No. 1

- No dispone de manuales

- Los datos especificados están acorde a la placa de los equipos

ESTADO OPERATIVO:

- Equipo operativo

- Cabe indicar que No. De serie del Blower No. 4, no se pudo identificar debido al deterioro en la placa del equipo

- Aireador y Blower se encuentran en el mismo lugar

AIREADOR CON BLOWER N° 1

Aireador No. 1


Tabla 63: Especificaciones Aireador y Blower N° 1 - Reactor Biológico.

sus respectivos accesorios los mismos no se encuentran funcionando por lo que se

utiliza rociadores manuales.

Los aireadores y blowers ubicados en el Reactor Biológico, están funcionando y

operando correctamente, es decir hacen la inclusión de burbuja gruesa los aireadores y

la inclusión de burbuja fina los blowers, permitiendo a las bacterias tomar el oxígeno

presente en el Licor de Mezcla. Los aireadores y blowers tienen las siguientes

características:


La demanda de oxígeno disuelto para un óptimo funcionamiento del reactor

estima valores de 0,5 – 2,00 mg/l, valores fuera de este rango generarían problemas; si

145

se tiene bajo oxigeno empiezan las bacterias aerobias a morir, consumen su propio

protoplasma produciendo más bacterias anaerobias, provocando putrefacción; mientras

que con una elevada cantidad de oxigeno el consumo de energía aumenta. En la semana

de caracterización se registró un valor de 0,86 mg/l, valor bajo muy cercano al límite

inferior pudiendo llegar a problemas anaerobios.

En el Reactor Biológico existen 4 aireadores y 4 blowers, que trabajan

alternadamente según se requiera, dependiendo del proceso, producción, calidad del

agua residual y control operativo.

El agua que proviene del tanque homogenizador 2 y que llega al Reactor

Biológico con un caudal de 12m3/h mediante una tubería galvanizada de 3 ½ ” de

diámetro color verde, cuenta con una llave de paso tipo bola de alta presión para

controlar el caudal que ingresa al Reactor.

Al Reactor Biológico llegan tres tuberías de acero galvanizado de color rojo de

diámetro de 2 ½” del proceso de recirculación de lodos y una tubería de acero

galvanizado de 4 ½” de color celeste que sale al sedimentador secundario, estas

tuberías se encuentran funcionando adecuadamente, notando desgaste en la pintura sin

presencia de corrosión en las mismas.

Cuenta además con un controlador de caudal, que actualmente no se encuentran

en funcionamiento.

En esta unidad se obtuvo una eficiencia del 80% basada en la remoción de

DBO5. “Para plantas de este tipo de proceso de lodos activados se logran remociones

de DBO del 60 al 70% en el Reactor Biológico; por lo que se puede decir que en esta

unidad existe una adecuada remoción de DBO”.63

63

(Ingeniería de los sistemas de tratamiento y disposicion de aguas residuales.; Valdez,

Alba B., & Vázquez González, 2003, pág. 163);

146

Para definir los tiempos de purga se realizó la prueba de la sedimentación de

lodos, obteniendo valores promedios diarios como lo indica Tabla 5. La PTAR debe

tener una cantidad de lodos determinado en el reactor biológico para comprobar que su

funcionamiento es el óptimo, considerando valores de 600 – 800 mg/l; cuando se

mantiene en estos rangos solo realiza una purga cada hora, si los valores son mayores a

800 mg/l indica exceso de lodos, por lo tanto se debe aumentar el número de purgas o

tiempo de purgas, y cuando se tiene valores menores a 600mg/l indica deficiencia de

lodos por lo que se disminuye el número de purgas o tiempo de purgas; hay que

considerar que este procedimiento para definir tanto tiempo y numero de purgas,

debería complementarse y guiarse mediante índice volumétrico de lodos (IVL); en los

días de caracterización no se tuvieron valores superiores o inferiores a dicho rango, por

lo que en la planta se hace una purga de 1 minuto cada hora .


En esta planta no se realiza la cuantificación de los lodos existentes por lo tanto

se desconoce la relación F/M, índice volumétrico de lodos, tiempo de retención. “Las

relaciones bajas de F/M (alimento/microorganismo) hacen que el lodo tenga

Ilustración 35: Prueba de sedimentación de lodos.

147

características muy pobres de decantación (flóculos dispersos); mientras que cuando las

relaciones de F/M son elevadas, predominan microorganismos de naturaleza

filamentosa que provocan la inflación del lodo, que impide la sedimentación al

permanecer casi continuamente en suspensión”.64

En esta unidad se observó presencia moderada de espuma, cubriendo el 25% de la

superficie del tanque de color café claro, controlando la misma mediante aspersión de

agua.


CLARIFICADOR O SEDIMENTADOR SECUNDARIO

El sedimentador secundario o clarificador es un tanque cónico construido con

planchas de acero A-36 de 6mm de espesor, las mismas que fueron soldadas

adecuadamente, cuenta con columnas y vigas de acero estructural A-36 de 8mm de

espesor, sobre placas de acero A-36 de 12mm de espesor en la base, todos los

elementos estructurales se encuentran recubiertos con pintura epoxica, las paredes

internas presentan un mayor desgaste en la pintura al estar en contacto con las aguas

residuales.

64


Ilustración 36: Presencia moderada de espuma en el Reactor Biológico.

148

Toda la estructura del sedimentador secundario se encuentra sobre una losa de

cimentación de hormigón armado de 9,10 x 8,70 m y 400mm de espesor con una

resistencia de 210 kg/cm2, dicha losa no presenta grietas.

El sedimentador secundario cuenta con una pasarela de observación con

estructura metálica y acero anti deslizante en el piso, el mismo que se encuentra con

deterioro en los remaches provocando ruido.

El sedimentador secundario cuenta con dos blowers que forman parte del sistema

de desnatación o los llamados skimmers, que cumplen la función de absorber todos los

lodos flotantes que no sedimentaron en este tanque y recircularlos al Reactor Biológico,

en la actualidad estos equipos se encuentran funcionando en conjunto adecuadamente,

y tienen las siguientes características:


EQUIPO:

FABRICANTE: FUJI ELECTRIC MODELO: VFC 600A7W

N° SERIE: C6A622D16279Y0005 LOCALIZACIÓN: Sedimentador Secundario

POTENCIA: 4,2 - 4,5 HP VOLTAJE: 200 – 230 – 460 VCA

VELOCIDAD: CORRIENTE: 7,3 A

CORRIENTE:


11 - 12 - 5 Amp

ESTADO OPERATIVO

- Equipo Operativo



BLOWER No. 1

Blower

Tabla 64: Especificaciones Blower N° 1 - Sedimentador Secundario.

149

EQUIPO:

FABRICANTE: FUJI ELECTRIC MODELO: VFC 600A7W

N° SERIE: C6A622D16279Y0004 LOCALIZACIÓN: Sedimentador Secundario

POTENCIA: 4,5 HP VOLTAJE: 200 – 230 – 460 VCA

VELOCIDAD: CORRIENTE: 7,3 A

CORRIENTE:


11 - 12 - 5 Amp

ESTADO OPERATIVO

- Equipo Operativo



BLOWER No. 2

Blower


Una vez que el agua residual llega al sedimentador secundario se distribuye

uniformemente sobre la sección transversal del tanque, proporcionando una transición

suave entre la velocidad relativamente alta de ingreso y la velocidad descencional

uniforme de sedimentación.

Esta unidad tiene una eficiencia del 84% basada en la remoción de DBO5. “Para

plantas de este tipo de proceso de lodos activados se logran remociones de DBO del 80

al 90% en el sedimentador secundario o clarificado”65

; por lo que se puede decir que en

esta unidad existe una adecuada remoción de DBO y su óptimo funcionamiento.

Como se dijo anteriormente dependiendo de las condiciones en que se encuentre

el Reactor Biológico, se considera los tiempos y numero de purgas en el sedimentador

secundario, mientras que el caudal de recirculación de lodos en constante.

65


Alba B., & Vázquez González, 2003, pág. 133)

Tabla 65: Especificaciones Blower N° 2 - Sedimentador Secundario.

150

EQUIPO:


N° SERIE: CM64000184 LOCALIZACIÓN: Tanque Retorno de Lodos

POTENCIA: 1,5 HP VOLTAJE: 220 V

VELOCIDAD: 3450 RPM CORRIENTE: 5,1 A

FASE:

P/N°.


1599070019

- Equipo Operativo


ESTADO OPERATIVO


BOMBA SUMERGIBLE 1


Bomba Sumergible

Trifasica

Tabla 66: Especificaciones Bomba Sumergible N° 1 - Tanque Retorno de Lodos.

TANQUE DE RETORNO DE LODOS

El retorno de lodos consta de un tanque enterrado de 4,50 m3 de hormigón con

una resistencia de 210 kg/cm2, de 20 cm de espesor en sus paredes, observando en las

mismas presencia de lodo adherido. Este tanque sirve como depósito de los lodos

separados en el tanque sedimentador

Esta unidad tiene como función reciclar los lodos provenientes del sedimentador

secundario, para después recircularlos al Reactor Biológico y con ello mantener los

valores de Sólidos Suspendidos Totales (SST) en el reactor, en la PTAR se tiene un

caudal de recirculación de 13 m3/h, con lo que garantiza una adecuada relación F/M.

El lodo que sale del sedimentador secundario, un 95% es llevado por gravedad al

tanque de retorno de lodos, con la ayuda de dos bombas sumergibles se recircula el

lodo al reactor biológico donde se mezcla con el agua y sigue con el proceso biológico

de la degradación de la materia orgánica y un 5% es purgado o desechado hacia el

digestor aerobio. Las bombas sumergibles presentes en esta unidad realizan

eficientemente su función, cuentan con las siguientes características:

Fuente: (Catastro de Equipo; METROPOLITANO, Catastro de Equipo, 2016).

151

Los días Lunes a Jueves funciona la bomba 1 y de jueves a domingo funciona la

bomba 2 este proceso se lleva a cabo de forma automática.

“El lodo que se encuentra en esta unidad visualmente da una coloración café

obscuro; por lo cual asumimos que se trata de un lodo “viejo” 66.

5.7.3. TRATAMIENTO TERCIARIO

TRATAMIENTO FÍSICO – QUÍMICO

El tanque Físico - Químico es de acero, el cual está constituido por placas A-36

de 8mm en la base, placas de A-36 de 6mm en las paredes, con un recubrimiento

epóxico, las mismas que al estar en contacto con las aguas residuales presentan un

mínimo desgaste en las paredes internas del tanque ya que el agua presente en este

tanque ha pasado anteriormente por procesos de depuración.

La estructura que conforma el tanque Físico - Químico está compuesta por

perfiles IPN 250mm para vigas principales y perfiles IPN 200mm para vigas

secundarias, en la base perfiles IPN de 250mm con refuerzos interiores, refuerzos

laterales y refuerzos superiores de IPN de 200mm, los mismos que se encuentran con

un recubrimiento epóxico, evidenciando desgaste y corrosión mínimo en la parte

externa superior del tanque.

Las gradas son de estructura metálica con placas antideslizantes, donde se pudo

notar el desprendimiento en algunos remaches, provocando ligeros levantamientos de

las mismas, ocasionando ruidos al transitar por estas, de igual manera existe un

desgaste en la pintura con presencia de corrosión en los pasamanos.

El tanque Físico – Químico consta de dos cámaras, la primera a la cual llega el

agua tratada desde el sedimentador secundario, aquí se realiza la dosificación de

66

(APOYO DIDACTICO EN LA ENSEÑANZA - APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES; Ayala Fanola & Gonzales Marquez, Julio, 2008, pág. 87)

152

químicos coagulantes y floculantes, pero actualmente no se está aplicando coagulante

ya que no se necesita del mismo, se está añadiendo un floculante que es el hipoclorito

de aluminio.

Estas cámaras mencionadas anteriormente constan de una tubería de PVC de 3”

de diámetro en el fondo del tanque para luego conectarse a una tubería de purga de 3”

de PVC, mediante esta tubería se realiza el vaciado del tanque Físico – Químico para el

lavado del mismo, esto se lo hace una vez por semana utilizando agua con cloro.

“Para plantas de este tipo de proceso de lodos activados se logran remociones de

DBO del 90 al 95% luego de pasar por los procesos Físico – Químico, Filtración y

Desinfección” 67

. De los resultados de laboratorio en la semana de muestreo

observamos que esta unidad tiene una eficiencia del 86% luego de pasar por todos estos

procesos, no se pudo alcanzar un mayor porcentaje de remoción ya que en ese tiempo

la bomba dosificadora de cloro no estaba en funcionamiento.

“Se requiere una dosis de aproximadamente 10 mg/l para dejar 0.5 mg/l de cloro

residual combinado en el efluente final”68

. Dicha dosificación también se lo hace en

esta unidad, es decir una disolución de 4kg de hipoclorito de calcio en un tanque de 50

litros.

67


Alba B., & Vázquez González, 2003, pág. 255) 68


Alba B., & Vázquez González, 2003, pág. 280)

153

Ilustración 38: Tanque de 50 litros para la dosificación de cloro.

Ilustración 37: Cloro presentación granular.


FILTRACIÓN

El agua es bombeada mediante bombas centrifugas de 7.5 HP al sistema de

filtración, el mismo que funciona mediante un proceso de filtrado a presión, existen dos

filtros que funcionan alternadamente, los mismo que son de hierro.

Los filtros a presión tienen un diámetro de 0.9144 m, una altura efectiva de 1.52

m y una altura total de 2.13 m.

Las especificaciones de arena que tiene son: altura 69,96 a 76,2 cm; tamaño

efectivo desde 0,45 a 0,55 mm, coeficiente de uniformidad igual o inferior a 1,65

Los filtros soportan un caudal máximo hasta de 20 m3/h por columna.

Esta unidad cuenta con 2 bombas de retorno de 7.5 HP con un caudal de hasta 20

m3/h.

154

También cuenta con una válvula de entrada de 2”, una unión de 2”, una válvula

automática, una válvula de salida y un manómetro el cual controla la presión optima

tanto de filtrado como de retro lavado.

En la PTAR se ha determinado una presión óptima de funcionamiento para los

filtros de 15 PSI y una presión óptima de retro lavado de 18 PSI. La manera de

identificar si estos filtros requieren de retro lavado, es cuando al efluente se realiza la

medición de la turbidez y este no se encuentra en condiciones aptas para su descarga,

por lo general en el fluente debe haber un descenso de la turbidez de 5 a 10 NTU con

respecto a la turbidez del tanque Físico – Químico para no realizar retro lavados, caso

contrario es necesario hacerlo, manteniendo un rango de turbidez de 15 a 100 NTU en

el efluente. El retro lavado de estos filtros por lo general se hace en contracorriente con

un caudal suficiente, es decir, para que no ocasione una expansión o alteración del

lecho filtrante.

Finalmente el agua tratada después del proceso de filtración es evacuada al

alcantarillado público.

DIGESTOR AEROBIO.

El tanque digestor de lodos es de hormigón armado con una resistencia de 210

kg/cm2 enterrado, cuenta con un recubrimiento epóxico en toda la superficie del tanque,

se nota la presencia de humedad en sus paredes y desgaste al estar en contacto directo

con el lodo activo, no se observó grietas.

Este digestor cuenta con aireador superficial el mismo que no se encuentra en

funcionamiento por lo que se debe adquirir un equipo nuevo o reparar el equipo

existente.

Actualmente esta unidad no se encuentra operando en la planta.

155

5.8. DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES DEL CAMAL METROPOLITANO DE QUITO

5.8.1. CONDICIONES ESPECÍFICAS

La planta de Tratamiento del Camal Metropolitano de Quito, es una planta de tipo

biológica convencional lodos activados mezcla completa, ubicada en el sur de la ciudad

de Quito, Calle Camilo Orejuela S/N y Calle Gral. Ángel Isaac Chiriboga, barrio la

ecuatoriana y su administración está a cargo de la EMR-Q.

La construcción de la PTAR se inició en Agosto del 2003 y se entregó en Abril

del 2004, la planta entro en funcionamiento a cargo de la EMAAP-Q con diversas

contrariedades, la PTAR en la actualidad se encuentra operativa y cargo de la EMR-Q.

La construcción de la Planta de Aguas Residuales en el Camal Metropolitano

tuvo un monto presupuestado de USD 300.000,00.

Las aguas residuales tratadas en la PTAR, son aguas industriales producto del

proceso de faenamiento de ganado en las instalaciones del Camal Metropolitano de

Quito.

No se cuenta con información respecto de la propiedad del terreno donde se

encuentra la PTAR. El área del terreno es de 6 hectáreas aproximadamente.

De acuerdo a los aforos, mediciones en el laboratorio de parámetros físicos,

químicos y microbiológicos, tabulación de resultados y rediseño que se realizó en cada

una de las unidades se tiene el siguiente diagnóstico:

156



Esta unidad como ya se dijo se encarga de separar lo solido de lo liquido, además

es un equipo recientemente adquirido por la EMR-Q, no se realizó pruebas ni análisis

de agua, debido a que lo que se obtiene aquí es lodo.

Se determinó el buen estado de la estructura que conforma el separador de

sólidos, únicamente se recomienda realizar un mantenimiento periódico de la pintura,

limpieza del terreno que rodea la unidad.

El agua residual que ingresa a la PTAR pasando por el tamiz llega al tanque de

homogenización 1, desde aquí es conducido al separador de sólidos para luego pasar al

tanque de homogenización 2, la bomba y motor que conforman el separador de sólidos

se encuentran operando satisfactoriamente.

La recolección del contenido ruminal se lleva a cabo eficientemente, por lo que

en esta unidad operativa no existe la presencia de olores.

El separador de sólidos fue instalado en el mes de Octubre del 2015, hasta la

fecha ha venido funcionando adecuadamente sin presentar desperfectos o daños en los

equipos y accesorios que lo conforman, al igual que en la estructura de soporte

El camino de acceso al separador de sólidos está dispuesto de una forma muy

precaria por lo que se debiera adecuar el mismo, se recomienda la construcción de

gradas de hormigón armado y su respectivo pasamano, para evitar inconvenientes o

accidentes.

TAMIZ

El tamiz actualmente se ha convertido en una unidad de paso de las aguas

residuales hacia el tanque de homogenización 1, la malla del tamiz retiene sólidos de

gran tamaño con diámetros mayores a 5cm; como son plásticos, sogas, cascos

157

provenientes de los animales, piedras, vísceras, entre otros; el resto de materia orgánica

ingresa directamente al tanque de homogenización 1, mediante una bomba de succión

que lleva los mismos hacia el separador de sólidos, dicha bomba se encuentra

funcionando adecuadamente.

Es necesario que apenas se registre ingresos de agua al tamiz, se pueda contar con

el personal que opere el mismo, se recomienda que esto se lo realice en periodos de 3

horas durante el ingreso de agua a la planta, con el fin de evitar la fuga de líquido hacia

los sectores adjuntos a esta unidad y acumulación excesiva de sólidos que puedan

generar la presencia de vectores contaminantes.

En épocas de lluvia se debe tener mucha precaución del agua que ingresa a la

planta, ya que la misma proviene de los corrales que puede acarrear piedras sogas o

cualquier material que pueda causar daños a la estructura, procesos y equipos de la

PTAR.

Esta unidad genera olores por la acumulación de materia orgánica y residuos

sólidos retenidos por el mismo, por lo que se recomienda designar a un trabajador el

mismo que este pendiente para evacuar dichos residuos, el cual lo debe realizar de la

siguiente forma:

Retirar cada hora con una varilla con gancho en el extremo los sólidos de gran

tamaño, colocándolos en una funda plástica a un costado del tamiz, y los residuos

retenidos en la malla del tamiz con una pala introducirlos en tanque de homogenización

1, luego mediante aspersión con agua lavar el tamiz.

Fumigar cada 2 horas esta zona con químicos de probada calidad para el control

de mosquitos; en dosis adecuadas que sean amigables con el ambiente, los cuales no

representen riesgo o alteración al proceso de tratamiento de las aguas residuales o sean

158

motivo de sanción por parte de la Secretaria de Ambiente. Para este fin se recomienda

el retiro inmediato de los desperdicios en esta unidad.

Limpiar totalmente la zona circundante y desinfectar con hipoclorito de sodio al

1%, una vez que se ha detenido el ingreso de agua al tamiz, recomendamos

Realizar un mantenimiento semestral de esta unidad en la pintura y estructura

debido a desgaste y filtraciones.

TANQUE DE HOMOGENIZACION 1

Es necesario mantener estrictos controles de limpieza en esta unidad, cuando el

tanque ha quedado vacío, en su interior queda “pegado”, una capa de 10-15 cm de

estiércol en toda la superficie, por lo que es necesario limpiarlo, caso contrario se puede

generar olores desagradables. Los siguientes son los procedimientos sugeridos a los

operarios, para limpiar dicho tanque:

Ingresar al tanque de homogenización 1 con el fin de evacuar los últimos

rezagos de sólidos que quedan en esta zona.

Encender la bomba sumergible de alimentación con el fin de evacuar los

líquidos generados en esta limpieza.

Se recomienda limpiar el tanque mediante aspersión de agua con detergente

amigable con este tipo de aguas, desengrasantes, lustres, escobas; todo esto

realizarlo una vez a la semana.

En el diseño original de la PTAR, se consideró un solo tanque con un volumen de

180 m3, el cual para las condiciones reales y actuales de la planta resulta insuficiente

pues se tiene un volumen de ingreso de agua mucho mayor, verificado en el rediseño

realizado; por lo tanto la Empresa de Rastro Quito considero la construcción de un

159

nuevo tanque de 600 m3 el mismo que se encuentra en funcionamiento y satisface las

necesidades de la planta.

Se recomienda realizar la reposición de las tapas de las bocas de visita en este

tanque ya que pueden ocasionar accidentes.


Las condiciones del tanque de homogenización 2, no son las adecuadas ya que se

encuentra protegido por una cubierta tipo invernadero, el mismo que concentra

temperaturas elevadas y por ende genera olores, dicho tanque está enterrado y tanto las

paredes como la superficie se encuentran forradas por una geo membrana, esto puede

alterar las condiciones operativas del mismo es decir se puede cambiar de aerobio a

anaerobio. Por lo que se recomienda colocar extractores de aire con carbón activado,

disponer de ventanas que permitan la salida de olores desagradables acumulados en

esta unidad, además crear barreras vivas forestales para contrarrestar este problema.

Al momento en este tanque se cuenta con una bomba sumergible, ya que el

equipo del tanque de homogenización 2 sufrió un desperfecto por la caída de un rayo;

se recomienda reparar si es posible o la adquisición de un nuevo equipo.

Por el difícil acceso y el alto grado de contaminación presentes en este tanque

homogenizador 2, no se pudo evaluar ni caracterizar parámetros en esta unidad.

5.8.3. TRATAMIENTO SECUNDARIO

REACTOR BILOGICO.

El reactor biológico es el proceso más importante que tiene la planta de

tratamiento, ya que aquí se realiza el proceso biológico, es decir la degradación de

materia orgánica presente en el agua residual, por lo que se recomienda prestar atención

a dicha unidad bajo las siguientes consideraciones:

160

Optimizar la energía manteniendo encendidos o apagados los aireadores y blowers

el tiempo que se considere necesario en el reactor biológico según las

características del agua residual, es decir mantener un nivel de oxigeno de 0,5 – 2,0

mg/l.

Hacer mediciones periódicas, al menos cuatro veces al día de los niveles de

oxígeno en este tanque, esto se lleva a cabo mediante un equipo multi paramétrico,

para de esta manera tener encendidos los aireadores y blowers o caso contrario

suspender algunos de ellos, con el fin de economizar energía.

La operación efectiva de un sistema de aireación tiene que minimizar el consumo

de energía y maximizar su rendimiento.

(MANUAL DE DISEÑO DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES ALIMENTICIAS; Da Cámara, Hernández, & Paz, pág. 146). Recomienda:

- Mantener niveles mínimos de 0,5 mg/l de concentración de oxígeno en este

tanque de aireación.

- Mantener niveles máximos de 2,0 mg/l de concentración de oxígeno en este

tanque de aireación.

- Si los niveles de oxígeno son menores a 0.5 mg/l, se debe sospechar que al

sistema se lo ha sobrecargado de materia orgánica, una vez que se termine el

ingreso de agua cruda a este tanque, los niveles de oxígeno disuelto se

reestablecerán, valores superiores a 2 mg/l nos indica una sobrecarga en la

generación de oxigeno por lo que se deberá apagar los blowers y aireadores

según se requiera.

Realizar la limpieza diaria de pasillos y zonas de acceso a este tanque, esto se

lleva a cabo mediante aspersión de agua con hipoclorito de calcio.

161

La presencia de espuma en el tanque de aireación, se genera por varios factores,

dependiendo de su coloración se puede identificar los problemas así como las

soluciones:

- Un motivo puede ser por el Fenómeno de Bulking (abultamiento) es decir mala

sedimentación de los lodos o por la presencia de microorganismos filamentosos y

también cuando los niveles de pH son bajos este fenómeno presenta una coloración

café en la espuma.

- Otro motivo puede ser por la agregación de detergentes en el agua residual

presentando un color blanco en la espuma, es decir se caracteriza por la presencia

de poblaciones de nocardia y si es de color marrón suele ser microthix.

- La presencia de espuma se puede evitar mediante la intrusión de químico,

antiespumante y aspersión de agua, mejorar el tiempo de retención celular, es decir

la edad de los lodos, en esta planta el control de la espuma se lo hace por aspersión

de agua de forma permanente.

Un sistema de aireación con niveles adecuados de sólidos suspendidos en el licor

mezcla (SSLM) de 2000 - 5.000 mg/l y oxígeno disuelto de 0,5 - 2 mg/l, no debe

presentar sobre generación de espuma.

Los valores oxígeno disuelto, sedimentación de lodos; se encuentran en los

rangos permisibles por lo que nos indica un adecuado funcionamiento del Reactor

Biológico.

Los días de faenamiento, alrededor del mediodía o en horas pico, es usual que

ocurran episodios aislados de sobre generación de espuma, en cuyo caso se recomienda

la adquisición de un antiespumante específico para este tipo de espuma y dosificar

250cm3. Debido a que en la PTAR no se cuenta con antiespumante esto no se lo realiza.

162

Se recomienda realizar un mantenimiento de esta unidad en la pintura, desgaste

de la estructura y corrosión, semestralmente o dependiendo del estado de la misma.


Se debe mantener encendidos los blowers del desnatado, para que trabajen en

forma alternada y de manera ininterrumpida.

En esta zona existe la tendencia que los lodos acumulados en el fondo del

sedimentador floten hacia la parte superior del mismo, generarando olores; esto ocurre

cuando el lodo ha permanecido mucho tiempo en el sedimentador secundario, por lo

que se debe mantener un régimen de purgas y de retorno de lodos adecuado mediante el

cálculo del tiempo de retención hidráulico (TRH), edad de los lodos y eficiencia en la

remoción de DBO5. En la PTAR solo se determinó la eficiencia de remoción de DBO5,

el mimo que está dentro de los rangos establecidos corroborando el óptimo

funcionamiento del sedimentador.

Si existe la tendencia de encontrar lodos suspendidos en el tanque sedimentador,

especialmente en días de no faenamiento, se debe sospechar que existe una deficiencia

en el retorno y en la purga de lodos; los skimmers son los encargados de enviar

nuevamente dichos lodos suspendidos hacia el Reactor Biológico.

Se debe mantener limpio la zona de accesos y pasarela del sedimentador

secundario, para lo cual es necesario hacer limpiezas diarias de esta zona.

Para una mejor operación del sedimentador secundario se deberá tener en cuenta

lo siguiente:

El agua que ingrese al tanque provoque la mínima turbulencia.

Que el efluente salga sin provocar turbulencia para que no arrastre el

material sedimentado hacia el tratamiento Físico - Químico.

163

Una pérdida de sólidos no controlada en el efluente del sedimentador produciría

una bajada en la concentración de sólidos en el reactor, afectando al tiempo de

retención celular, y por lo tanto, a la capacidad de depuración del sistema.


de la estructura y corrosión semestralmente, dependiendo del estado de la misma.

RETORNO DE LODOS

Es muy importante mantener un régimen de retorno de lodos adecuado, ya que de

ello depende el éxito de un tratamiento de lodos activados; cada planta tiene su

porcentaje de retorno de lodos óptimo. Es así que en la PTAR el caudal de

recirculación es de 13 m3/h, es decir el 95% del caudal de diseño aproximadamente.

Puesto que el lodo que retorna, muchas veces permanece con un tiempo de

residencia en el sedimentador secundario de varias horas, es decir permanece

“encerrado” sin oxígeno, esta zona puede ser una fuente de olor, por lo que se debe

tener en cuenta la edad de lodos y tratar de no tener lodos muy viejos, un indicador de

ello es el color.

Con lo expuesto anteriormente podemos decir que las bombas cumplen su

función eficientemente.

5.8.4. TRATAMIENTO TERCIARIO

TANQUE FÍSICO QUÍMICO

Esta unidad se caracteriza por la dosificación de coagulante y floculante, en la

PTAR solo se aplica coagulante (hidroxicloruro de aluminio) que favorece la formación

de los flóculos ayudando a la sedimentación de los mismos.

164

La dosificación de cloro al 1% se lo hace mediante hipoclorito de calcio

granulado lo que obstruye las mangueras cuando se bombea, por lo que se debería

verificar de antemano antes de bombear si la dosificación se encuentra bien diluida.

Hay que mezclar bien el floculante con el agua, pero si se mezcla con demasiada

energía se pueden romper los flóculos ya formados.

En esta unidad se obtuvo una eficiencia del 86%, pudiendo haber alcanzado

valores un poco más altos, pero en la semana de caracterización la dosificación de cloro

no era eficiente ya que presentaba obstrucción en las mangueras.


de la estructura y corrosión semestralmente, dependiendo del estado de la misma.

FILTRACIÓN

La filtración en la PTAR se realiza mediante filtros a presión y se cuenta con dos

unidades las cuales trabajan alternadamente.

La filtración es la etapa final para la remoción física de las impurezas del agua.

Es seguro que se puede producir un efluente satisfactorio del filtro, mediante una

coagulación eficaz.

En los sistemas con tuberías y válvulas operadas eléctricamente o mediante aire

comprimido, cuando el sifonaje originado por el accionamiento de las válvulas es muy

fuerte, puede producirse el desprendimiento del sedimento retenido en el lecho filtrante.

Por lo que en el PTAR se tiene precaución y se trabaja con una presión optima de retro

lavado de 18PSI.

Los factores que influyen en la filtración rápida son las características de las

partículas suspendidas (tamaño, pH, densidad, resistencia, entre otros) y por otra parte

las características del medio filtrante (tipo, tamaño efectivo, coeficiente de

165

uniformidad, forma, peso específico, espesor de las capas filtrantes). Es por eso que en

la PTAR se controla todos estos parámetros mediante equipos multi paramétricos, los

mismo que son controlados en el Tanque Físico Químico.

Es muy importante determinar las condiciones de lavado ya que generalmente los

problemas que ocurren por operación del filtro son debidos a la eficiencia con la que

son lavadas estas unidades.

El filtro es una unidad que debe tener vigilancia constantemente debido a su

proceso y función ya que este puede presentar algún inconveniente como es la

presencia de aire en las tuberías, controlar la presión optima de operación y de retro

lavado.

DIGESTOR AEROBIO

El digestor aerobio es una parte importante del sistema de lodos activados. En la

PTAR esta unidad no se encuentra funcionando, por lo que debería tomarse medidas de

solución para que la misma entre en funcionamiento ya que su aporte al tratamiento de

las aguas residuales provenientes del Camal Metropolitano de Quito y su posterior

disposición al alcantarillado público es valiosa ya que por tratarse de un sistema de

lodos activos convencional los lodos provenientes de los procesos anteriores son lodos

activos los cuales no pueden ni deben ser descargados al alcantarillado público.

166

CAPITULO VI: PRESUPUESTO Y FORMULARIO DE

CONTROL.

6.1.INTRODUCCION

En este capítulo se desarrolla una breve descripción de cada una de las unidades

de la PTAR que de una u otra forma necesitan realizar mantenimiento o cambio en las

instalaciones, equipos y accesorios que conforman las mismas, los cuales fueron

establecidos apropiadamente mediante la evaluación realizada y el respectivo

diagnóstico. El siguiente presupuesto contiene los precios unitarios, rubros que sean

necesarios para mejorar la operación y funcionamiento de la PTAR- CMQ,

considerando para ello cotizaciones actualizadas de los materiales o equipos necesarios.

También se incluye un formulario de control, ya que es necesario llevar un registro

diario de los parámetros y condiciones de la PTAR, un control adecuado nos garantiza

un óptimo funcionamiento de la misma.

6.2.ANALISIS ECONOMICO


SEPARADOR DE SÓLIDOS:

Esta unidad como se dijo anteriormente fue recién adquirida por lo que no

presenta ningún inconveniente. Únicamente el acceso hasta dicha unidad no es el

adecuado por tal motivo proponemos la construcción de unas gradas de hormigón

simple de 180 kg/cm2.

167


Ilustración 39: Vista en planta gradas Separador de Sólidos.

ELEVACIÓNESCALA: 1-100

EQUIPOSEPARADO

DE SOLIDOS

PLANTA DEAGUAS

RESIDUALES

Parqueaderos

PLANTAESCALA: 1-100

0.30

2.40 1.50 2.40 1.50 2.40 1.50 2.40 1.50 2.40 5.00

23.00

1.2

0

0.1

8 8.1

0

Separador

de Sólidos

168

Tabla 67: Análisis de Precios Unitarios - Limpieza manual del terreno

ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS

RUBRO: LIMPIEZA MANUAL DEL TERRENO 1 UNIDAD: m2

DETALLE: GRADA SEPARADOR DE SÓLIDOS PTAR - CMQ

EQUIPOS

DESCRIPCION CANTIDAD TARIFA COSTO HORA

RENDIMIENTO COSTO

Herramienta Menor 1,00 2,00 2,00 0,04

0,08

SUBTOTAL M 0,08

MANO DE OBRA

DESCRIPCION (CATEG) CANTIDAD JORNAL/HR COSTO HORA

RENDIMIENTO COSTO

Peón 1,00 2,38 2,38 0,32

0,76

SUBTOTAL N 0,76

MATERIALES

DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD PRECIO UNITARIO

COSTO

SUBTOTAL O -

TRANSPORTE

DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD TARIFA COSTO

-

-

-

-

SUBTOTAL P -

TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 0,84

INDIRECTOS Y UTILIDAD % 30 0,25

OTROS INDIRECTOS % 0 -

COSTO TOTAL DEL RUBRO 1,09

VALOR OFERTADO 1,09

FIRMA


169

Tabla 68: Análisis de Precios Unitarios - Replanteo y Nivelación.


RUBRO: REPLANTEO Y NIVELACION 2 UNIDAD: m2


EQUIPOS

DESCRIPCION CANTIDAD TARIFA COSTO HORA RENDIMIENTO COSTO

Teodolito 1,00 1,50 1,50 0,12

0,18


0,05

SUBTOTAL M 0,23

MANO DE OBRA

DESCRIPCION (CATEG) CANTIDAD JORNAL/HR COSTO HORA RENDIMIENTO COSTO

Topógrafo 4 1,00 1,32 1,32 0,14

0,18

Cadenero 1,00 2,50 2,50 0,14

0,35

SUBTOTAL N 0,53

MATERIALES

DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD PRECIO UNITARIO COSTO

Tira de eucalipto 2.5x2x250 (cm) u 0,20 0,26

0,05

SUBTOTAL O 0,05

TRANSPORTE


-

-

-

SUBTOTAL P -





VALOR OFERTADO 1,07

FIRMA


170

Tabla 69: Análisis de Precios Unitarios - Relleno Compactado.


RUBRO: RELLENO COMPACTADO 3 UNIDAD: m3


EQUIPOS

DESCRIPCION CANTIDAD TARIFA COSTO HORA RENDIMIENTO COSTO

Compactador 1,00 4,38 4,38 0,60

2,63


0,4

SUBTOTAL M 3,05

MANO DE OBRA

DESCRIPCION (CATEG) CANTIDAD JORNAL/HR COSTO HORA RENDIMIENTO COSTO

Peón 1,00 2,38 2,38 1,80

4,28

SUBTOTAL N 4,28

MATERIALES

DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD PRECIO UNITARIO COSTO

SUBTOTAL O -

TRANSPORTE


-

-

-

-

SUBTOTAL P -





VALOR OFERTADO 9,53

FIRMA


171

Tabla 70: Análisis de Precios Unitarios - Grada Hormigón simple 180 kg/cm2


RUB. : GRADA HORMIGON SIMPLE 180 kg/cm2 4 UNIDAD: m3


EQUIPOS

DESCRIPCION CANTIDAD TARIFA COSTO HORA

RENDIMIENTO COSTO

Concretera 1 saco 1,00 3,75 3,75 0,96 3,60

SUBTOTAL M 3,60

MANO DE OBRA

DESCRIPCION (CATEG) CANTIDAD JORNAL/HR COSTO HORA

RENDIMIENTO COSTO

Peón 3,00 2,38 7,13 0,30 2,14

Albañil 1,00 2,50 2,50 0,30 0,75

Maestro de obra 1,00 3,13 3,13 0,30 0,94

SUBTOTAL N 3,83

MATERIALES

DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD PRECIO UNITARIO

COSTO

Cemento Rocafuerte 50 kg 6,70 7,95 53,23

Arena azul m3 0,65 8,13 5,28

Ripio triturado (promedio) m3 0,95 10,63 10,10

Agua m3 0,23 5,50 1,24

SUBTOTAL O 69,85

TRANSPORTE


-

-

-

-

SUBTOTAL P -





VALOR OFERTADO 100,46

FIRMA


172

Tabla 71: Análisis de Precios Unitarios - Alisado de piso.


RUBRO: ALISADO DE PISOS 5 UNIDAD: m2


EQUIPOS

DESCRIPCION

CANTIDAD TARIFA COSTO HORA RENDIMIENTO COSTO

Herramienta Menor 1,00 2,00 2,00 0,36 0,72

SUBTOTAL M 0,72

MANO DE OBRA

DESCRIPCION (CATEG)

CANTIDAD JORNAL/HR COSTO HORA RENDIMIENTO COSTO

Peón 1,00 2,38 2,38 0,90 2,14

Albañil 1,00 2,50 2,50 0,70 1,75

SUBTOTAL N 3,89

MATERIALES

DESCRIPCION

UNIDAD CANTIDAD PRECIO UNITARIO COSTO

Mortero Cemento:Arena 1:3

m3 0,015 119,76 1,80

SUBTOTAL O 1,80

TRANSPORTE

DESCRIPCION

UNIDAD CANTIDAD TARIFA COSTO

-

-

-

-

SUBTOTAL P -





VALOR OFERTADO 8,33

FIRMA


173

Tabla 72: Análisis de Precios Unitarios - Contrapiso de H.S 180kg/cm2


RUBRO: CONTRAPISO DE H.S. 180 kg/cm2 6 UNIDAD: m2


EQUIPOS

DESCRIPCION


Concretera 1 saco 1,00 3,75 3,75 0,30 1,13


SUBTOTAL M 2,19

MANO DE OBRA

DESCRIPCION (CATEG)


Peón 2,00 2,38 4,75 1,50 7,13

Albañil 1,00 2,50 2,50 1,15 2,88

Maestro de obra 1,00 3,13 3,13 0,20 0,63

SUBTOTAL N 10,63

MATERIALES

DESCRIPCION


Cemento Rocafuerte 50 kg 0,47 7,95 3,74

Arena azul m3 0,05 8,13 0,41

Ripio triturado (promedio) m3 0,14 10,63 1,49

Agua m3 0,23 5,50 1,24

Piedra (para cimientos y/o empedrado)

m3 0,14 9,70 1,36

Polietileno m2 1,05 1,55 1,63

SUBTOTAL O 9,86

TRANSPORTE

DESCRIPCION


-

-

-

SUBTOTAL P -






FIRMA


174

Tabla 73: Análisis de Precios Unitarios - Encofrado gradas


RUB. ENCOFRADO GRADAS 7 UNIDAD: m2


EQUIPOS

DESCRIPCION



SUBTOTAL M 1,72

MANO DE OBRA

DESCRIPCION (CATEG)


Maestro de obra 1,00 3,13 3,13 0,60 1,88

Albañil 1,00 2,50 2,50 1,50 3,75

Peón 1,00 2,38 2,38 2,00 4,75

SUBTOTAL N 10,38

MATERIALES

DESCRIPCION


Tabla de Monte u 1,00 6,00 6,00

Clavos 2;2 1/2; 3 ; 3 1/2" kg 1,58 0,65 1,03

Estaca u 15,18 0,21 3,19

SUBTOTAL O 10,21

TRANSPORTE

DESCRIPCION


-

-

-

-

SUBTOTAL P -






FIRMA


175

Tabla 74: Presupuesto - Gradas Separador de Solidos PTAR - CMQ

TABLA DE CANTIDADES Y PRECIOS

RUBRO DESCRIPCION UNIDAD P.UNIT. MATERI. EQUIPO P.TOTAL

MOVIMIENTO DE

TIERRAS UNIDAD P.UNIT. EQUIPO M. OBRA MATERI. TRANS. CANTID. P.TOTAL

1 LIMPIEZA MANUAL DEL

TERRENO m2 1,09 0,08 0,76 0,00 0,00 58,30 63,55

2 REPLANTEO Y

NIVELACION m2 1,07 0,23 0,53 0,05 0,00 30,60 32,74

3 RELLENO COMPACTADO m3 9,53 3,05 4,28 0,00 0,00 30,60 291,62

SUBT. 387,91

PISOS UNIDAD P.UNIT. EQUIPO M. OBRA MATERI. TRANS. CANTID. P.TOTAL

4 GRADA HORMIGON

SIMPLE 180 kg/cm2 m3 100,46 3,60 3,83 69,85 0,00 1,84 184,85

5 ALISADO DE PISOS m2 8,33 0,72 3,89 1,80 0,00 12,68 105,62

6 CONTRAPISO DE H.S. 180

kg/cm2 m2 29,47 2,19 10,63 9,86 0,00 4,59 135,27

7 ENCOFRADO GRADAS m2 29,00 1,72 10,38 10,21 0,00 54,00 1.566,00

SUBT. 1.991,74

SUBTOTAL 2.379,65

14%1VA 333,15

TOTAL $2.712,80


176

TAMIZ

Previo a una inspección a la PTAR se pudo observar que en esta unidad presenta

filtraciones en la parte inferior izquierda de su estructura bajo la tubería de ingreso al

tamiz, adicionalmente se evidencio corrosión y desgaste en la pintura de la estructura.

Para recoger los sólidos de gran tamaño que retiene el tamiz y colocarlos en las

fundas no se cuenta con una herramienta adecuada se propone adquirir un escarificador

para este fin.

Tabla 75: Presupuesto - Tamiz



En esta unidad se pudo observar desgaste de la pintura y corrosión en las paredes

externas del tanque, además en esta unidad se cuenta con cuatro bocas de visita que

presentan desperfectos en sus tapas.

Se recomienda un manteamiento semestral de dichas unidades, para lo cual

proponemos el siguiente presupuesto:

TAMIZ

MATERIAL UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO P. TOTAL

Epomon Rustguard blanco galón 1,00 290,00 290,00

Pintura anticorrosiva condor galón 1,00 14,50 14,50

Escarificador serie Classic

330x70 mm. 6237 N 3 u 1,00 12,50 12,50

TOTAL $317,00

177

Tabla 76: Presupuesto - Tanque de Homogenizacion 1

TANQUE DE HOMOGENIZACION 1 (VOLUMEN = 180 m3)


Epomon Rustguard blanco galón 2,00 290,00 580,00

Pintura anticorrosiva

condor caneca 6,00 55,60 333,60

Revestimiento m2 215,00 21,31 4.581,65

Pintado de superficie m2 215,00 9,78 2.102,70

Construcción de tapas

metálicas para boca de

visita (1,20 x 1,20) tool

galvanizado e=2mm)

U 4,00 120,00 480,00

TOTAL $8.077,95


Tabla 77: Presupuesto Tratamiento Primario.

UNIDAD OPERATIVA P. TOTAL

Separador de Solidos 2.712,80

Tamiz 317,00

Tanque de Homogenizacion 1 8.077,95

PRESUPUESTO TOTAL TRATAMIENTO PRIMARIO $11.107,75


6.2.2. TRATAMIENTO SECUNDARIO Y TERCIARIO

El tanque del Reactor Biológico, sedimentador secundario y Físico - Químico,

existe un mínimo desgaste de la pintura y corrosión en sus paredes exteriores.

Tabla 78: Presupuesto Tratamiento Secundario.

TRATAMIENTO SECUNDARIO

REACTOR BIOLOGICO (VOLUMEN = 392 m3)


Revestimiento Epomon

Rustguard blanco galón 4 290 1160


condor caneca 9 55,6 500,4

Revestimiento m2 275 21,31 5860,25

Pintado de superficie m2 275 9,78 2689,5

TOTAL $10.210,15

178

SEDIMENTADOR SECUNDARIO (VOLUMEN = 86,67 m3)



Rustguard blanco galón 1 290 290


condor caneca 4 55,6 222,4



TOTAL $3.590,31

PRESUPUESTO TOTAL TRATAMIENTO SECUNDARIO $13.800,46


Tabla 79: Presupuesto Tratamiento Terciario.

TRATAMIENTO TERCIARIO

FISICO QUIMICO (VOLUMEN = 60 m3)

MATERIAL UNIDAD CANTIDAD

P.

UNITARIO P. TOTAL


Rustguard blanco galon 1 290 290

Pintura anticorrosiva condor caneca 3 55,6 166,8



TOTAL $2.757,46

PRESUPUESTO TOTAL TRATAMIENTO TERCIARIO $2.757,46


Especificaciones de Materiales:

Revestimiento Epomon Rustguard blanco

179

Características:

- Alto rendimiento por película aplicada.

- Excelente poder de adhesión sobre oxido firmemente adherido.

- Alto espesor de película por capa

- Excelente resistencia a la corrosión.

- Excelente comportamiento en inmersión en agua dulce y salada.

Uso:

- Recubrimiento de uso general en los sistemas de protección anticorrosiva, siendo

posible recubrirlo con acabados expoxi o poliuretano. Se aplica en ambientes

industriales tales como: interior y exterior de tanques y tuberías, silos, maquinaria,

piso, entre otros, así como en todas aquellas estructuras donde sea imposible

efectuar una exhaustiva preparación de superficies.

- Recubrimiento apto para estar en contacto directo con el agua potable.

Aplicación: Brocha, rodillo, pistola convencional o equipo airless.

Rendimiento Teórico: 120 m2 por galón.

Secamiento: 1hora.

Para repintar: 8 a 12 horas.

Sistema de preparado: No

Escarificador

Dimensiones: 330x70 mm.

Material: Acero pintado epoxi, mango madera barnizada fijado con virola metálica.

6.2.3. PRESUPUESTO COMPLEMENTARIO

180

6.2.3.1.CAUDALIMETRO

Se propone la implementación de medidores de caudal anexadas a las tuberías a

la salida de cada una de las unidades operativas, de esta forma se ayudara al control y

operación de la PTAR ya que se contaría con un valor real y exacto del caudal, se

recomienda un caudalimetro portátil por facilidad de operación y costos menores.

Caudalimetro Portátil

CARACTERÍSTICAS

Caudalímetro portátil del flujo del agua y de las aguas residuales en cualquier

ambiente. En la mayoría de los casos, para empezar la medición sólo es necesario

introducir el diámetro externo de la tubería y el espesor de las paredes, además de la

temperatura del agua. Por lo tanto, la operación de puesta en marcha se reduce al

mínimo.

Temperatura de funcionamiento del transmisor: -10 °C - 50 °C

Temperatura de funcionamiento de los transductores en la pared del tubo: -40

°C - 100 °C

Grado de protección transmisor: IP67

Grado de protección transductor: IP68

Salidas:1x Current, 1x Binary

181

Interfaz de comunicación: Without outputs: RS485 - For diagnosis: RS232/USB

Alcance del diámetro de la tubería: 25 mm - 3 m

Alcance de velocidad de flujo: 0,01 - 25 m/s

Precisión de medición: ±2.0 % of reading ±0,01 m/s

Repetibilidad: 0.25 % of reading ±0,01 m/s

Medio: water with <6% gaseous or solid content by volume

Tabla 80: Presupuesto Medidor de Caudal.

MEDIDOR DE CAUDAL


CAUDALIMETRO

PORTATIL U 2 1700 3.400

TOTAL

$3.400,00


6.2.3.2.PASARELA DE OBSERVACIÓN

En la PTAR, existe un mínimo desperfecto en la pintura y estructura de la

pasarela de observación y escaleras, presentando corrosión y desprendimiento del piso,

el mismo que provoca ruido al transitar, por tal motivo proponemos el siguiente

presupuesto referencial para el mejoramiento.

182

Ilustración 40: Vista en planta – Pasarela de observación y gradas PTAR - CMQ


PLANTAESCALA: 1-100

0,30

16,90

3,5

03,6

0

3,48

3,70

12,90

1,0

0

5,3

0

0,9

0

3,4

03,4

0

0,30

0,60

183

Tabla 81: Presupuesto pasarela de observación y escaleras PTAR-CMQ

PASARELA DE OBSERVACION Y ESACLERAS – ESTRUCTIRA METALICA

DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO P. TOTAL

Limpieza y desengrasado

de elementos

estructurales (gradas ,

pasamanos, etc)

Global 1 300,00 300,00

Refuerzos en elementos

estructurales, con suelda

(gradas, pasamanos y

piso)

Global 1 400,00 400,00

Recubrimiento de

elementos estructurales

con pintura anticorrosiva

Global 1 350,00 350,00

TOTAL $1.050,00


Tabla 82: Presupuesto Complementario.

DESCRIPCIÓN COSTO

CAUDALIMETROS 3.400,00

PASARELA DE OBSERVACION Y

ESCALERAS 1.050,00

TOTAL PRESUPUESTO

COMPLEMENTARIO. $4.450,00


Tabla 83: Presupuesto Global PTAR - CMQ

DESCRIPCION COSTO

TRATAMIENTO PRIMARIO 11.107,75

TRATAMIENTO SECUNDARIO 13.800,46

TRATAMIENTO TERCIARIO 2.757,46

PRESUPUESTO COMPLEMENTARIO 4.450,00

PRESUPUESTO GLOBAL PTAR - CMQ $31.933,67


184

6.3. FORMULARIO DE CONTROL DE CALIDAD DE AGUA.

En la PTAR como se dijo en los anteriores capítulos, se mide parámetros de

control en ciertas unidades operativas, mismos parámetros que ayudan a un óptimo y

correcto funcionamiento de las mismas, con ello controlar se cumplan las normas

ambientales vigentes en el país para la depuración de aguas residuales, por ello

proponemos un modelo de formulario donde se registren dichos valores, para lo cual

agregamos cierto parámetros que vemos que es necesario tomar en cuenta.

185


Tabla 84: Formulario de Control PTAR - CMQ.

CÓDIGO:

VERSIÓN: 0 Hoja #

REVISADO

POR:

APROBADO

POR :

1 2 3 5 6 7 8 9 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

HOMOGENIZADOR

1

Altura Q Nivel Q T pH

SOLIDOS

SEDIMENTABLES

(30min)

OD Q pH Turbidez OD purgas Q Turbidez T pH OD

Presión de

Filtrado

(PSI)

Presión de

Retrolavado

(PSI)

Q Turbiedad Cl

cm m3/h m m3/h °C mg/l mg/L 1 2 3 4 1 2 3 4 m3/h NTU mg/L # m3/h NTU °C mg/L PSI PSI m3/h NTU mg/l Nombre Firma Nombre Firma

04h00

06h00

08h00

10h00

12h00

14h00

20h00

24h00

04h00

06h00

08h00

10h00

12h00

14h00

20h00

24h00

04h00

06h00

08h00

10h00

12h00

14h00

20h00

24h00

FORMULARIO DE CONTROL

SEDIMENTADOR SECUNDARIO FILTRACION EFLUENTE FINALTANQUE FÍSICO QUÍMICO

SGI-PR-13-F02

FECHA HORA

TAMIZ

OPERADOR QUE

SALE

OPERADOR QUE

ENTRA OBSERVACIONESAIREADORES BLOWERS

REACTOR BIOLOGICO

10 11

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DEL CAMAL METROPOLITANO DE QUITO

186

TAMIZ

1. Altura (cm).- Nivel de carga hidráulica sobre la cresta del tamiz.

2. Caudal (m3/h).- Para el cálculo del caudal se optó por el método de vertederos de

pared delgada con contracción; mediante las siguientes formulas.

𝐶𝑑 = 0,602 + 0,083 ℎ

𝑝

𝑄 = 2/3√2𝑔𝐶𝑑𝐿𝐻2/3

Donde:

L = 1,00 m

Cd = variable

P= indefinido (0,3)

H= variable

g= 9,81 m/s2

TANQUE DE HOMOGENIZADOR 1

3. Nivel (m).- Registro de nivel de altura del tanque mediante transmisores y sensores

de nivel.

REACTOR BIOLOGICO

4. Caudal (m3/h).- Se hace al ingreso del reactor de las siguiente manera:

𝑸 =𝑽

𝒕

Donde:

Q = caudal

V= Volumen balde (20 litros)

t = tiempo de llenado.

Actualmente se lleva a cabo se esta manera, pero se espera realizar la medición

de caudal de forma automática con el caudalimetro propuesto.

187

5. Temperatura (°C).- Se lleva a cabo mediante un equipo multi paramétrico.

6. pH.- Se lleva a cabo mediante un equipo multi paramétrico.

7. Sólidos Sedimentables 30min (mg/l).- Cantidad de sólidos sedimentables durante

30 esto se lleva a cabo en una probeta de 1 litro de capacidad.

8. Oxígeno Disuelto (mg/l).- Se lleva a cabo mediante un equipo multi paramétrico.

9. Aireadores.- Registro de encendido o apagado de estos equipos electro mecánicos

mediante una marca (X), esto dependerá de la medición de oxígeno disuelto.

10. Blowers.- Registro de encendido o apagado de estos equipos electro mecánicos

mediante una marca (X), esto dependerá de la medición de oxígeno disuelto.


11. Caudal (m3/h).- Se debería hacer a la salida del sedimentador. Se espera realizarlo

con el caudalimetro automático propuesto.


13. Turbidez (NTU).- Se lleva a cabo mediante un equipo multi paramétrico.


15. Purgas (#).- Numero de purgas en cada intervalos de tiempo, el número y el tiempo

de purgas dependerá de la prueba de sedimentación de lodos

TANQUE FISICO - QUIMICO

1. Caudal (m3/h).- Se debería hacer a la salida del tanque Físico – Químico. Se espera

realizarlo con el caudalimetro automático propuesto.

2. Turbidez (NTU).- Se lleva a cabo mediante un equipo multi paramétrico.

3. Temperatura (°C).- Se lleva a cabo mediante un equipo multi paramétrico.



188

FILTRACION:

6. Presión de filtrado (PSI).- Medición de presión de filtrado a través de un

manómetro

7. Presión de Retro lavado (PSI).- Medición de presión de filtrado a través de un

manómetro

EFLUENTE FINAL

8. Caudal (m3/h).- Para el cálculo del caudal se lo hace de la siguiente manera:

𝑸 =𝑽

𝒕

Donde:

Q = caudal

V= Volumen balde (20 litros)

t = tiempo de llenado

Actualmente se lleva a cabo se esta manera, pero se espera realizar la medición

de caudal de forma automática con el caudalimetro propuesto.

9. Turbidez (NTU).- Se lleva a cabo mediante un equipo multi paramétrico, es un

parámetro importante para definir el retro lavado de los filtros.

10. Cloro (mg/l).- Se mide para cumplir con el rango que pide la normativa ambiental

vigente (TULSMA); es decir el efluente final que se descarga al alcantarillado

público debe contener una cantidad de cloro residual de 0,5mg/l como máximo.

189

CAPITULO VII: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

7.1 CONCLUSIONES

En la PTAR-CMQ se ha dispuesto para la depuración de las aguas residuales

producto del faenamiento de ganado en las instalaciones del Camal Metropolitano

de Quito, de un Proceso Biológico Aerobio, Cultivo en suspensión, Lodos

activados, Convencional, Mezcla Completa, ya que se trata de una industria y dicho

proceso se ajusta a la necesidad y requerimiento para el tratamiento de aguas

residuales provenientes de mataderos.

A la PTAR llegan únicamente las aguas provenientes de los mataderos, corrales y

proceso de producción de la carne del CMQ, estas son conducidas hacia la misma

por un sistema de alcantarillado el cual fue modificado en Enero del 2015 para este

fin, ya que anteriormente ingresaba a la PTAR todas las aguas residuales generadas

en el Camal Metropolitano de Quito, este cambio ha sido positivo logrando separar

las aguas industriales de las domesticas, facilitando la operación y control de la

misma.

Las cantidades de agua residual están directamente relacionadas con el número y

tonelaje de animales faenados en el CMQ. El caudal de agua residual que ingresa a

la PTAR es variable, dependiendo de los días de mayor o menor producción y de

los meses del año, es así que los días lunes, miércoles y viernes son de mayor

producción, los días martes y jueves de baja producción, los días sábado y domingo

no existe producción, se considera como días de mayor o menor producción

dependiendo del animal faenado es decir de acuerdo a su peso, especie de ganado,

190

cantidad de animales y a los introductores que ingresan el ganado al camal para su

faenamiento.

Es importante notar que si el faenamiento se realizara de acuerdo a la normativa

sanitaria vigente, el ingreso de agua a la PTAR sería mucho mayor al que ingresa

actualmente, es decir la PTAR recibiría mayor cantidad de agua de la que recibe

actualmente. “Un matadero y aún más las instalaciones para subproductos

requieren amplias cantidades de agua potable. En un matadero se necesitan de

1000 a 1200 litros de agua por res procesada. En el Camal Metropolitano de Quito

el consumo de agua por animal faenado es el mínimo al requerido este valor va de

300 a 500 litros por res procesada”. (" EVALUACIÓN DE LOS IMPACTOS

AMBIENTALES Y SUS MEDIDAS DE MITIGACIÓN DERIVADOS DEL

CAMAL METROPOLITANO DE QUITO"; Cantos & Erazo, 2008, pág. 32)

En el diseño realizado del tanque de homogenización se determinó que para la

cantidad de agua actual se requiere de un tanque de 600 m3, dicho volumen es

soportado actualmente por el tanque homogenizador 1 más el tamque

homogenizador 2, en el caso darse la consideración indicada anteriormente de que

para un faenamiento sanitario se requiere de una mayor cantidad de agua, se tendría

un exceso de agua que en las condiciones actuales la PTAR no soportaría dicho

incremento.

La PTAR cuenta con un tamiz que retiene: carne, huesos, descarnaduras de pieles,

cueros, tripas, sogas, sólidos gruesos y de gran tamaño (diámetros mayores a 5 cm),

presentes en las aguas residuales, evitando que ingresen al tanque de

191

homogenización 1; su aporte al tratamiento es importante, ya que evita condiciones

perjudiciales en los procesos (bloqueos y posibles daños de las bombas, equipos y

tuberías), así como el mejoramiento de la eficiencia de los procedimientos de pre -

tratamiento. Se lo considera como una unidad de paso, no se la debe retirar.

En el tanque de Homogenización 1 no se cuantificó el porcentaje de remoción de

los parámetros considerados en nuestro estudio técnico, ya que actualmente es un

tanque de almacenamiento al que llega el agua residual desde el CMQ, para luego

ser enviado hacia el separador de sólidos, y posteriormente llegar al tanque de

Homogenización 2, donde se iguala carga y caudal.

Las condiciones en las que se encuentra dispuesto el tanque de homogenización 2

no son las adecuadas, el mismo se encuentra cubierto por una estructura tipo

invernadero, generando elevadas temperaturas en su interior, lo que conlleva a que

las condiciones del agua residual se alteren, acelerando la putrefacción de las

mismas, provocando olores y gases que son perjudiciales al entorno, afectando la

operación y mantenimiento de dicha unidad operativa, de igual forma este tanque

tiene condiciones de accesibilidad deficientes por lo que realizar un muestreo y

medición de parámetros en el mismo se vuelven complejas y peligrosas.

En la PTAR anteriormente se trabajaba con un caudal de 20 m3/h como caudal de

diseño de ingreso al reactor biológico, este se modificó ya que se aumentó el caudal

de recirculación debido a que la calidad del sustrato que ingresaba al reactor altero

el proceso, por lo que se aumentó empíricamente el caudal de recirculación para

estabilizar este sustrato, con las modificaciones realizadas determinaron que su

192

operación optima se da con un caudal de 12 m3/h, con este ingreso de agua se

garantiza un adecuado tiempo de retención celular e hidráulico y la consiguiente

estabilización del mismo, el dimensionamiento del tanque es el adecuado

satisfaciendo la necesidad de la planta.

En el Reactor Biológico se consideran parámetros tales como oxígeno disuelto, pH,

temperatura, sedimentación de los lodos; para complementar a estos, se debería

considerar la medición del índice volumétrico de lodos, edad de lodos, relación

F/M, tiempo de retención hidráulico lo que garantizaría una adecuada operación, ya

que actualmente, muchos de los procesos operativos que aquí se desarrollan son de

carácter empírico.

El sedimentador secundario separa los lodos activados del licor de mezcla. Esta

separación de sólidos es necesaria para la producción de un efluente estable, bien

clarificado, y con bajo contenido en DBO, DQO y sólidos totales. Por tal motivo en

esta unidad, una vez que el agua residual llega al sedimentador secundario, se

distribuye uniformemente sobre la sección transversal del tanque, proporcionando

una transición suave entre la velocidad relativamente alta de ingreso y la velocidad

descencional uniforme de sedimentación.

En el sedimentador secundario existe un flujo constante de sólidos en sentido

descendente dentro del tanque, el flujo de sólidos descendente se produce por la

sedimentación a gravedad, para luego recircularlo o purgarlo, se lleva cabo el

número y tiempo de purgas, dependiendo de las condiciones en las que se encuentre

el Reactor Biológico. En la PTAR se realiza cada hora durante un minuto.

193

En el sedimentador secundario se produce muy poca espuma. No obstante, se

pueden presentar situaciones en las que aparece material flotante, natas, entre otros,

que deben ser eliminados del sedimentador y retornados al proceso, esto se lo

realiza eficientemente mediante los skimmers.

La clarificación en el sedimentador secundario es eficiente y después de pasar por

el tratamiento físico-químico, el agua residual final procedente de ese tratamiento,

tiene una turbiedad adecuada, están prácticamente libres de tóxicos, por lo que su

descarga es aceptable al alcantarillado público.

Sea cual sea el procedimiento o grado de tratamiento de las aguas residuales que se

adopte, la desinfección es una operación unitaria importante y de aplicación

obligatoria, esto se lo realiza en la PTAR añadiendo hipoclorito de calcio,

aproximadamente 10 mg/l para dejar 0.5 mg/l de cloro combinado residual en el

efluente final, una disolución de 4kg de hipoclorito de calcio en un tanque de 50

litros.

La eficiencia operativa de la mayor parte del equipo electro mecánico en la PTAR

dispone de un alto consumo de energía. El consumo de energía impone la necesidad

de que las unidades operativas tengan las dimensiones adecuadas para que

funcionen dentro del campo de eficiencia más favorable durante la mayor parte del

tiempo, resulta más eficaz prendiendo o apagando los equipos según el

requerimiento.

194

Mediante muestreos, aforos, cálculos, análisis de laboratorio realizados, con los

valores obtenidos concluimos que cada unidad operativa cumple satisfactoriamente

su función, de acuerdo con los rangos de remoción establecidos.

Se pudo establecer el intervalo de 10:00 a 11:00 de la mañana como horas pico de

ingreso de agua residual a la PTAR, registrando valores de hasta 60 m3/h, variando

dicho caudal según los días de mayor o menor producción, por lo tanto esta hora

debe ser la de mayor atención por parte del operador de turno, para el equilibrio en

el reactor biológico.

Con los valores obtenidos para el cálculo de los volúmenes de las diferentes

unidades operativas, concluimos que el dimensionamiento de las mismas que

conforman la PTAR es el adecuado para las condiciones y parámetros establecidos

en su diseño, con excepción del tanque de homogenización el cual se encontraba

sub dimensionado por tener un caudal de ingreso alto, ratificamos la decisión de

implementar un nuevo tanque de homogenización que compensa el volumen que

ingresa a la PTAR.

En la PTAR se ha determinado una presión óptima de funcionamiento para los

filtros de 15 PSI y una presión óptima de retro lavado de 18 PSI. En los filtros la

manera de identificar si estos requieren de retro lavado, es cuando al efluente se

realiza la medición de la turbidez y este no se encuentra en condiciones aptas para

su descarga, por lo general en el fluente debe haber un descenso de la turbidez de 5

a 10 NTU con respecto a la turbidez del tanque Físico – Químico para no realizar

retro lavados, caso contrario es necesario hacerlo, manteniendo un rango de

195

turbidez de 15 a 100 NTU en el efluente. El retro lavado de estos filtros se lo

realiza con agua potable por lo general se hace en contracorriente con un caudal

suficiente, que no ocasione una expansión o alteración del lecho filtrante.

Finalmente luego de culminar este Estudio Técnico concluidos que todas las

unidades que conforma la PTAR funcionan y operan adecuadamente estableciendo

un efluente y eficiencias de remoción adecuados cumpliendo con las normas

ambientales vigentes.

7.2 RECOMENDACIONES

El tamiz es una unidad en donde existe la acumulación de materia orgánica y

residuos sólidos retenidos por el mismo, generando olores y presencia de vectores

como moscas, ratas, entre otros por lo que se recomienda designar a un trabajador

el mismo que este pendiente para evacuar dichos residuos.

Para contrarrestar las concentraciones elevadas concentraciones de temperatura y

gases en el tanque de Homogenizacion 2, se deberá colocar extractores de aire con

carbón activado, disponer de ventanas que permitan la salida de olores

desagradables acumulados en esta unidad y crear barreras vivas forestales.

Se debe realizar mantenimiento periódico semestral de las cajas de revisión y

tuberías para evitar que estos se obstruyan.

No permitir el ingreso de personas ajenas a la PTAR sin previa autorización, la cual

deberá ser solicitada con 24 horas de anticipo a las autoridades de la PTAR.

196

A los visitantes se les debe proporcionar una credencial, por parte de los

encargados de la seguridad de la PTAR para su identificación.

Controlar el ingreso de los visitantes, exigir el uso de equipo de protección

necesaria, caso contrario se deberá impedir el ingreso.

Proporcionar un botiquín de primeros auxilios, el mismo deberá contar con lo

siguiente: guantes quirúrgicos, gasas, algodón, pastillas analgésicas, tijeras, alcohol

antiséptico, esparadrapos, agua oxigenada, vendas elásticas.

Realizar programas de capacitación a los trabajadores, operadores y personal

administrativo de la PTAR del uso adecuado de los equipos de protección personal.

Colocar extintores contra incendio en áreas específicas, y realizar el mantenimiento

de los mismos cada tres meses.

Implementar señalización dentro y fuera de las instalaciones de la PTAR.

Dotar y exigir a los operadores de la PTAR el uso de equipos de protección

personal para continuar con el cumplimiento del reglamento interno de la PTAR-

CMQ. El equipo de protección personal debe constar de los siguientes artículos:

197

EPP IMAGEN DETALLE

Mandil impermeable

Protección del cuerpo

Botas de caucho con punta de acero.

Protección de pies

Guantes de nitrilo

Protección de Manos

Guantes desechables tipo quirúrgico

Protección de Manos

Mascarillas desechables

Protección vías

respiratorias

Casco 3M ajuste de correa.

Protección de la cabeza

Gafas trasparentes.

Protección visual.

Orejera para adaptar a casco.

Protección auditiva.

Tecnificar los procesos de faenamiento con la incorporación de tecnología en los equipos y

materiales utilizados en el CMQ, de esta forma obtener un producto de mejor calidad

evitando la contaminación del mismo, además se debe mejorar la infraestructura. Realizar

capacitaciones, charlas a los faenadores, administradores e introductores del ganado, para

198

crear conciencia en el consumo de agua, desecho de sólidos de gran tamaño hacia la

PTAR.

7.3 BIBLIOGRAFIA

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201

7.4 ANEXOS:

7.4.1 ANEXO A: FOTOGRAFIAS

- ETIQUETAS DE ENVASES Y FRASCOS PREVIO MUESTREO.

Ilustración 41: Etiquetas – Muestreo

Ilustración 42: Etiquetas – Envases Platicos

202

Ilustración 43: Etiquetas – Tachos

Ilustración 44: Etiquetas – Frascos ámbar

203

Ilustración 45: Etiquetas – Frascos plásticos (Microbiología)

Ilustración 46: Etiquetas – Embudos

204

MUESTREO Y AFOROS

Ilustración 47: Medición de altura de agua sobre el vertedero - Tamiz

Ilustración 48: Aforo - Reactor Biológico

205

Ilustración 49: Aforo - Efluente

Ilustración 50: Muestreo Fisico - Quimico - Tamiz

206

Ilustración 52: Muestreo - Físico - Químico - Sedimentador Secundario.

Ilustración 51: Muestreo Físico - Químico - Reactor Biológico.

207

Ilustración 53: Muestreo - Físico - Químico - Efluente

Ilustración 54: Colocación de la muestra en envases plásticos

208

Ilustración 55: Colocación de la muestra previa al traslado al laboratorio

Ilustración 56: Conservación de la muestra con hielos.

209

7.4.2 ANEXO B: PLANOS.

Ilustración 57: Trasporte de la muestra al laboratorio

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