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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y MANEJO DE
RIESGOS NATURALES
PROPUESTA DE DISEÑO DE UN SISTEMA DE BIOFILTRO
PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
PRODUCIDAS EN LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA SACHA DE
LA UNIDAD DE NEGOCIO TERMOPICHINCHA – CELEC EP
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERO AMBIENTAL Y MANEJO DE RIESGOS NATURALES
JIMMY ALEDMER VICENTE REYES
DIRECTOR: ING. SERGIO HOMERO MEDINA ROMO
Quito, Octubre 2014
© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2014
Reservados todos los derechos de reproducción
DECLARACIÓN
Yo JIMMY VICENTE, declaro que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que
no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional;
y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este
documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad
Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.
_________________________
Jimmy Vicente
C.I. 1723252928
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Propuesta de diseño de
un sistema de Biofiltro para el tratamiento de aguas residuales producidas
en la Central Termoeléctrica Sacha de la Unidad de Negocio
Termopichincha – CELEC EP”, que, para aspirar al título de Ingeniero
Ambiental y Manejo de Riesgos Naturales fue desarrollado por Jimmy
Aledmer Vicente Reyes, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de
Ciencias de la Ingeniería; y cumple con las condiciones requeridas por el
reglamento de Trabajos de Titulación artículos 18 y 25.
_________________________
Ing. Sergio Homero Medina Romo
DIRECTOR DEL TRABAJO
C.I. 1705652509
DEDICATORIA
El presente trabajo de investigación es dedicado:
A Dios, todopoderoso y misericordioso, guía de mi camino, protector y consuelo
en los momentos más difíciles y esperanza de la humanidad.
A María, madre ejemplar, amorosa e incondicional apoyo en mi vida.
A Edgar y Lisbeth, hermano y hermana, sepan que el éxito se alcanza con
dedicación, esfuerzo y sacrificio.
A Cever, Braulio y Gorelto, que más que tíos,son mis padres,brindándome
cariño y soporte cuando más lo he necesitado.
A Maite, Dariel y Milán, sobrina y sobrinos que me brindan alegrías cuando
estoy cuidando de ustedes.
A la familia Vicente Castillo y Chinchay Reyes, amigos íntimos de mi familia que
me han brindado apoyo y colaboración incondicional.
A mi familia y amigos en general, tanto residentes en el país como en el exterior
que me incentivaron y apoyaron en momentos que fueron necesarios.
A mi bisabuela Mariana, bisabuelo Melcho, Luis Guarnizo y Gaby Balseca,
personas que en su momento supieron extenderme la mano de manera
desinteresada y que lastimosamente ya no están entre nosotros pero me cuidan
desde el cielo.
Jimmy Vicente Reyes
AGRADECIMIENTOS
Mi sincero agradecimiento y gratitud infinita:
A The Condor Trust for Education, Chris, Stephen, Ma. Del Rosario, Fernando
P. y voluntarios que me brindaron apoyo irrestricto e incondicional en mis
estudios siendo un eje primordial en mi formación académica.
A todos mis profesores de educación básica, bachillerato y superior que con su
conocimiento, sabiduría y ejemplo hicieron de mí una persona con la capacidad
necesaria para asumir retos y responsabilidades.
A Lorena P., Andrés M., Sandra B., Fernando G., y Liliana M. del Departamento
de Gestión Social y Ambiental de Termopichincha y su Central emplazada en la
ciudad de Sacha que me abrieron las puertas de la empresa y todas las
facilidades necesarias para realizar este trabajo de investigación y Héctor J., de
Transelectric por su gentil y valiosa colaboración.
A los profesores de la escuela de Ingeniería Ambiental de la UTE que con
bondad y generosidad me brindaron su conocimiento, de manera especiala
Anita A., por su apoyo incondicional y aSergio M., por su orientación en la
dirección de mi trabajo de titulación.
A todos los amigos, profesionales y demás personas que de una u otra manera
formaron parte del desarrollo de este trabajo de titulación.
Jimmy Vicente Reyes
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN xiii
ABSTRACT xiv
1. INTRODUCCIÓN 1
1.1. PROBLEMA 2
1.2. JUSTIFICACIÓN 2
1.3. OBJETIVO GENERAL 3
1.4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 3
2. MARCO TEÓRICO 4
2.1. ADMINISTRACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA 4
2.1.1. INTRODUCCIÓN 4
2.1.2. CONTAMINANTES DEL AGUA 4
2.1.2.1. Fuentes puntuales 5
2.1.2.2. Fuentes no puntuales 5
2.1.2.3. Demanda de oxigeno 5
2.1.2.4. Nutrientes 6
2.1.2.5. Microorganismos patógenos 6
2.1.2.6. Sólidos suspendidos 6
2.1.2.7. Sales minerales 7
2.1.2.8. Compuestos tóxicos 7
2.1.2.9. Calor 7
2.2. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES 8
2.2.1. INTRODUCCIÓN 8
ii
2.2.2. AGUAS RESIDUALES 8
2.2.3. CARACTERÍSTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS 10
2.2.3.1. Características físicas 10
2.2.3.2. Características químicas 10
2.2.4. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA RESIDUAL INDUSTRIAL 10
2.2.5. SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES 10
2.2.5.1. Sistemas tratamiento de aguas residuales 11
2.2.5.2. Pre Tratamiento 13
2.2.5.3. Tratamiento primario 13
2.2.5.4. Tratamiento secundario 13
2.2.5.5. Tratamiento avanzado 14
2.3. BIOFILTROS 14
2.3.1. INTRODUCCIÓN 14
2.3.2. TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE AGUAS RESIDUALES 15
2.3.2.1. Detalle 15
2.3.2.2. Tecnología 15
2.3.2.3. Utilidad 16
2.3.3. LOMBRIFILTRO O TÉCNICA TOHÁ 16
2.3.3.1. Antecedentes 16
2.3.3.2. Detalle 17
2.3.3.3. Etapas de tratamiento 18
2.3.3.4. Funcionamiento 19
2.3.3.5. Tecnología 20
2.3.3.6. Eficiencia 20
2.3.3.7. Ventajas y desventajas 22
2.3.3.7.1. Ventajas 22
2.3.3.7.2. Desventajas 22
2.3.4. LOMBRICULTURA 23
2.3.4.1. Introducción 23
2.3.4.2. Lombriz roja californiana 24
iii
2.3.4.2.1. Clasificación taxonómica 24
2.3.4.2.2. Características 25
2.4. CENTRAL TERMOELÉCTRICA SACHA 25
2.4.1. DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA 25
2.4.1.1. Central Termoeléctrica Sacha 25
2.4.1.2. Ubicación 26
2.4.1.3. Actividades 27
2.4.1.4. Compromiso social y ambiental 28
2.4.1.5. Abastecimiento de aguas blancas 28
2.4.1.6. Características de las aguas residuales 29
2.4.1.7. Generación de agua residual 29
2.4.1.8. Drenaje y disposición de aguas negras y grises 29
2.5. MARCO LEGAL 30
2.5.1. INTRODUCCIÓN 30
2.5.2. NORMATIVA LEGAL VIGENTE APLICABLE AL SECTOR
TERMOELÉCTRICO 31
2.5.2.1. Constitución política de la república del ecuador 31
2.5.2.2. Ley de prevención y control de la contaminación ambiental 32
2.5.2.3. Ley de gestión ambiental 32
2.5.2.4. Ley del régimen del sector eléctrico 32
2.5.2.5. Texto unificado de legislación ambiental secundaria del
ministerio del ambiente 33
2.5.2.6. Norma para la prevención y control de la contaminación
ambiental del recurso agua en centrales termoeléctricas 33
3. METODOLOGÍA Y EXPERIMENTACIÓN 35
3.1. INVESTIGACIÓN 35
3.1.1. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN 35
3.1.2. PROCEDIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN 35
3.2. POBLACIÓN 36
3.2.1. CARACTERÍSTICAS DE LA MUESTRA 36
iv
3.2.2. TIPO DE INVESTIGACIÓN 36
3.2.3. RECOLECCIÓN DE LA INFORMACIÓN 37
3.2.4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 37
3.2.5. PRESENTACIÓN DE INFORMACIÓN 37
3.3. PARTE EXPERIMENTAL 37
3.3.1. CENTRAL TERMOELÉCTRICA SACHA 37
3.3.1.1. Descripción de la empresa 37
3.3.1.2. Línea base 38
3.4. LOMBRIZ ROJA CALIFORNIANA (EISENIA FOETIDA) 40
3.4.1. ADQUISICIÓN 40
3.4.2. ADAPTACIÓN Y ACLIMATACIÓN 40
3.4.2.1. Adaptación a sustrato orgánico 40
3.4.2.2. Adaptación a aguas residuales 41
3.4.3. INDUMENTARIA DE PROTECCIÓN PERSONAL 43
3.5. DISEÑO DEL SISTEMA DE BIOFILTRO EXPERIMENTAL PARA EL
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES 44
3.5.1. DISEÑO DEL TANQUE DE HOMOGENIZADOR EXPERIMENTAL 44
3.5.2. DISEÑO DEL SEDIMENTADOR EXPERIMENTAL 45
3.5.3. DISEÑO DEL BIOFILTRO EXPERIMENTAL 46
3.6. TÉCNICA DEL BIOFILTRO 46
3.6.1. PROCEDIMIENTO DE TRATAMIENTO DEL BIOFILTRO 47
3.7. TRATAMIENTO DE AGUAS GRISES Y NEGRAS DE LA CENTRAL
TERMOELÉCTRICA SACHA 47
3.7.1. MATERIALES Y EQUIPOS 47
3.7.2. DESCRIPCIÓN DEL TRATAMIENTO 48
3.7.3. VARIABLES DE DISEÑO DE LA PLANTA PILOTO 49
3.7.4. PROCESO DE TRATAMIENTO EN LA PLANTA PILOTO 50
3.7.4.1. Biofiltro Experimental 1 50
3.7.4.1.1. Materiales, equipos y componentes 50
3.7.4.1.2. Proceso 51
3.7.4.2. Biofiltro Experimental 2 52
v
3.7.4.2.1. Materiales, equipos y componentes 52
3.7.4.2.2. Proceso 53
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 55
4.1. BIOFILTRO EXPERIMENTAL 1 56
4.1.1. ANÁLISIS DE TEMPERATURA 58
4.1.2. ANÁLISIS DE POTENCIAL HIDRÓGENO 58
4.1.3. ANÁLISIS DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES 59
4.1.4. ANÁLISIS DE SÓLIDOS TOTALES 60
4.1.5. ANÁLISIS DE COLIFORMES FECALES 60
4.1.6. ANÁLISIS DE ACEITES Y GRASAS 61
4.1.7. ANÁLISIS DE DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO 62
4.1.8. ANÁLISIS DE DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO 62
4.1.9. ANÁLISIS DE HIERRO 63
4.2. BIOFILTRO EXPERIMENTAL 2 64
4.2.1. ANÁLISIS DE TEMPERATURA 66
4.2.2. ANÁLISIS DE POTENCIAL HIDRÓGENO 66
4.2.3. ANÁLISIS DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES 67
4.2.4. ANÁLISIS DE SÓLIDOS TOTALES 68
4.2.5. ANÁLISIS DE CLORO TOTAL RESIDUAL 68
4.2.6. ANÁLISIS DE COLIFORMES FECALES 69
4.2.7. ANÁLISIS DE ACEITES Y GRASAS 70
4.2.8. ANÁLISIS DE DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO 70
4.2.9. ANÁLISIS DE DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO 71
4.2.10. ANÁLISIS DE HIERRO 72
4.3. ANÁLISIS DE RESULTADOS DE TODOS LOS PARÁMETROS
MONITOREADOS EN EL PROCESO DE TRATAMIENTO EXPERIMENTAL 72
4.4. DISEÑO DEL SISTEMA DE BIOFILTRO PARA TRATAR LAS AGUAS
RESIDUALES DE USO SOCIAL DE LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA SACHA 75
4.4.1. DATOS PARA EL DISEÑO DEL BIOFILTRO 75
4.4.2. CÁLCULOS PARA EL DISEÑO DEL BIOFILTRO 76
vi
4.4.2.1. Caudal medio de diseño 77
4.4.2.2. Canal de entrada 77
4.4.2.3. Diseño de rejas 78
4.4.2.4. Cálculo de velocidad a través de rejas 79
4.4.2.5. Cálculo de altura del tirante de agua 79
4.4.2.6. Altura del canal 80
4.4.2.7. Cálculo de la longitud de barrotes 80
4.4.2.8. Cálculos de la suma de la separación de barrotes 80
4.4.2.9. Cálculo del número de barrotes 81
4.4.3. FILTRO BIOLÓGICO 81
4.4.3.1. Tasa de tratamiento del Biofiltro 83
4.4.3.2. Dimensiones del módulo 83
4.4.3.3. Cálculo de puntos de distribución 83
4.5. DISEÑO DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
PARA LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA SACHA 84
4.5.1. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO 84
4.5.2. COMPONENTES DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO 86
4.5.2.1. Retención de sólidos 86
4.5.2.2. Homogenización 86
4.5.2.3. Biofiltración 87
4.5.2.3.1. Red de riego 89
4.5.2.4. Desinfección 89
4.5.3. COSTOS DE INVERSIÓN, MANTENIMIENTO Y COSTO POR
METRO CÚBICO AGUA TRATADA DEL SISTEMA DE BIOFILTRO 90
4.5.3.1. Costo estimado de inversión del Biofiltro 90
4.5.3.2. Costo estimado de mantenimiento del Biofiltro 91
4.5.3.3. Costo estimado por metro cúbico de agua tratada en el Biofiltro 92
4.5.3.3.1. Mano de obra 92
4.5.3.3.2. Depreciación de equipos 93
4.5.3.3.3. Mantenimiento 93
4.5.3.3.4. Gastos operativos 94
vii
4.5.3.3.5. Costo total mensual 94
4.5.3.3.6. Costo de volumen agua tratada al mes 95
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 96
5.1. CONCLUSIONES 96
5.2. RECOMENDACIONES 99
NOMENCLATURA / GLOSARIO 100
BIBLIOGRAFÍA 101
ANEXOS 109
viii
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 1.Sistemas y/o tecnologías de tratamiento de aguas residuales 12
Tabla 2.Eficiencias mínimas del sistema de Biofiltro 21
Tabla 3. Coordenadas de la Central Termoeléctrica Sacha 27
Tabla 4. Límites máximos permisibles de descarga un cuerpo de agua dulce
desde Centrales Termoeléctricas 34
Tabla 5.Materiales y equipos utilizados en la adaptación al sustrato orgánico 40
Tabla 6.Distribución de sustrato orgánico y agua cada tres días 41
Tabla 7.Materiales y equipos utilizados en la adaptación a aguas residuales 42
Tabla 8.Distribución diaria de aguas residuales 43
Tabla 9.Materiales de protección personal 43
Tabla 10.Materiales y equipos utilizados en el proceso de experimentación 48
Tabla 11.Detalle de empaques de los Biofiltros experimentales 49
Tabla 12.Materiales y equipos utilizados en el Biofiltro experimental 1 50
Tabla 13.Componentes utilizados en el Biofiltro Experimental 1 51
Tabla 14.Componentes utilizados en el Biofiltro Experimental 2 52
Tabla 15.Materiales y equipos utilizados en el Biofiltro experimental 2 53
Tabla 16.Caracterización del afluente 55
Tabla 17. Caracterización media del efluente del Biofiltro Experimental 1 57
Tabla 18. Caracterización media del efluente del Biofiltro Experimental 2 65
Tabla 19. Datos para el diseño del Biofiltro 75
Tabla 20. Datos de proyección del Biofiltro 76
Tabla 21. Presupuesto estimativo de construcción de Biofiltro 90
Tabla 22. Presupuesto estimativo de mantenimiento anual de Biofiltro 91
Tabla 23. Prestaciones mensuales del trabajador en el Ecuador 92
Tabla 24. Gasto operativo anual de Biofiltro 94
ix
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1.Etapas de tratamiento de aguas residuales 11
Figura 2. Filtro biológico 16
Figura 3.Dr. José Tohá Castellá 17
Figura 4.Modelo de Biofiltro o Lombrifiltro de la Técnica Tohá 18
Figura 5.Esquema del Sistema de Tratamiento con Biofiltro 19
Figura 6. Lombricompostadora casera 23
Figura 7.Lombriz roja californiana (Eisenia foetida) 24
Figura 8. Ubicación de la Central Termoeléctrica Sacha, Orellana 26
Figura 9.Vista panorámica de la Central Termoeléctrica Sacha 27
Figura 10.Pozos sépticos de la Central Termoeléctrica Sacha 30
Figura 11.Lombrices en adaptación a sustrato orgánico 41
Figura 12.Lombrices en aclimatación a aguas residuales 42
Figura 13. Esquema de la planta piloto para el tratamiento del agua
residual de una Central Termoeléctrica 44
Figura 14.Tanque homogenizador de la planta piloto de tratamiento 45
Figura 15.Sedimentador de la planta piloto de tratamiento 45
Figura 16.Biofiltro de la planta piloto de tratamiento 46
Figura 17.Tratamiento del agua residual en el Biofiltro experimental 1 52
Figura 18. Tratamiento del agua residual en el Biofiltro experimental 2 54
Figura 19. Temperatura del afluente y efluente de la planta piloto
del Biofiltro 1 58
Figura 20. pH del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1 59
Figura 21. SST del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1 59
Figura 22. ST del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1 60
Figura 23. Colonias del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1 61
Figura 24. A&G del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1 61
x
Figura 25. DQO del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1 62
Figura 26. DBO del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1 63
Figura 27. Hierro del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1 63
Figura 28. Temperatura del afluente y efluente de la planta piloto
del Biofiltro 2 66
Figura 29. pH del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2 67
Figura 30. SST del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2 67
Figura 31. ST del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2 68
Figura 32. Cloro del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2 69
Figura 33. Colonias del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2 69
Figura 34. A&G del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2 70
Figura 35. DQO del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2 71
Figura 36. DBO del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2 71
Figura 37. Hierro del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2 72
Figura 38. Concentrado de parámetros del afluente y efluentes de la
planta piloto de tratamiento 74
Figura 39. Diagrama de flujo del tratamiento de aguas residuales para la
Central Termoeléctrica Sacha 85
xi
ÍNDICE DE ECUACIONES
PÁGINA
Ecuación 1. Caudal medio 77
Ecuación 2. Caudal 77
Ecuación 3. Área 78
Ecuación 4. Sustitución de Ecuación 3 78
Ecuación 5. Altura inicial del canal 78
Ecuación 6. Altura de tirante de agua 79
Ecuación 7. Altura de canal final 80
Ecuación 8. Inclinación de barrotes 80
Ecuación 9. Longitud de barrotes 80
Ecuación 10. Separación de barrotes 80
Ecuación 11. Número de barrotes 81
Ecuación 12. Factor de flujo Harmon 81
Ecuación 13. Caudal de diseño máximo 82
Ecuación 14. Caudal de diseño medio 82
Ecuación 15. Área total del Biofiltro 83
Ecuación 16. Puntos de distribución 83
Ecuación 17. Depreciación anual del Biofiltro 93
Ecuación 18. Depreciación mensual del Biofiltro 93
Ecuación 19. Costo de mantenimiento mensual del Biofiltro 93
Ecuación 20. Costo operativo mensual del Biofiltro 94
Ecuación 21. Costo total mensual de tratamiento en el Biofiltro 94
Ecuación 22. Volumen de producción mensual de agua residual 95
Ecuación 23. Costo de tratamiento por metro cúbico de agua residual 95
xii
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
ANEXO 1. 109
Fotografías de la etapa de adaptación de lombrices al sustrato orgánico
ANEXO 2. 110
Fotografías del proceso adaptativo de las lombrices a las aguas residuales
ANEXO 3. 111
Fotografías de tratamiento de aguas servidas en Biofiltro con empaque
de fibra de coco
ANEXO 4. 112
Fotografías de tratamiento de aguas servidas en Biofiltro con empaque
de aserrín y viruta
ANEXO 5. 113
Reporte GRUNTEC 1406262-AG001 de análisis de fosa séptica de oficina
ANEXO 6. 114
Reporte GRUNTEC 1406264-AG002 de análisis de fosa séptica de
oficina P2
ANEXO 7. 115
Reporte GRUNTEC 1406264-AG003 de análisis de fosa séptica de
oficina M2
ANEXO 8. 116
Reporte GRUNTEC 1406290-AG001 de análisis de fosa séptica de
oficina M2
ANEXO 9. 117
Lay Out del sistema de tratamiento de aguas residuales para la Central
Termoeléctrica Sacha
ANEXO 10. 118
Set de planos
xiii
RESUMEN
La Central Termoeléctrica Sachase encuentra ubicada en la provincia de
Orellana y se encarga de la generación de energía eléctrica en base a la
combustión de Fuel Oil. El agua es uno de los recursos muy utilizadosen esta
planta, disponiblepara dos procesos:agua pre tratada para uso industrial, como
es el mantenimiento de maquinaria y enfriamiento de motores, y el agua de uso
social,como es lalimpieza de baños, vajilla y duchas, la cual es previamente
tratada con cloro y una vez usada se descarga en pozos sépticos, los
cualesestán colapsados y deben ser desalojados periódicamente.
El presente proyectopropone una alternativa ecológica de tratamiento de aguas
residualesde uso social de la Central Sachallamada Biofiltro, que se construye
de material vivo (lombrices) e inerte (viruta y grava), en el que al irrigar el agua
residual en este filtro biológico ha demostrado una alta eficiencia en la remoción
de materia orgánica y organismos patógenos.
El trabajo de campo se llevó a cabo con Biofiltros experimentales en los que
para obtener mejores condiciones se hizo variantes en la estructura del material
inerte.Se realizó dos Biofiltros pilotos, uno con empaque de aserrín y otro con
empaque de fibra de coco en los que se hizo el tratamiento del agua residual de
uso social, se tomó muestras del efluente tratado en cada reactory fueron
sometidas a pruebas de laboratorio.El análisis e interpretación de resultados
arrojaron que la eficiencia en la remoción de contaminantes del Biofiltro con
viruta es del 53.53 % y está fuera de la norma, y del Biofiltro con fibra de coco
es del 82.37 % y está dentro de la norma aplicable al sector termoeléctrico.
Los costos de implementación, mantenimiento mensual y metro cúbico de agua
tratada de uso social de la Central Termoeléctrica Sacha en el Sistema de
Biofiltro son de $ 9448.26 USD, $ 606.59 USD y $ 7.78 USDrespectivamente.
xiv
ABSTRACT
The Central Thermoelectric Sacha is located in the province of Orellana and is
responsible for thermoelectric power generation based on combustion of fuel oil.
Water is one of the resources used in this plant, available for two processes:
pre-treated for industrial use, such as maintenance of machinery and engine
cooling, water and social use water, such as cleaning bathrooms, dishes and
showers, which is pre-treated with chlorine and discharged after use in septic
tanks, which are collapsed and must be emptied periodically.
This project proposes an ecological alternative for the treatment of waste water
from social use for the Central Sacha, namely Biofilter, which is built of living
material (worms) and inert material (chip and gravel), which filters the
wastewater, the biological filter has shown high efficiency in the removal of
organic matter and pathogens.
The field work was carried out with experimental biological filters, to ascertain
the best composition of inert material, different variants were used. Two
experimental Biofilters, one using sawdust and the other coco fiber were used in
the treatment of social wastewater; treated samples from each reactor were
subjected to laboratory analysis.
The analysis and interpretation of results showed that the Biofilter using sawdust
removed 53.53 % of pollutants and is outside the required norm for wastewater
treatment and the Biofilter using coco fiber removed 82.37 % of contaminants
and is within the norm applicable to the thermoelectric sector.
The costs of implementation, monthly maintenance and cost per cubic meter of
treated water from social use of the Central Thermoelectric Sacha in the Biofilter
system are $ 9,448.26 USD; $ 606.59 USD and $ 7.78 USD respectively.
1. INTRODUCCIÓN
1
1. INTRODUCCIÓN
Se conocen como aguas residuales a aquellas aguas que resultan después de
haber sido utilizadas en hogares, centros educativos, locales comerciales,
fábricas, etc. Las aguas residuales se presentan sucias y contaminadas puesto
que contienen materia orgánica e inorgánica debido a la presencia de ciertos
compuestos y surge la necesidad de depurar o tratar estas aguas.
Los tratamientos convencionales conducen las aguas residuales a una planta
de tratamiento, sitio donde se remueven los contaminantes presentes mediante
la utilización de diferentes métodos físicos, químicosy biológicos para devolver
el agua a la naturaleza en las mejores condiciones posibles.
En nuestro país, especialmente en zonas rurales,se encuentran comunidades,
pueblos e industrias que evacuan sus aguas residuales directamente a cuerpos
de agua o las descargan en pozos sépticos sin que reciban tratamiento
depurador alguno, actividad que representa un riesgo potencial para la salud
humana, los animales y el ambiente.
La Central Termoeléctrica Sacha está ubicada en la provincia de Orellana, en el
cantón Sacha, kilómetro 1.2 de la vía a San Carlos. Pertenece a la Unidad de
Negocio Termopichincha de la CELEC EP, su actividad es la generación de
energía termoeléctrica con una potencia instalada de 20.4 MW con 12 motores
Hyundai de 1700 kW que utilizan combustible Fuel Oil.
El agua que se utiliza en esta central tiene dos usos; agua para uso industrial
10,5 m³/día y agua para uso social 3,0 m³/día. La planta cuenta con sistemas de
recolección diferenciados para aguas de uso industrial, de escorrentía y tiene
pozos sépticos para aguas servidas de uso social. Se deben realizar desalojos
continuos de estos pozossépticos debido a que estos colapsan y desbordan
constantemente por la rápida acumulación de residuos líquidos.
2
1.1. PROBLEMA
La CentralTermoeléctrica Sacha no cuenta con un sistema de tratamiento de
aguas residuales de uso social y la disposición final de estos residuos se basa
en la utilización de pozos sépticos, los cuales han tenido falencias en su
funcionamiento y han ocasionado algunos problemas de contaminación
ambiental y en el bienestar de las personas.
1.2. JUSTIFICACIÓN
El objetivo de este trabajo es elaborar la propuesta de diseño de un sistema de
Biofiltro para el tratamiento de aguas residuales de uso social con la finalidad de
mitigar los impactos del desbordamiento de aguas residuales de uso social y
evitar los desalojos continuos de los pozos sépticos que operan actualmente en
la Central Termoeléctrica Sacha.
La presente investigación busca plantear como alternativa de reemplazo a los
pozos sépticos utilizados en esta Central al método de Biofiltros. Tecnología de
tratamiento de aguas residuales no convencional que puede ser utilizado en
hogares e industrias que no cuentan con sistema de alcantarillado, que, gracias
a la actividad microbiológica que inmoviliza, consume, degrada la materia
orgánica y elimina gran cantidad de contaminantes al esparcir el afluente
contaminado en materiales orgánicos como paja, pasto, madera, viruta, etc.
Los Biofiltros parecen ser una solución adecuada debido a que cumplen con los
requerimientos de la Central Sacha: son sistemas que no requieren de
mantenimiento sofisticado y personal altamente calificado, de fácil operación, no
utilizan productos químicos, remueven la materia orgánica y contaminante, son
sistemas económicos y ecológicos, representan un menor gasto energético.
3
1.3. OBJETIVO GENERAL
Elaborarel diseño de un sistema de Biofiltro para el tratamiento de aguas
residuales en la Central Termoeléctrica Sacha de la Unidad de Negocio
Termopichincha - CELEC EP.
1.4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Caracterizar los parámetros físico - químicos de las aguas residuales de la
Central Termoeléctrica Sacha.
Analizar los componentes de los Biofiltros como sistemas de tratamiento de
aguas residuales.
Diseñar elsistema de Biofiltro para el tratamiento de aguas residuales en la
Central Termoeléctrica Sacha.
Estimar la inversión del sistema de Biofiltro para el tratamiento de aguas
residuales en la Central Termoeléctrica Sacha.
2. MARCO TEÓRICO
4
2. MARCO TEÓRICO
2.1. ADMINISTRACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA
2.1.1. INTRODUCCIÓN
La calidad del agua depende mucho de la manera en la cual se usa el agua de
ríos, lagos y mares, además, influye en las distintas actividades productivas o
recreativas que realizan las personas permanentemente sobre este recurso.
En principio, la administración delacalidad del agua contemplaba la protección
de los cuerpos de agua y paralelamente cumplía la función de ser usado como
medio barato para la disposición de desechos dentro de su capacidad de
asimilación. Ahora, los administradores de la calidad del agua controlan la
contaminación originada en actividades humanas asegurando que los recursos
hídricos sean de calidad y tengan adecuado uso(Davis & Masten, 2005).
Los administradores de la calidad del agua se encargan de controlar la
contaminación, verificar el uso adecuado del recurso, determinar las clases de
contaminantes y su afectación a la calidad del agua. Otro objetivo principal es la
reducción de contaminantes mediante el uso de sustancias que no sean
perjudiciales para el ambiente, esto incluye el reciclaje de estas sustancias y el
uso de sistemas apropiados dependiendo del proceso o naturaleza del agua
(Davis & Masten, 2005).
2.1.2. CONTAMINANTES DEL AGUA
El agua que se ha utilizado para alguna actividad u objetivo específico,cuando
esta retorna al ambiente estará contaminada debido a la presencia de
elementos extraños que se depositan en las aguas y se agrupan en varias
categorías(Davis & Masten, 2005).
5
Los contaminantes del agua son diversos, pueden ser orgánicos e inorgánicos
que alteran el pH, la demanda de oxígeno, la temperatura y la salinidad del
agua. Debido a lo difícil de catalogar las ilimitadas combinaciones de productos
químicos encontrados en aguas residuales, comúnmente se describen en pocas
categorías generales(Castillo, 2005)(Masters & Ela, 2008).
2.1.2.1. Fuentes puntuales
Se llaman fuentes puntuales a las aguas negras domésticas e industriales que
se recolectan por medio de una red de tubos y se conducen a un punto de
descarga. Las aguas negras domésticas; son los desechos de residencias,
centros educativos, oficinas y locales comerciales. Las aguas negras
municipales incluyen;los desechos industriales y las aguas negras domésticas
que se descargan a la red de alcantarillado público(Davis & Masten, 2005).
2.1.2.2. Fuentes no puntuales
Se llaman fuentes no puntuales a las aguas negras urbanas y agrícolas que
comúnmente pasan sobre la superficie del terreno y se conducen a múltiples
puntos de descarga.La recolección de estas aguas puede realizarse de dos
maneras, la primera es el acopio de estas aguas en canales naturales y llevan
este residuo hasta los cuerpos de agua más cercanos y la segunda, es la
recolección a través de tubos por distancias más cortas pero no factibles su
tratamiento en cada descarga(Davis & Masten, 2005).
2.1.2.3. Demanda de oxigeno
El material que demanda oxigeno es todo aquel que se oxida en el agua
receptora y consume oxigeno molecular (comúnmente suele ser material
orgánico biodegradable y ciertos compuestos inorgánicos). El agotamiento
debido al consumo de oxígeno disuelto es una amenaza para todas las formas
de vida acuática que necesitan oxígeno para vivir(Masters & Ela, 2008).
6
2.1.2.4. Nutrientes
El nitrógeno, fósforo, carbono, azufre, calcio, potasio, hierro, entre otros
nutrientes,a pesar de ser benéficos debido a que todos los seres vivos los
necesitan para su crecimiento, se consideran contaminantes cuando están
presentes en cantidades excesivas. Estos compuestos en abundancia
perturban la red alimenticia favoreciendo la proliferación de organismos que
viven a expensas de otros y que demandan gran cantidad de oxigeno cuando
mueren. Las principales fuentes de nutrientes son los detergentes, fertilizantes,
el excremento humano y animal(Davis & Masten, 2005).
2.1.2.5. Microorganismos patógenos
En las aguas de desecho están presentes bacterias, virus y protozoos que
excretaron personas o animales. Cuando estas son descargadas en cuerpos de
agua se vuelven inapropiadas para beber e incluso si la concentración de estos
organismos es elevada, es inseguro nadar y pescar (Davis & Masten, 2005).
Es necesario conocer la resistencia de los microorganismos patógenos a
desinfectantes y antibióticos, debido a que su presencia en el agua cruda puede
ocasionar graves problemas a la salud pública puesto que el agua contaminada
propaga muchas enfermedades contagiosas(Masters & Ela, 2008).
2.1.2.6. Sólidos suspendidos
Se denominan sólidos suspendidos a las partículas orgánicas e inorgánicas que
arrastra el agua residual. Cuando el agua reduce su velocidad, muchas de
estas partículas se depositan en el fondo como sedimento y las partículas que
no se asientan con facilidad provocan turbiedad en las aguas superficiales y
disminuye la penetración de la luz. Las cargas excesivas de sedimento
asentadas en el fondo de los cuerpos de agua destruyen el hábitat de los
organismos bentónicos(Davis & Masten, 2005).
7
2.1.2.7. Sales minerales
Todo tipo de agua contiene cierta cantidad de sal. Las sales que se no se
evaporan en una muestra de agua filtrada se denominan sólidos disueltos
totales. Cuando la concentración de sales en el agua es elevada representa una
amenaza para la biota animal y vegetal, el agua pierde utilidad para abastecer a
la población o la irrigación. La concentración excesiva de sales ocasiona que
los cultivos se dañen y se envenene el suelo (Davis & Masten, 2005).
2.1.2.8. Compuestos tóxicos
Frecuentemente las actividades agrícolas utilizan en los cultivos plaguicidas y
herbicidas que en la mayoría de los casosescurren a cuerpos de agua. Las
aguas negras domésticas e industriales contienen sustancias tóxicas que si se
descargan en grandes cantidades inutilizan cuerpos de agua y se convierten en
inseguros para el uso y el consumo humano y animal (Davis & Masten, 2005).
La persistencia de muchos compuestos tóxicos ha provocado que estos se
concentren en la red alimenticia, lo que vuelve inseguro el consumo de peces o
mariscos para los humanos y animales. Es necesario tener cuidado con el
manejo de los productos químicos que los seres humanos fabrican y con los
riesgos asociados a su transformación natural(Masters & Ela, 2008).
2.1.2.9. Calor
Frecuentemente no se considera al calor como un contaminante, pero varias
industrias como la eléctrica u otros procesos industriales desechan calor
residual a cuerpos de aguas receptoras con menor temperatura. Las
temperaturas altas ocasionan el rápido agotamiento del oxígeno, lo que
deteriora mucho la calidad del agua(Davis & Masten, 2005).
8
2.2. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
2.2.1. INTRODUCCIÓN
A lo largo de la historia, las aguas residuales han sido consideradas como una
molestia que deben eliminarse de manera barata y amigable con el ambiente.
En años pasados, estos residuos se disponían en el sitio o se descargaban
directamente en lagos o ríos, hechos que han ocasionado serios problemas de
degradación ambiental, es por eso que, se han desarrollado diversos sistemas
de tratamiento de aguas residuales(Davis & Masten, 2005).
Actualmente, la eficiencia económica y tendencia a lo sustentable está ganando
mayor relevancia en la sociedad, es por eso que, se está empezando a
considerar al agua residual como materia prima que debe conservarse y
reutilizarse debido a que es un recurso valioso y escaso. Para tener un futuro
sustentable,se están desarrollando e implementando algunos sistemas de
tratamiento que recuperan los nutrientes que contiene el agua residual y los
usan como fertilizantes(Davis & Masten, 2005).
2.2.2. AGUAS RESIDUALES
La FAO (2014), define el término “agua residual” a aquella “que no tiene valor
inmediato, debido a su calidad, no obstante, las aguas residuales de un usuario
pueden servir de suministro para otro usuario en otro lugar”.
Las aguas residuales son aquellas aguas que resultan del uso de actividades
domésticas o industriales. Esta agua contiene contaminantes y gérmenes por lo
que se deben evacuar de manera segura para las personas y el ambiente. Se
conocen también como “aguas residuales” puesto que después de ser usadas
constituyen un residuo y “aguas negras” por el color que usualmente
tienen(D’Elmar, García, Heguilén, & Rossi, 2008).
9
Las aguas residuales se clasifican en(Jefatura del Estado Español, 1995):
- Aguas residuales domésticas: son aquellos residuos líquidos que se
generan en viviendas y servicios que se transportan en el alcantarillado
hacia una planta de tratamiento.
- Aguas residuales industriales: son aquellas aguas provenientes de las
descargas de cualquier actividad comercial e industrial que no sean
aguas residuales domésticas o de escorrentía pluvial.
- Aguas residuales urbanas: son aquellas aguas residuales domésticas y
su mezcla con aguas residuales industriales o de escorrentía pluvial.
Con base al contenido de contaminantes se clasifican en (D’Elmar et al, 2008):
- Aguas negras: son los residuos líquidos provenientes de inodoros
(transportan excrementos humanos y orina ricas en sólidos suspendidos,
nitrógeno y coliformes fecales).
- Aguas grises: son los residuos líquidos provenientes de duchas,
lavamanos y lavadoras que aportan sólidos suspendidos, fosfatos,
grasas y coliformes.
Las aguas residuales se presentan contaminadasy contienen (Mendieta, 2012):
- grasas,
- detergentes,
- materia orgánica,
- residuos industrialesy ganaderos,
- herbicidas y plaguicidas,
- sustancias tóxicas.
10
2.2.3. CARACTERÍSTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS
2.2.3.1. Características físicas
Las aguas residuales se denominan “frescas” cuando tienen olor a tierra recién
revuelta y color gris característico, y “envejecidas” o “sépticas” cuando son muy
ofensivas al olfato y de color negro(Davis & Masten, 2005).
2.2.3.2. Características químicas
Según Davis & Masten (2005), señalan que “la cantidad de sustancias químicas
presentes en las aguas residuales es casi ilimitadas”. La Demanda Bioquímica
de Oxígeno (DBO5) es una medida de oxigeno que usan los microorganismos
para descomponer la materia orgánica, la Demanda Química de Oxígeno
(DQO) es la cantidad de oxígeno que se requiere para oxidar la materia
orgánica. El nitrógeno total de Kjeldahl (NTK) es la medida de nitrógeno
orgánico y amoniacal total del agua residual, el fosforo (P) aparece de muchas
formas ortofostafos, polifosfatos y fosfatos orgánicos, el potencial de hidrogeno
(pH) posee límites entre 6.5 a 8.5.
2.2.4. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA RESIDUAL INDUSTRIAL
Los procesos industriales producen gran diversidad de contaminantes en las
aguas residuales, sus características y concentraciones varían de una industria
a otra. De acuerdo a la Environmental Protection Agency (1999), citado por
Davis & Masten (2005), la EPA“ha agrupado a los contaminantes en tres
categorías: convencionales, no convencionales y prioritarias”.
2.2.5. SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
Según Castillo (2005), señala que las aguas residuales “se generan como
consecuencia del uso doméstico de agua y de diferentes actividades agrícolas e
11
industriales. Mediante drenaje y el alcantarillado estas aguas alcanzan los ríos,
lagos y océanos”.
De acuerdo a Masters & Ela (2008), indican que “las plantas de tratamiento de
aguas residuales se designan normalmente como de tratamiento primario,
secundario, o avanzado, dependiendo del grado de purificación”.
Figura 1. Etapas de tratamiento de aguas residuales
(Arana, 2009)
2.2.5.1. Sistemas tratamiento de aguas residuales
Existen diversos sistemas de tratamiento de aguas residuales las cuales varían
dependiendo el tipo de tratamiento, costos de inversión, operación y
mantenimiento, impactos ambientales y demás requerimientos (Arana, 2009).
En la Tabla 1 se detallan algunos sistemas de tratamiento de aguas residuales:
12
Tabla 1. Sistemas y/o tecnologías de tratamiento de aguas residuales
Sistemas Tipo de tratamiento Requerimientos para aplicación
Consideraciones ambientales a tener en cuenta al elegir
la tecnología
1 Lagunas de
estabilización
Primario, Secundario y Terciario.
Aguas residuales pueden ser
aprovechadas.
Área mínima: 4 ha Distancia mínima: - población: 100 m - cuerpos de agua:
50 m
- Control de olores, insectos y roedores
- Incremento de vegetación
- Limpieza de Lodos
2 Lodos
activados
Primario, Secundario y Terciario.
Aguas residuales pueden ser
aprovechadas.
Área mínima: 2 ha Distancia mínima: - población: 100 m - cuerpos de agua:
50 m
- Control de olores, insectos y roedores
- Incremento de vegetación
- Limpieza de lodos
3 Tanques Imhoff
Primario, Secundario y Terciario.
Aguas residuales pueden ser
aprovechadas.
Área mínima: 2 ha Distancia mínima: - población: 100 m - cuerpos de agua:
50 m
- Control de olores, insectos y roedores
- Incremento de vegetación
- Limpieza de Lodos
4 Biofiltro
Tratamiento Primario, Secundario
y Terciario. Aguas residuales
pueden ser aprovechadas.
Área mínima: 0,3 ha
Distancia mínima: - población: 20 m
- cuerpos de agua: 25 m
- Control de insectos y roedores
- Incremento de vegetación
- Limpieza de Lodos
5 Humedales artificiales
Primario, Secundario y Terciario.
Aguas residuales pueden ser
aprovechadas
Área mínima: 0,5 ha
Distancia mínima: - población: 50 m
- cuerpos de agua: 30 m
- Control de olores, insectos y roedores
- Incremento de vegetación
- Limpieza de Lodos
6 Filtro
percolador
Primario, Secundario y Terciario.
Aguas residuales pueden ser
aprovechadas
Área mínima: 1 ha Distancia mínima: - población: 100 m - cuerpos de agua:
30 m
- Control de olores, insectos y roedores - Limpieza de Lodos
(Arana, 2009)
13
2.2.5.2. Pre Tratamiento
Las aguas residuales se conducen por una red de alcantarillado hasta la
estación depuradora. Esta etapa consta de varias etapas (Arana, 2009):
- Desbaste: retención de sólidos gruesos.
- Desarenado: sedimentación de la arena por gravedad.
- Desgrasado: suspensión de las partículas con baja densidad,
especialmente aceites y grasas.
2.2.5.3. Tratamiento primario
Utiliza métodos físicos para eliminar la materia en suspensión y reducir la DBO
(Castillo, 2005).
Los materiales que se recogen en esta etapa de tratamiento son usualmente
inofensivos y se pueden llevar a un vertedero común(Masters & Ela, 2008).
Se distinguen varios procesos(Arana, 2009):
- Decantación: asentamiento de las partículas más densas en un
sedimentador por acción de la gravedad.
- Coagulación y floculación: rompe la suspensión y provoca la
aglomeración de partículas.
- Neutralización: corrige la excesiva acidez o alcalinidad del agua.
2.2.5.4. Tratamiento secundario
Emplea métodos biológicos para eliminar compuestos orgánicos y reducir la
DBO. Comúnmente se emplea tratamientos aeróbicos pero requiere el bombeo
de oxígeno para un adecuado funcionamiento, a diferencia de los tratamientos
anaeróbicos que son lentos pero ahorran energía(Castillo, 2005).
14
Esta etapa de tratamiento aprovecha la capacidad de los microorganismos,
principalmente bacterias y protozoos, para que los residuos orgánicos se
estabilicen en compuestos de baja energía (Masters & Ela, 2008).
Explica Arana (2009), que el agua clarificada y depurada en la etapa de
tratamiento biológico es transportada a la última etapa de tratamiento y que
“esta contiene solo entre el 5 y 10 % de la materia orgánica con la que entró”.
2.2.5.5. Tratamiento avanzado
Al finalizar el tratamiento biológico Arana (2009), destaca que “el agua residual
se considera ya lo suficientemente libre de carga contaminante como para ser
vertida a los cauces de los ríos; no obstante, en algunos casos es conveniente
afinar más la depuración, por lo que es sometida a un tratamiento terciario”.
Esta etapa de tratamiento busca eliminar los nutrientes y la materia orgánica no
biodegradableutilizando métodos físicos, químicos y/o biológicos para eliminar
contaminantes específicos(Castillo, 2005).
Los tratamientos descritos con anterioridad logran eliminar marginalmente
algunos contaminantes, por lo que es necesario emplear procesos con la
capacidad adecuada de eliminar los compuestos sobrantes del tratamiento
primario y secundario(Davis & Masten, 2005).
2.3. BIOFILTROS
2.3.1. INTRODUCCIÓN
Se llaman Biofiltros a los filtros biológicos que utilizan materiales orgánicos e
inorgánicos como empaque (forraje, grava, arena, etc.). El residuo contaminado
se esparce en la superficie del Biofiltro que escurrepor gravedad en el medio
15
filtrante quedando retenida la materia orgánica que será consumida y
degradada por la actividad microbiológica(CONAMA, 2013).
2.3.2. TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE AGUAS RESIDUALES
2.3.2.1. Detalle
Los Biofiltros son reactores con distintos estratos de material soporte también
llamado relleno o empaque en el cual el residuo contaminado es rociado, el
líquido de desecho se limpia y se remueven los contaminantes al hacer pasar el
agua a través de un sistema de; plantas, suelos o materia orgánica. Sobre la
superficie del material soporte crecen diferentes comunidades microbianas en
forma de biopelículas que toman todos sus nutrientes del residuo líquido(Eweis,
Ergas, Chang, & Schroeder, 1999).
Según Phillips et al (2010), concluyen que “las biopelículas son comunidades
microbianas complejas que contienen bacterias y hongos. Los microorganismos
sintetizan y secretan una matriz de protección que adhiere firmemente la
biopelícula a una superficie biótica o abiótica”. Las comunidades microbianas
toman todos sus nutrientes del residuo líquidopor lo que debe existir una
película liquida alrededor de estos microorganismos.
De acuerdo a Carlson & Leiser (1966), citado por Eweis et al (1999), señalan
que “los Biofiltros se vienenutilizando desde mediados de los años cincuenta
para el control de olores en estaciones depuradoras de aguas residuales,
plantas de compostaje y procesos industriales”.
2.3.2.2. Tecnología
La tecnología de Biofiltración es un tratamiento sencillo e independiente de
tratamientos previos, no es necesario añadir nutrientes u otros aditivos. Es
16
importante que el tributario entre al sistema con ciertas características que
permitan la supervivencia de los organismos vivos que habitan en el Biofiltro.
Figura 2. Filtro biológico
(CONAMA, 2013)
El CONAMA (2013), menciona que “el medio filtrante retiene la materia orgánica
a través de tres mecanismos principales: filtración pasiva, adsorción y
absorción, e intercambio iónico. Los parámetros retenidos son biodegradados
por la biocenosis que se instala en el filtro”.
2.3.2.3. Utilidad
- Tratamiento de residuos industriales líquidos orgánicos.
- Control de olores en procesos industriales.
- Depuración de aguas servidas (domicilios, escuelas, industrias, etc.).
2.3.3. LOMBRIFILTRO O TÉCNICA TOHÁ
2.3.3.1. Antecedentes
El Lombrifiltro o Técnica Tohá es un sistema de biotratamiento de aguas
servidas y residuos industriales líquidos orgánicos (RILES) que está constituido
17
por distintos estratos filtrantes de materiales orgánicos e inorgánicos. Esta
técnica fue desarrollada por el Dr. José Tohá Castellá y sus colaboradores en el
Laboratorio de Biofísica de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemática de la
Universidad de Chile(Arango, 2003)(Guzmán, 2004)(TECSINOX, 2010).
Figura 3.Dr. José Tohá Castellá
(SOLSAN, 2011)
El objetivo de este sistema es ser una alternativa ecológica en el tratamiento y
depuración de residuos líquidos orgánicos. Esta tecnología fue patentada por el
Departamento de Transferencia Tecnológica de la Universidad de Chile y se ha
implementado desde el año de 1994 en Chile con buenos resultados en el
tratamiento aguas servidas domésticas y RILES (TECSINOX, 2010).
2.3.3.2. Detalle
El Biofiltro conocido también como;Técnica ToháoLombrifiltro, es un tratamiento
biológico que remueve; Coliformes Fecales, Sólidos Suspendidos,
Sedimentables y Totales, DBO, Aceites y Grasas, Turbidez(CONAMA, 2013).
Esta tecnología no convencional de tratamiento de aguas residuales está
compuesta de un soporte con un medio de diferentes materiales filtrantes en el
que habitan en asociación lombrices, bacterias y hongos.
18
El residuo líquido orgánico es regado sobre la superficie del medio filtrante
donde queda inmovilizada la materia orgánica que sirve de sustrato para las
lombrices que oxidan y degradan los compuestos retenidos del agua residual a
depurar (CONAMA, 2013).
Figura 4. Modelo de Biofiltro o Lombrifiltro de la Técnica Tohá
(Parra & Chiang, 2013)
2.3.3.3. Etapas de tratamiento
El Biofiltro es un sistema de tratamiento de aguas servidas y RILES que consta
de las siguientes etapas(TECSINOX, 2010):
- Pre-tratamiento físico: separación de sólidos, aceites y grasas.
- Tratamiento biológico: Biofiltro o Lombrifiltro.
- Opcional: Desinfección por Radiación U.V. o Cloración. Depende de las
características del efluente y solo en el caso de ser necesario.
19
Figura 5. Esquema del Sistema de Tratamiento con Biofiltro
(Hernández, 2005)
2.3.3.4. Funcionamiento
El Biofiltro está compuesto de un medio filtrante y un soporte con varias capas
de diferentes materiales. El medio filtrante es la capa superior compuesta de
material orgánico, en este caso humus, en el que habitan en gran cantidad
lombrices y microorganismos que digieren la materia orgánica retenida en esta
capa, dejando al agua sin sus principales contaminantes. El soporte consta de
dos capas, la primerade viruta que se encuentra a continuación de la capa de
humus, y, la segunda que está formada de piedras de mediano tamaño
asentadas sobre un falso fondo. Esta última capa provee soporte y aireación al
sistema asegurando la permeabilidad del Biofiltro (Carmona, 2010).
El agua servida doméstica o RILES se esparce sobre la capa superficial del
Biofiltro donde las lombrices retienen la materia orgánica, el residuo líquido
continua atravesando las diferentes capas filtrantes por gravedad y emerge sin
materia orgánica y clara(Arango, 2003).
20
Para el apropiado funcionamiento de este sistema de tratamiento, Lay-Son
(2002), citado por Arango (2003), destaca que “el Biofiltro debe estar en estado
de saturación en el cual debe dispersarse de manera homogénea el agua
residual para que las lombrices puedan abarcar completamente toda el área de
tratamiento”. Además Salazar (2005), menciona que “si existe demasiada
humedad puede ocasionar problemas para las lombrices puesto que no se
garantiza la sobrevivencia de las lombrices si hay demasiada saturación debido
a que fallará la oxigenación del sistema”; si existen zonas donde el agua queda
estancada es peor, debido a que, la retención del agua debajo de los lechos
ocasionarían zonas anaeróbicas matando las lombrices (Casas, 2009).
La última etapa de tratamiento y dependiendo de las características del agua
tratada, el efluente se traslada a una cámara para irradiar luz ultravioleta o se
aplica pastillas de cloro para eliminar las bacterias patógenas(Arango, 2003).
2.3.3.5. Tecnología
Este sistema de depuración de aguas residuales es sencillo de operar, no
requiere tratamientos previos ni la adición de productos químicos. El afluente
necesariamente debe entrar al sistema con una temperatura entre 15 a 35
grados centígrados, pH no menor a 6.5 ni mayor a 8.5, garantizando así la
existencia de los organismos vivos que habitan en el Biofiltro.
El CONAMA (2013), destaca que “los lombrifiltros pueden ser considerados
como el único sistema de tratamiento de riles y aguas servidas que proporciona
un ingreso, esto por la generación de lombrices, humus y agua, los que tienen
un valor en el mercado”.
2.3.3.6. Eficiencia
Estos sistemas permiten tratar el 100 % de las aguas servidas y RILES que se
generan de los distintos usos y consumos sean estos domésticos o industriales.
21
Según Guzmán (2004), señala que “la eficiencia del Biofiltro ha sido
determinada en base a estudios de las experiencias de su aplicación llegando a
determinarse que para aguas servidas el sistema permite el tratamiento de
1000 litros por metro cuadrado por día. Es decir se necesita 1 m2 efectivo de
Biofiltro para tratar 1 m3 de aguas servidas”.
También la Fundación para la Transferencia Tecnológica (2005), citado por
Hernández (2005), corrobora lo anteriormente descrito al señalar que “se
sugiere 1 m2 efectivo de Biofiltro para tratar 1 m3 de aguas servidas diarias” y
añade que “para tratar 1 m3 de residuos industriales líquidos se requerirá mayor
superficie, debido a los parámetros contaminantes que posee”. Según Lay-Son
(2002), citado por Hernández (2005), destacan que “el dimensionamiento del
Lombrifiltro va a depender del propósito para el cual fue diseñado”.
La eficiencia estimada de remoción y calidad del efluente tratado en base a las
condiciones y características del diseño del sistema de tratamiento de acuerdo
a la Tabla 2, son:
Tabla 2. Eficiencias mínimas del sistema de Biofiltro
Parámetro Eficiencia %
DBO5 90
Aceites y Grasas 90
Sólidos Suspendidos 95
Nitrógeno Total 60 a 80
Fosforo Total 80
Coliformes Fecales 99
(TECSINOX, 2010)(CONAMA, 2013)
El efluente tratado puede ser descargado al alcantarillado, rio, infiltración o uso
para riego(TECSINOX, 2010).
22
El costo de instalación de los sistemas de Biofiltro es 30 % menor que las
plantas convencionales y su costo de operación es 70 % más bajo, posee la
misma calidad y capacidad que una tecnología tradicional (Faundes, 2012).
2.3.3.7. Ventajas y desventajas
A continuación se destaca las ventajas y desventajas que presenta este sistema
de tratamiento(Arango, 2003):
2.3.3.7.1. Ventajas
- No produce lodos inestables: Degrada todos los sólidos orgánicos
existentes en el agua contaminada sin la producción de lodos inestables
como los tratamientos convencionales.
- Bajos costos operacionales: No requiere del uso de químicos ni personal
calificado. Solo requiere energía para distribuir el agua contaminada en
el lecho filtrante.
- El filtro no se impermeabiliza: No se colmata debido al movimiento de las
lombrices que hacen canales en el humus permitiendo porosidad y
permeabilidad en el Biofiltro.
- Produce abono natural: Las lombrices producen humus, que es un abono
natural que puede ser extraído cada cierto tiempo.
2.3.3.7.2. Desventajas
- Sensible a variaciones bruscas: El sistema es sensible a descargas
considerables de alguna sustancia tóxica o cargas orgánicas que se
produzcan en el afluente.
- Reposición de sustrato filtrante: Anualmente sedebe añadirsustrato
filtrante virgen para reponer el humus que ha sido extraído del Biofiltro.
- Requiere bombeo permanente: El Biofiltro debe constantemente ser
irrigado debido a que no resiste periodos largos sin alimentación.
23
2.3.4. LOMBRICULTURA
2.3.4.1. Introducción
La Lombricultura responde a la problemática de la contaminación orgánica, esta
biotecnología utiliza a una especie de lombriz domesticada, la lombriz Eisenia
Foetida más conocida como lombriz roja californiana que recicla toda clase de
materia orgánica y como resultado de las fecas de esta lombriz, se obtiene el
llamado humus, que es un fertilizante orgánico utilizado para mejorar la calidad
de los suelos (Hernández, 2005).
Figura 6. Lombricompostadora casera
Los primeros criaderos intensivos se desarrollaron en los Estados Unidos en el
estado de California a partir de los años 50. A partir de estos años, se han
realizado estudios y como resultado de estas investigaciones se ha obtenido
lombrices cada vez más selectas. Las especies más utilizadas en la
Lombricultura son tres de ocho mil especies en existencia(Salazar, 2005):
- Eisenia Foetida
- Lombricus Rubellus
- Rojo Hibrido
24
En el Ecuador, no es intensa la Lombricultura, por lo que aún no es considerada
como una verdadera alternativa para el aprovechamiento de desechos
orgánicos. En nuestro país, el vermicompostaje en la mayoría de casos es
realizado de manera empírica por personas que logran adquirir las lombrices y
materiales adecuados para realizar esta actividad.
2.3.4.2. Lombriz roja californiana
2.3.4.2.1. Clasificación taxonómica
La clasificación taxonómica de la lombriz roja californiana es (Alarcón, 2012):
- Reino: animal
- División: anélidos
- Clase: clitelados
- Familia: Lombrícidos
- Género: Eisenia
- Especie: Foetida
Figura 7. Lombriz roja californiana (Eisenia foetida)
25
2.3.4.2.2. Características
La lombriz roja habita en zonas de clima templado, su temperatura corporal
fluctúa entre los 19 y 20 °C. Su longitud oscila entre los 6 y 8 cm, su diámetro
es de 3 a 5 mm. Su peso es de casi 1 gramo y consume diariamente una
cantidad de alimento equivalente a su peso (Alarcón, 2012)(Ferruzzi, 1986).
La lombriz roja es muy utilizada por(Toccalino, Roux, & Agüero, 2001):
- Longevidad: viven aproximadamente 16 años.
- Prolificidad: pueden llegar a producir hasta 1500 lombrices por año.
- Deyecciones: sus fecas son excelente abono orgánico.
- Alimentación: consume toda materia orgánica en descomposición.
Según Compagnoni & Putzolu (2001), destacan que “las lombrices son
hermafroditas incompletas, tienen los dos sexos completos y a los 3 meses
comienzan a reproducirse haciéndolo durante toda la vida”.
La lombriz roja californiana es un animal confiable debido a que no transmite ni
sufre enfermedad alguna. Si se llegase a fugar a un medio natural no produce
impacto ecológico pero si es susceptible a daños por las condiciones
ambientales (De Sanzo & Ravera, 2000).
2.4. CENTRAL TERMOELÉCTRICA SACHA
2.4.1. DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA
2.4.1.1. Central Termoeléctrica Sacha
La CELEC EP es una empresa responsable de generar y transmitir energía
eléctrica, es por eso que está considerada como un servicio público estratégico,
cuenta con 20 generadoras termoeléctricas ubicadas en diferentes provincias
26
del país. La Unidad de Negocio Termopichincha forma parte de CELEC EP y se
encarga de la generación de energía eléctrica (CELEC EP, 2014).
2.4.1.2. Ubicación
La Central Termoeléctrica Sacha se encuentra ubicada en la región amazónica,
en la parroquia y cantón La Joya de los Sachas, vía a San Carlos kilómetro 1.2,
sector La Parker en la provincia de Orellana. Pertenece a la Unidad de Negocio
Termopichincha y entro en operación en el año 2011 (Termopichincha, 2014).
Figura 8. Ubicación de la Central Termoeléctrica Sacha, Orellana
(CARDNO ENTRIX, 2012)
27
Tabla 3. Coordenadas de la Central Termoeléctrica Sacha
Coordenadas de los vértices
PUNTO X Y
1 291.095 9’963.603
2 291.278 9’963.622
3 291.280 9’963.460
4 291.102 9’963.465
(ABRUS, 2013)
2.4.1.3. Actividades
Su actividad es generar energía eléctrica, tiene 12 generadores de 1700 kW
que funcionan en base a la combustión de Fuel Oil (CELEC EP, 2014).
De acuerdo al informe de auditoría realizado por ABRUS (2013), su actividad es
la generación de energía termoeléctrica con una potencia instalada de 20.4 MW
con 12 motores Hyundai de 1.7 MW que utilizan combustible Fuel Oil.
Figura 9. Vista panorámica de la Central Termoeléctrica Sacha
(CELEC EP, 2014)
28
2.4.1.4. Compromiso social y ambiental
La Central Sacha comprometida con la comunidad y el ambiente, busca generar
proyectos ambientales sustentables al mejorar sus procesos productivos de
forma más limpia y eficiente, a fin de evitar la generación de impactos
ambientales y sus consecuentes afectaciones a las comunidades aledañas a la
empresa. Además, está integrando tecnologías de bajo impacto ambiental y
costos monetarios accesibles.
2.4.1.5. Abastecimiento de aguas blancas
El abasto de aguas blancas está compuesta por (Unión Eléctrica, 2009):
- Conductora de agua externa.
- Tanque de capacidad de 100 m3 de almacenamiento de agua.
- Sistema de bombeo compuesto por un sistema hidroneumático.
- Tuberías de red de abasto interno.
- Acometidas de entrada de agua.
- Muebles sanitarios.
El tanque de 100 m3 utilizado como depósito de agua para uso social se ubica
cercano al eje vial y de fácil acceso, en una zona combinada con los tanques de
almacenamiento de agua para el sistema contra incendios y uso industrial. La
distribución del agua de uso social se garantiza a través de un hidroneumático,
este sistema de alimentación suministra el agua a (Unión Eléctrica, 2009):
- un taller,
- un vestidor,
- un comedor,
- un edificio administrativo,
- un laboratorio,
- tres garitas de vigilancia.
29
2.4.1.6. Características de las aguas residuales
Uno de los principales recursos utilizados en esta Central es el agua, que se
utiliza en dos procesos:
- agua pre tratada para uso industrial,
- agua de uso social para limpieza de baños, vajilla y duchas.
2.4.1.7. Generación de agua residual
Las principales actividades en las que se utiliza el agua son:
- servicios higiénicos,
- limpieza de baños y vajillas,
- servicio de duchas.
2.4.1.8. Drenaje y disposición de aguas negras y grises
La Central Sachatiene sistemas de alcantarillado diferenciados para las aguas
industriales y escorrentía, las aguas servidas se depositan en pozos sépticos.
El drenaje de aguas negras y grises se compone de(Unión Eléctrica, 2009):
- Drenaje de los muebles sanitarios,
- Tuberías de drenaje,
- Colectores de residuales,
- Pozos sépticos de hormigón armado.
Los vertimientos residuales tanto sólidos como líquidos, provenientes de las
distintas edificaciones se canalizan por redes sanitarias internas compuestas
por ramales y colectores que se conectan a una red exterior hasta dos pozos
sépticos de capacidades y volúmenes diferentes:
30
- Pozo de 10 m3 para los vertimientos de los vestidores, edificio
administrativo y el comedor.
- Pozo de 5 m3 para colectar los vertimientos del almacén y el laboratorio.
Figura 10. Pozos sépticos de la Central Termoeléctrica Sacha
2.5. MARCO LEGAL
2.5.1. INTRODUCCIÓN
La Legislación Ambiental Ecuatoriana está constituida a partir de derechos
ambientales, tratados, convenciones y protocolos internacionales reconocidos
por los estados, los cuales conforman un cuerpo legal comprometido con los
derechos de la naturaleza a través de sus constituciones, normas, leyes y
reglamentos que protegen a la naturaleza (Regalado, 2012).
A partir de la década del 90 se observa cierto interés por los temas ambientales,
diversas entidades públicas y privadas que velan por el cumplimiento de la
normativa legal ambiental mediante la expedición y aplicación de normas, leyes
y reglamentos que regulan las diferentes actividades domésticas e industriales
que generan cierto grado de impacto en el ambiente (Regalado, 2012).
31
En el Ecuador, el Texto Unificado de Legislación Secundaria del Ministerio del
Ambiente (TULSMA) es el documento que reúne todas las leyes relacionadas a
la protección de los recursos naturales.
En la carta magna del 2008, se reconoce por primera vez los Derechos de la
Naturaleza y se crean entidades administrativas y judiciales que resuelven
problemas ambientales.La normativa legal vigente de calidad ambiental rige en
todo el país con la finalidad de proteger los recursos naturales, lo que asegura
el derecho de las personas a vivir en un ambiente sano, ecológicamente
equilibrado y libre de contaminación (Asamblea Constituyente, 2008).
2.5.2. NORMATIVA LEGAL VIGENTE APLICABLE AL SECTOR
TERMOELÉCTRICO
Los cuerpos legales y documentos que se consideraron en el presente trabajo
de investigación son (ABRUS, 2013)(CARDNO ENTRIX, 2012):
2.5.2.1. Constitución Política de la República del Ecuador
Publicada en el Registro Oficial N° 449 del 20 de octubre de 2008, se señalan
los artículos relacionados con la actividad objeto de estudio.
- Título II: Derechos; Capítulo Segundo: Derechos del Buen Vivir; Sección
Segunda Ambiente Sano. Artículo 14: “Se reconoce el derecho de la
población a vivir en un ambiente sano y Ecológicamente equilibrado, que
garantice la sostenibilidad y el buen vivir, sumak kawsay”.
- Título II: Derechos; Capítulo Noveno: Responsabilidades, Artículo 83
Inciso 6 establece: “Respetar los derechos de la naturaleza, preservar un
ambiente sano y utilizar los recursos naturales de modo racional,
sustentable y sostenible”.
32
2.5.2.2. Ley de prevención y control de la contaminación ambiental
Publicada la codificación de esta ley en el Registro Oficial N° 418 el 10 de
septiembre de 2004. Mantiene disposiciones que son estratégicas para su
aplicación en los siguientes artículos:
- Artículo 6. Prohibición de contaminar el agua.
2.5.2.3. Ley de gestión ambiental
Publicada la codificación de esta ley en el Registro Oficial N° 418 del 19 de
septiembre de 2004, esta ley determina las obligaciones, responsabilidades,
límites permisibles, controles y sanciones de gestión ambiental en el Ecuador.
Esta ley se orienta en los principios del desarrollo sustentable para la
conservación del patrimonio natural y el aprovechamiento racional de los
recursos naturalesy uso de tecnologías alternativas sustentables.
2.5.2.4. Ley del régimen del sector eléctrico
Publicada la reforma de esta ley en el Registro Oficial N° 351 el 29 de diciembre
de 2010. Incluye otras disposiciones de protección ambiental:
El Consejo Nacional de Electricidad es el ente regulador a través del cual el
estado delega las actividades de generación, transmisión, distribución y
comercialización de energía eléctrica(CONELEC, 2010).
Las funciones y facultades más importantes del CONELECson:
- Artículo 13, literal e. Dictar regulaciones para proteger el ambiente.
- Artículo 18, literal h. Velar por la protección del ambiente en las
diferentes fases de operación eléctrica.
33
2.5.2.5. Texto unificado de legislación ambiental secundaria del ministerio
del ambiente
Publicada la ratificación de este reglamento en edición especial en el Registro
Oficial N° 51 el 31 de marzo de 2003. Conocido también como TULSMA indica
que la gestión ambiental es responsabilidad de todos y coordinada a través del
Ministerio del Ambiente del Ecuador.
Esta legislación ambiental identifica políticas y guías necesarias para una
adecuada gestión ambiental a fin de alcanzar el desarrollo sustentable. Este
cuerpo legalen el Libro VI tiene un anexoespecíficopara el recurso agua.
2.5.2.6. Norma para la prevención y control de la contaminación ambiental
del recurso agua en centrales termoeléctricas
Publicado en el Registro Oficial N° 41 el 14 de marzo del 2007 mediante
Acuerdo Ministerial Nº 155 emitido por el Ministerio del Ambiente del Ecuador.
Este instrumento es de aplicación obligatoria en el territorio nacional para las
centrales de generación termoeléctricaque generen más de 1 MW y descarguen
aguas a cuerpos hídricos y alcantarillado pluvial o público.
Su objetivo proteger los recursos naturales con la finalidad de asegurar la salud
e integridad de las personas y proteger los ecosistemas involucrados en las
actividades de generación eléctrica.
Este instrumento legal es complementario al Anexo 1 A Norma de Calidad
Ambiental y Descarga de Efluentes: Recurso Agua, Libro VI De La Calidad
Ambiental del TULSMA.
34
Establece los criterios ambientales para la prevención y control de la
contaminación del agua y los límites permisibles de las descargas durante la
etapa de operación, mantenimiento y abandono (ABRUS, 2013).
Tabla 4. Límites máximos permisibles de descarga un cuerpo de agua dulce desde Centrales Termoeléctricas
PARÁMETROS EXPRESADO
COMO UNIDAD
LIMITE MÁXIMO PERMISIBLE
Potencial de hidrógeno
pH - 5-9
Cloro Activo* Cl mg/l 0,5
Temperatura ºC - < 35
Sólidos Suspendidos Totales
- mg/l 100
Sólidos Totales - mg/l 1 600
Demanda Química de Oxígeno
D.Q.O. mg/l 250
Hierro Total Fe mg/l 10
Sulfuros S mg/l 0,5
Aceites y grasas Sustancias solubles en
hexano mg/l 0,3
(Límites de Descarga a un Cuerpo de Agua Dulce. Tabla 12 del Anexo 1 (Norma de Calidad Ambiental y de Descarga de Efluentes: Recurso Agua) del Libro VI del Texto Unificado de
Legislación Ambiental Secundaria del Ministerio del Ambiente)
3. METODOLOGÍA Y EXPERIMENTACIÓN
35
3. METODOLOGÍA Y EXPERIMENTACIÓN
3.1. INVESTIGACIÓN
3.1.1. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN
El presente trabajo de investigación se llevó a cabo mediante la modalidad de
CAMPO por el lugar, EXPERIMENTAL por el problema y EXPLORATORIA por
los objetivos.
3.1.2. PROCEDIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN
Para realizar la “Propuesta de diseño de unsistema de Biofiltro para el
tratamiento de las aguas residuales de uso social en la Central Termoeléctrica
Sacha” se desarrolló de la siguiente manera:
a) Visita a la Central Termoeléctrica Sacha.
Levantamiento de la línea base
o Descripción de la problemática
b) Investigación y recopilación de información.
Enfoque de aguas residuales
o Definición
o Clasificación
o Tratamiento
Biofiltración
o Usos
o Características
Normativa legal ambiental
o Marco legal aplicable al sector termoeléctrico
c) Experimentación con Biofiltros pilotos.
36
Realización de experimentos con los Biofiltros pilotos
o Biofiltro experimental con empaque de aserrín y viruta
o Biofiltro experimental con empaque de fibra de coco
d) Análisis de laboratorio.
Muestras de aguas
o Determinación de las características físicas, químicas y
biológicas del afluente y efluente
o Comparación con la normativa legal ambiental ecuatoriana de
Límites Máximos Permisibles de descarga de aguas residuales
e) Diseño de la planta delSistema de Biofiltro.
Diseño dela planta delSistema de Biofiltro
o Componentes técnicos
Estimación del costo de inversión de la planta del Sistema de Biofiltro
o Componentes económicos
3.2. POBLACIÓN
La Central Termoeléctrica Sacha ubicada en elcantón del mismo nombre en la
provincia de Orellana, genera 1.8 metros cúbicos de agua residual de uso
social.
3.2.1. CARACTERÍSTICAS DE LA MUESTRA
Se utilizó50 litros de agua residual de uso social de la Central Termoeléctrica
Sacha para realizar el tratamiento de las muestrasrecolectadasen los Biofiltros
experimentales.
3.2.2. TIPO DE INVESTIGACIÓN
Para realizar esta investigación fue necesario aplicar la técnica de recopilación
bibliográfica, trabajo de campo (experimental) y exploratoria.
37
3.2.3. RECOLECCIÓN DE LA INFORMACIÓN
El presente trabajo de investigación para obtener información y datos, aplicó las
siguientes técnicas:
- Documental: trabajo de escritorio que permitió realizar el marco teórico.
- Experimental: trabajo de campo que permitió cumplir la metodología.
3.2.4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
La información obtenida de los experimentos fueron tabulados y graficados
estadísticamente de acuerdo a losinstrumentos utilizados y resultados
obtenidos en la actividad de campo.
3.2.5. PRESENTACIÓN DE INFORMACIÓN
La información procesada se presentó en cuadros estadísticos y
representaciones gráficas.
3.3. PARTE EXPERIMENTAL
3.3.1. CENTRAL TERMOELÉCTRICA SACHA
3.3.1.1. Descripción de la empresa
La Central Sacha se encuentra ubicada en el cantón La Joya de los Sachas en
la provincia de Orellana y genera energía eléctrica.
En la Central Sacha laboran 39 personas en los siguientes turnos:
- Personal diurno: 30 personas en horario de 8:00 a 17:00 horas.
- Personal nocturno: 9 personas en horario de 16:00 a 8:00 horas.
38
De acuerdo al Estudio de Impacto Ambiental realizado por ECUAMBIENTE
(2010), el agua que se utiliza en esta Central es captada de un pozo que cuenta
con la autorización respectiva para su explotacióny la disponibilidad diaria de
agua aproximada para los diferentes usos, son los siguientes:
- Agua para uso industrial 10,5 m³/día
- Agua para uso social 3,0 m³/día
El agua social en la Central Sacha se destina para las siguientes actividades:
- Baños,
- Lavamanos y lavaplatos,
- Duchas.
De acuerdo al documento “Evaluación de Tanques Sépticos Central Sacha”
realizado por Jama (2012), se determinó que el consumo de agua por persona
la Central Sacha es de 45 litros por trabajador y el uso diario de agua de todo el
personal de la Central Sacha es:
39 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 ∗ 45 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠.𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎
𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜= 1755 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜
3.3.1.2. Línea base
La Central Sacha cuenta con sistemas de recolección diferenciados para aguas
de uso industrial, de escorrentía y tiene pozos sépticos para aguas servidas de
uso social. Los pozos sépticos se encuentran distribuidos en diferentes áreas
del complejo y están construidos de hormigón armado e impermeabilizados.
Se desconoce la capacidad de total de almacenamiento de todos los pozos
sépticos existentes en la planta debido a que no existen registros de su
construcción, su uso y su mantenimiento es esporádico.
39
El pozo séptico principal es el que se encuentra aledaño al área administrativa
puesto que recepta la mayor cantidad de agua residual de uso social producida
en la Central (baños, duchas y cocina).En un principio los desalojos de este
pozo se realizaban cada 10 días debido a que tanto aguas servidas de uso
social y pluvial seconducían directamente a estos pozos, lo que ocasionaba el
colapso y desbordamiento de los mismos. Actualmente, con la diferenciación de
los sistemas de recolección de aguas pluviales y residuales, el desalojo de
residuos líquidos se realiza mensualmente.
El cálculo de la capacidad de almacenamiento del pozo séptico principal de
acuerdo al número de personas fue de(Jama, 2012):
3.5 𝑚 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑟𝑔𝑜 ∗ 2 𝑚 𝑑𝑒 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 ∗ 1.5 𝑚 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 = 10.5 𝑚3 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑
De los 9 pozos existentes en la Central, solo el pozo séptico principal cuenta
con un filtro de carbón y arena, que es el único tratamiento que recibe el agua
residual de uso social del área administrativa, baños y cocina. Los demás pozos
sépticos únicamente recolectan los residuos y los mantienen encapsulados
hasta que se realice el respectivo desalojo.
Los pozos sépticos en los últimos meses han tenido varios problemasde
funcionamiento, entre los más comunesson:
- Desalojos: cada vez más continuos debido a la saturación rápida de los
pozos que requieren gastos monetarios extras para ser limpiados.
- Desbordamientos: ocurre cuando filtran las aguas de procedencia pluvial
que representan una molestia y acortan la vida útil de los pozos sépticos.
- Malos olores: por el desbordamiento de los pozos sépticos, los olores de
la fosa escapan y causan malestar a las personas que laboran aledañas
a estas infraestructuras.
- Construcción de nuevos pozos: la vida útil de los pozos es corta se ha
visto necesario la construcción de más para evitar desbordes.
40
3.4. LOMBRIZ ROJA CALIFORNIANA (EISENIA FOETIDA)
3.4.1. ADQUISICIÓN
Las lombrices utilizadas para tratar las aguas residuales de uso social de la
Central Sacha fueron adquiridas en la parroquia de Pintag. Se compró15
kilogramos de lombriz roja californiana con cocones y humus.
3.4.2. ADAPTACIÓN Y ACLIMATACIÓN
3.4.2.1. Adaptación a sustrato orgánico
Antes de adquirir las lombrices, se construyeron dos cajas de madera con las
siguientes dimensiones; largo: 64 cm, ancho: 53 cm y alto: 17 cm, para
compostar la materia orgánica, albergary alimentar a las lombrices.
Tabla 5. Materiales y equipos utilizados en la adaptación al sustrato orgánico
Cantidad Unidad Descripción Función
1 m Malla de yute Provee de oxígeno a la compostera
2 U Caja de madera Soporte de lombrices, cocones y
alimento
5 kg Pie de cría de
lombriz Organismos vivos
10 kg Humus Alberga a las lombrices
15 L Agua Provee humedad al soporte
18.4 kg Alimento orgánico Sustrato inicial de las lombrices
Lista la compostadora y obtenido el píe de cría de lombriz roja, se extendió el
humus y las lombrices sobre el sustrato orgánico. Este periodo de aclimatación
se realizó durante 15 días, cada tercer día se añadía 1.4 kilogramos de alimento
orgánico y 2.5 litros de agua, el soporteestaba cubierto con una malla de yute
para proteger a las lombrices del sol y animales depredadores.
41
Tabla 6. Distribución de sustrato orgánico y aguacada tres días
Número Día Hora Alimento Cantidad
0 17/05/2014 16:00 Orgánico 1.4 kg
17:00 Agua 2.5 L
3 19/05/2014 16:00 Orgánico 1.4 kg
17:00 Agua 2.5 L
6 22/05/2014 16:00 Orgánico 1.4 kg
17:00 Agua 2.5 L
9 25/05/2014 16:00 Orgánico 1.4 kg
17:00 Agua 2.5 L
12 28/05/2014 16:00 Orgánico 1.4 kg
17:00 Agua 2.5 L
15 31/05/2014 16:00 Orgánico 1.4 kg
17:00 Agua 2.5 L
Figura 11. Lombrices en adaptación a sustrato orgánico
3.4.2.2. Adaptación a aguas residuales
Adaptadas las lombrices al sustrato orgánico, se procedió a seleccionar 3
kilogramos de humus con lombrices. Esta masa fue extendida en una tina
plástica rectangular de color verde oscuro con las siguientes dimensiones;
largo: 20 cm, ancho: 14 cm y alto: 9 cm.
42
Durante 10 días se tomaron muestras de agua residual en dos frascos de vidrio,
el residuo recolectado antes de ser vertido sobre la biomasa, se controlaba la
temperatura y el pH,se utilizó un termómetro y papel pH respectivamente con la
finalidad de evitar variaciones y alteraciones repentinas o bruscas en el
sistemagarantizando así que las lombrices se adapten adecuadamente.
Tabla 7. Materiales y equipos utilizados en la adaptación a aguas residuales
Cantidad Unidad Descripción Función
1 U Termómetro Medición de temperatura del agua residual
1 U Tina Soporte para las lombrices y el agua residual
1 U Embudo Traspaso de agua residual del frasco de
recolección a la pizeta
1 U Pizeta Provee el agua residual recolectada al
soporte de adaptación
2 U Frascos Recolección de aguas residuales
2 L Agua residual Sustrato para las lombrices
3 Kg Humus Alberga a las lombrices
10 U Papel pH Medición de pH del agua residual
Figura 12. Lombrices en aclimatación a aguas residuales
43
El alimento que se suministró a las lombrices fue en cantidad suficiente para
humedecer adecuadamente la biomasa presente en la tina plástica.El alimento
con el transcurrir de los días de adaptación fue en aumento a fin de
proporcionar mayor cantidad de materia orgánica a las lombrices.
Tabla 8. Distribución diaria de aguas residuales
Número Día Hora Temperatura (°C) pH Alimento (ml)
1 03/06/2014 08:30 15 7 150
2 04/06/2014 08:00 18 7 150
3 05/06/2014 08:30 17 6 150
4 06/06/2014 09:00 16 7 150
5 07/06/2014 08:00 17 7 150
6 09/06/2014 08:30 18 6 250
7 10/06/2014 09:30 16 7 250
8 11/06/2014 08:30 18 7 250
9 12/06/2014 08:00 17 7 250
10 13/06/2014 09:00 17 7 250
3.4.3. INDUMENTARIA DE PROTECCIÓN PERSONAL
Durante la etapa de adaptación de las lombrices, se utilizó indumentaria de
protección personal debido al riesgo de contaminación y otros peligros físicos.
Tabla 9. Materiales de protección personal
Cantidad Unidad Descripción Función
1 U Mandil
Material utilizado por el investigador para protección de riesgos que puedan
amenazar su salud y seguridad durante el desarrollo del experimento
1 U Cofia
1 U Mascarilla
1 U Gafas protectoras
20 U Guantes de látex
44
3.5. DISEÑO DEL SISTEMA DE BIOFILTRO EXPERIMENTAL
PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
El diseño del Biofiltro experimental para tratar las aguas residuales de la Central
Termoeléctrica Sacha fue elaborado de acuerdo al esquema de la Figura 13:
Figura 13.Esquema de la planta piloto para el tratamiento del agua residual de una Central Termoeléctrica
3.5.1. DISEÑO DEL TANQUE DE HOMOGENIZADOR EXPERIMENTAL
Objetivo: Almacenar y homogenizar la muestra del agua residual de uso
socialde la Central Termoeléctrica Sacha.
Función: El tanque de homogenizaciónfue de forma cilíndrica y material de
plástico con la capacidad de almacenar 25 litros, contaba con una red de
cañería para el desalojo del residuo hacia la próxima etapa de la planta piloto.
45
Material:Tanque homogenizador de 25 litros de capacidad. Dimensiones de;
radio: 16 cm y largo: 32 cm.
Figura 14. Tanque homogenizador de la planta piloto de tratamiento
3.5.2. DISEÑO DEL SEDIMENTADOR EXPERIMENTAL
Objetivo: Retener sólidos dela muestra del agua residual de uso social de la
Central Termoeléctrica Sacha.
Función: El sedimentador fue de forma cuadrada y material acrílico con la
capacidad de almacenar 3 litros, contaba con una red de cañería para la
recepción y desalojo del residuo hacia la próxima etapa de la planta piloto.
Material: Sedimentador de 3 litros de capacidad. Dimensiones de; largo: 15 cm,
ancho: 15 cm y alto: 15 cm.
Figura 15. Sedimentador de la planta piloto de tratamiento
46
3.5.3. DISEÑO DEL BIOFILTRO EXPERIMENTAL
Objetivo: Depurar la muestra de agua residual de uso social de la Central
Termoeléctrica Sacha.
Función: El Biofiltro fue de forma cuadrada y material acrílico con capacidad de
tratar 6 litros, contaba con una red de cañería de entrada del afluente y desalojo
del efluente de la planta piloto.
Material: Biofiltro de 6 litros de capacidad. Dimensiones de; largo: 30 cm,
ancho: 10 cm y alto: 30 cm.
Figura 16. Biofiltro de la planta piloto de tratamiento
3.6. TÉCNICA DEL BIOFILTRO
Los Biofiltros son sistemas que utilizan distintos estratos inertes y orgánicos
como empaque para descontaminar aguas servidas y residuos líquidos
orgánicos.En elestrato superficial del Biofiltro habitan lombrices y
microorganismos que consumen y degradan la materia orgánica existente en el
agua residual que es esparcida de manera uniforme y escurre por el medio
filtrante donde quedan inmovilizados los residuos sólidosdel aguaservida.
47
3.6.1. PROCEDIMIENTO DE TRATAMIENTO DEL BIOFILTRO
- El agua residual es rociada sobre el Biofiltro que está compuesto de un
medio filtrante y un soporte.
- La materia orgánica que contiene el agua contaminada es inmovilizada
mientras escurre por los distintos estratos filtrantes.
- Las lombrices, la flora bacteriana y los hongos descomponedores
consumen y degradan la materia orgánica del agua residual.
- Los sólidos del agua contaminada alimentan a los organismos del
sistema depurador y pasa a constituir la masa corporal de las lombrices.
- Las deyecciones de las lombrices es un producto compostado
estabilizado llamado humus de lombriz.
- Este tratamiento de aguas residuales produce fertilizante orgánico que
puede ser utilizado en los suelos como abono.
3.7. TRATAMIENTO DE AGUAS GRISES Y NEGRAS DE LA
CENTRAL TERMOELÉCTRICA SACHA
El tratamiento de aguas residuales de uso social se realizó después de las
etapas de aclimatación de las lombrices al sustrato orgánico y aguas residuales.
3.7.1. MATERIALES Y EQUIPOS
El sistema piloto de tratamiento de aguas residuales de uso social de la Central
Termoeléctrica Sacha durante la etapa de experimentación, utilizó varios
materiales y equipos necesarios para depurar el agua residual a fin de obtener
resultados del proceso de tratamiento.
48
Tabla 10. Materiales y equipos utilizados en el proceso de experimentación
Cantidad Unidad Descripción Material Función
1 kg Estrato filtrante Grava Retención de materia
orgánica
1 kg Estrato filtrante Humus Alberga a las lombrices
1 U Tanque de
almacenamiento Acrílico
Homogenización de residuo liquido
1 U Sedimentador Acrílico Retención sólidos
1 U Biofiltro Acrílico Soporte de estratos filtrantes
1 U Termómetro Vidrio Medición de temperatura del
agua residual
1 U Jarra Plástico Recolección de agua liquido
1 U Malla Yute Soporte de lombrices
1 U Embudo Plástico Recolección de agua
residual
2 kg Estrato filtrante Aserrín Retención de materia
orgánica
2 kg Estrato filtrante Fibra de
coco Retención de materia
orgánica
5 U Peachimetro Papel Medición de pH del agua
residual
22 U Frascos Vidrio Recolección de aguas
residuales
40 U Lombriz roja N/A Organismo depurador
50 L Agua residual Líquido Sustrato para las lombrices
3.7.2. DESCRIPCIÓN DEL TRATAMIENTO
Se procedió a realizar In Situ la preparación e instalación de materiales y
equipos utilizados en la etapa de experimentación del sistema piloto de
tratamiento de aguas residuales de uso social de la Central Sacha.
- Se eligió el sitio de experimentación aledaño al pozo séptico principal
que almacena la mayor cantidaddel agua residual de uso social
generada en la CentralTermoeléctrica Sacha.
49
- El tanque de almacenamiento se colocó en un nivel lo suficientemente
elevado a fin de que el flujo del agua residual a tratar se conduzca por
gravedad hacia la siguiente etapa de tratamiento.
- Se instaló una red de cañería para el desalojo del residuo líquido en el
tanque de almacenamiento.
- La cañería de desalojo del residuo líquido se conectó con el
sedimentador y el Biofiltro para que el residuo fluya por todos los
componentes del sistema depurador piloto.
- Se colocó los estratos filtrantes y las lombrices en el soporte del Biofiltro.
- Se revisó los equipos con una prueba en blanco con agua pura a fin de
determinar el correcto funcionamiento de la planta piloto.
- Se verifico que los equipos y materiales funcionen de manera correcta
para proceder a iniciar el tratamiento del agua residual en la planta piloto.
3.7.3. VARIABLES DE DISEÑO DE LA PLANTA PILOTO
- Área del reactor: 0.03 m2
- Lombrices: 40 unidades
- Volumen reactor: 6 litros
- Tiempo de residencia: 90 minutos
- Caudal del residuo: 70 ml/min
Tabla 11. Detalle de empaques de los Biofiltros experimentales
Biofiltro Experimental 1 Biofiltro Experimental 2
Humus Humus
Lombrices Lombrices
Aserrín y viruta Fibra de coco
Geotextil No Tejido Geotextil No Tejido
Piedras Piedras
50
3.7.4. PROCESO DE TRATAMIENTO EN LA PLANTA PILOTO
3.7.4.1. Biofiltro Experimental 1
El tratamiento de aguas residuales de uso social de la Central Termoeléctrica
Sacha en la planta piloto con estrato filtrante de aserrín empezó el día lunes 16
de junio del 2014, en dos periodos con flujo de entrada de 70 ml/min:
- 10:00 hasta 11:30
- 14:00 hasta 15:30
3.7.4.1.1. Materiales, equipos y componentes
Las Tablas 12 y 13 detallan los componentes, equipos y materiales utilizados en
el Biofiltro experimental 1:
Tabla 12. Materiales y equipos utilizados en el Biofiltro experimental 1
Cantidad Unidad Descripción Material Función
1 U Tanque de
almacenamiento Acrílico
Homogenización de residuo líquido
1 U Sedimentador Acrílico Retención de sólidos
1 U Biofiltro Acrílico Soporte de estratos filtrantes
1 U Termómetro Vidrio Medición de temperatura del
agua residual
1 U Jarra Plástico Recolección de agua líquido
1 U Malla Yute Soporte de lombrices
1 U Embudo Plástico Recolección de agua residual
5 U Peachimetro Papel Medición de pH del agua
residual
12 U Frascos Vidrio Recolección de aguas residuales
51
Tabla 13. Componentes utilizados en el Biofiltro Experimental 1
Material Cantidad Unidad Función
Lombrices 40 U Organismo depurador
Grava 1500 cm3 Retención de materia orgánica
Aserrín y viruta 4200 cm3 Retención de materia orgánica
Humus 300 cm3 Alberga a las lombrices
3.7.4.1.2. Proceso
Una vez llenada la trampa de grasas y sedimentos, se observó la retención de
sólidos sedimentablesy natas de grasas. Después de completar el agua residual
esta etapa, el flujo pasó al Biofiltro donde empezó el tratamiento de retención y
degradación de la materia orgánica presente en el residuo líquido por parte de
las lombrices que se encontraban en el Biofiltro experimental. El efluente
tratado fue desalojado por la parte inferior del reactor hacia un colector aledaño
a la planta piloto.
Los dos periodos se desarrollaron con normalidad durante 90 minutos cada
una, finalizado este tiempo, se recolectó las muestras del agua tratada. En esta
etapa de tratamiento se realizó inspecciones continuas a finde verificar la
normalidad del proceso y evitar alteraciones durante el desarrollo del
experimento.
El día mencionado, a las 11:30 y 15:30 horas respectivamente, se procedió a
realizar los muestreos del agua tratada en el Biofiltro experimental 1 para el
análisis de sus parámetros en un laboratorio acreditado asociado con la Central.
Los muestreos abarcaron la toma de muestras de manera técnica a la salida del
efluente en la planta piloto. Los parámetros de Temperatura y pH se midieronIn
situ, consecutivamente a esta medición, la muestra recolectada fue rotulada y
preservada en un cooler hasta llegar al laboratorio acreditado para su análisis.
52
Figura 17. Tratamiento del agua residual en el Biofiltro experimental 1
3.7.4.2. Biofiltro Experimental 2
El tratamiento de aguas residuales de uso social de la Central Termoeléctrica
Sacha enla planta piloto con estrato filtrante de fibra de coco empezó el día
martes 17 de junio del 2014, en dos periodos con flujo de entrada de 70 ml/min:
- 10:30 hasta 12:00
- 14:30 hasta 16:00
3.7.4.2.1. Materiales, equipos y componentes
Las tablas 14 y 15 detallan los componentes, equipos y materiales utilizados en
el Biofiltro experimental 2:
Tabla 14. Componentes utilizados en el Biofiltro Experimental 2
Material Cantidad Unidad Función
Lombrices 40 U Organismo depurador
Grava 1500 cm3 Retención de materia orgánica
Fibra de coco 4200 cm3 Retención de materia orgánica
Humus 300 cm3 Alberga a las lombrices
53
Tabla 15. Materiales y equipos utilizados en el Biofiltro experimental 2
Cantidad Unidad Descripción Material Función
1 U Tanque de
almacenamiento Acrílico
Homogenización de residuo líquido
1 U Sedimentador Acrílico Retención de sólidos
1 U Biofiltro Acrílico Soporte de estratos filtrantes
1 U Termómetro Vidrio Medición de temperatura del
agua residual
1 U Jarra Plástico Recolección de agua líquido
1 U Malla Yute Soporte de lombrices
1 U Embudo Plástico Recolección de agua residual
5 U Peachimetro Papel Medición de pH del agua
residual
12 U Frascos Vidrio Recolección de aguas
residuales
3.7.4.2.2. Proceso
Llenada la trampa de sedimentos y grasas, se observó la retención de sólidos
sedimentables y natas de grasas. Una vez completada esta etapa, el flujo pasó
al Biofiltro donde empezó el tratamiento de retención y degradación de la
materia orgánica presente en el residuo líquido por parte de las lombrices que
se encontraban en el Biofiltro. El efluente tratado fue desalojado por la parte
inferior del reactor hacia un colector aledaño a la planta piloto.
Los dos periodos se desarrollaron con normalidad durante 90 minutos cada
uno, finalizado este tiempo, se procedió a recolectar las muestras del agua
tratada. En esta etapa de tratamiento se realizó inspecciones continuas a finde
verificar la normalidad del proceso y evitar alteraciones durante el desarrollo del
experimento.
54
El día mencionado, a las 12:00 y 16:00 horas respectivamente, se procedió a
realizar los muestreos del agua tratada en el Biofiltro experimental 2para el
análisis de sus parámetros en un laboratorio acreditado asociado con la Central.
Los muestreos abarcaron la toma de muestras de manera técnica a la salida del
efluente en la planta piloto. Los parámetros de Temperatura y pH se midieron In
situ, consecutivamente a esta medición, la muestra recolectada fue rotulada y
preservada en un cooler hasta llegar al laboratorio acreditado para su análisis.
Figura 18. Tratamiento del agua residual en el Biofiltro experimental 2
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
55
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
El análisis e interpretación de resultados de los reportes de laboratorio de las
muestras recolectadas en los experimentos realizados, se detalló por tipo de
estrato filtrante, tanto del afluente como de los efluentes.
En la Tabla 16 se detallan los resultados de laboratorio del afluente:
Tabla 16. Caracterización del afluente
Reporte de Análisis
Proyecto Central Térmica Sacha
Tipo de muestra Muestra de agua
Fecha de muestreo 16 de julio del 2014
Número de reporte 1406292-AG001
Parámetros Expresado como Unidad Interpretación
Físico - Químico
Temperatura °C - 27
Potencial de Hidrógeno pH - 6.2
Sólidos Suspendidos Totales - mg/L 223
Sólidos Totales - mg/L 757
Aniones y No Metales
Cloro Total Residual Cl mg/L 60
Sulfuros S mg/L 33
Parámetros Microbiológicos
Coliformes Fecales Colonias NMP/100 mL 1,00E+07
Parámetros Orgánicos
Aceites y Grasas Sustancias Solubles
en Hexano mg/L 50
Demanda Química de Oxígeno D.Q.O mg/L 583
Demanda Bioquímica de Oxígeno D.B.O mg/L 200
Metales Totales
Hierro Fe mg/L 160
56
4.1. BIOFILTRO EXPERIMENTAL 1
Para el Biofiltro experimental 1 se utilizó como empaque; aserrín y viruta común
de aserradero. Esta materia es la más utilizada en estos sistemas de
tratamiento debido a su fácil adquisición y bajos costos.
La madera es un recurso natural renovable y las operaciones que se realizan
con este recurso se deben realizar de manera responsable y sustentable. Los
residuos forestales se utilizan en múltiples actividades industriales solucionando
los problemas ambientales por su incorrecta disposición (Martínez, Fernández,
Álvarez, García, & Rodríguez, 2012).
De acuerdo al Reglamento de la Comunidad EuropeaN° 889 (2008), define al
serrín y las virutas como “madera no tratada químicamente después de la tala”.
El aserrín y las virutas son materiales procedentes de subproductos de la
explotación maderera como la fabricación de papel o muebles y de la limpieza
de bosques (Patrón & Pineda, 2010).
Según Álvarez (1999), afirma que “la industria de transformación maderera
genera altos volúmenes de residuos que se convierten en desechos sólidos o
basura. Hasta el momento no hay un uso racional de esta biomasa”.
Las características y usos del aserrín y viruta son (Patrón & Pineda, 2010):
- Posee elevada capacidad de porosidad y aireación.
- Su descomposición es lenta lo que permite su reutilización.
- Las partículas de aserrín finas son < 6 mm y las virutas gruesas son > 6
mm obtenidas del trabajo de la madera.
- La calidad de la viruta depende del tipo de madera y los aditivos que se
añadieron o no.
- Tiene efecto supresor en el desarrollo de microorganismos patógenos.
57
En la Tabla 17 se detalla la caracterización media del efluente del Biofiltro
experimental 1:
Tabla 17. Caracterización media del efluente del Biofiltro Experimental 1
Reporte de Análisis
Proyecto Central Térmica Sacha
Tipo de muestra Muestra de agua
Fecha de muestreo 16 de junio del 2014
Número de reporte 1406264-AG001 y 1406264-AG002
Parámetros Expresado como Unidad Interpretación
Físico - Químico
Temperatura °C - 27
Potencial de Hidrógeno pH - 5.8
Sólidos Suspendidos Totales - mg/L 370
Sólidos Totales - mg/L 3264
Parámetros Microbiológicos
Coliformes Fecales Colonias NMP/100 mL >110000
Parámetros Orgánicos
Aceites y Grasas
Sustancias
Solubles en
Hexano
mg/L <0.3
Demanda Química de Oxígeno D.Q.O mg/L 3650
Demanda Bioquímica de Oxígeno D.B.O mg/L 39
Metales Totales
Hierro Fe mg/L 6.6
58
4.1.1. ANÁLISIS DE TEMPERATURA
Los resultados arrojados por los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la
media de N° 1406264-AG001 y N°1406264-AG002, referente al parámetro
temperatura, no existe diferencia entre el caudal del afluente y el efluente del
Biofiltro experimental 1 como se puede observar mencionado parámetro en
laFigura 19. El análisis de la variable mencionada se encuentra dentro de la
norma aplicable para el sector termoeléctrico.
Figura 19. Temperatura del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1
4.1.2. ANÁLISIS DE POTENCIAL HIDRÓGENO
Los resultados arrojados por los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la
media de N° 1406264-AG001 y N°1406264-AG002, referente al parámetro
potencial hidrógeno, existe una diferencia mínima entre el caudal del afluente y
el efluente del Biofiltro experimental 1 como se puede observar mencionado
parámetro en laFigura 20. El análisis de la variable mencionada se encuentra
dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.
20
22
24
26
28
30
Afluente de la Planta PilotoEfluente de la Planta Piloto
2727
Temperatura
59
Figura 20. pH del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1
4.1.3. ANÁLISIS DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES
Los resultados arrojados por los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la
media de N° 1406264-AG001 y N°1406264-AG002, referente al parámetro de
sólidos suspendidos totales, como se puede observar mencionada variable
enlaFigura 21, existe un incremento en el caudal del efluente con respecto al
afluente, debido a la presencia de restos del empaque que se han disgregado
del Biofiltroexperimental 1. El análisis de la variable mencionada se encuentra
fuera de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.
Figura 21. SST del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1
5
6
7
8
9
Afluente de la Planta PilotoEfluente de la Planta Piloto
6.25.8
Potencial Hidrógeno
075
150225300375450
Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la
Planta Piloto
223
370
Sólidos Suspendidos Totales
60
4.1.4. ANÁLISIS DE SÓLIDOS TOTALES
Los resultados arrojados por los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la
media de N° 1406264-AG001 y N°1406264-AG002, referente al parámetro de
sólidos totales, como se puede observar mencionada variable en laFigura 22,
se advierte un aumento en el caudal del efluente con respecto al afluente,
debido a la presencia de restos del empaque que se han disgregado del Biofiltro
experimental 1. El análisis de la variable mencionada se encuentra fuera de la
norma aplicable para el sector termoeléctrico.
Figura 22. ST del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1
4.1.5. ANÁLISIS DE COLIFORMES FECALES
De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la
media de N° 1406264-AG001 y N°1406264-AG002, referente al parámetro de
coliformes fecales, entre el caudal del afluente y el efluente se puede notar la
disminución de un 98.90 % de remoción del mencionado parámetro, es decir,
ha existido un elevado porcentaje de remoción en el tratamiento de la
degradación de materia orgánica por acción de lombrices del Biofiltro
experimental 1. El análisis de la variable mencionada en la Figura 23, se
encuentra fuera de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.
0
700
1400
2100
2800
3500
Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la
Planta Piloto
757
3264
Sólidos Totales
61
Figura 23. Colonias del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1
4.1.6. ANÁLISIS DE ACEITES Y GRASAS
De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la
media de N° 1406264-AG001 y N°1406264-AG002, referente al parámetro de
aceites y grasas, entre el caudal del afluente y el efluente se puede observar la
disminución de un 99.40 % de remoción del mencionado parámetro, es decir,
ha existido un elevado porcentaje de remoción en el tratamiento de la
degradación de materia orgánica por acción de lombrices del Biofiltro
experimental 1. El análisis de la variable mencionada en la Figura 24, se
encuentra dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.
Figura 24. A&G del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1
1000200100040010006001000
8001000
10001000
Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la
Planta Piloto
10000000
110000
Coliformes Fecales
0
30
60
90
120
Afluente de laPlanta Piloto
Efluente de laPlanta Piloto
50
0.3
Aceites y Grasas
62
4.1.7. ANÁLISIS DE DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO
Los resultados arrojados por los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la
media de N° 1406264-AG001 y N°1406264-AG002, referente al parámetro de
demanda química de oxígeno, se puede observar un aumento de la
mencionada variable en el caudal del efluente con respecto al afluente, debido a
la descomposición de la materia orgánica donde existe liberación de energía en
el Biofiltro experimental 1 como se puede observar mencionado parámetro en
laFigura 25. El análisis de la variable mencionada se encuentra fuera de la
norma aplicable para el sector termoeléctrico.
Figura 25. DQO del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1
4.1.8. ANÁLISIS DE DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO
De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la
media de N° 1406264-AG001 y N°1406264-AG002, referente al parámetro de
demanda bioquímica de oxígeno, entre el caudal del afluente y el efluente se
puede notar la disminución de un 80.50 % de remoción del mencionado
parámetro, es decir, ha existido una considerable de remoción en el tratamiento
de la degradación de materia orgánica por acción de lombrices del Biofiltro
experimental 1. El análisis de la variable mencionada en la Figura 26, se
encuentra dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.
0800
1600240032004000
Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la
Planta Piloto
583
3650
Demanda Química de Oxígeno
63
Figura 26. DBO del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1
4.1.9. ANÁLISIS DE HIERRO
De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la
media de N° 1406264-AG001 y N°1406264-AG002, referente al parámetro
hierro, entre el caudal del afluente y el efluente se puede notar la considerable
disminución de un 95.88 % de remoción del mencionado parámetro en el
Biofiltro experimental 1. El análisis de la variable mencionada en la Figura 27,
se encuentra dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.
Figura 27. Hierro del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1
0
50
100
150
200
250
Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la
Planta
200
39
Demanda Bioquímica de Oxígeno
0306090
120150180
Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la
Planta Piloto
160
6.6
Hierro
64
4.2. BIOFILTRO EXPERIMENTAL 2
Para el Biofiltro experimental 2 se realizó una variante a este sistema de
tratamiento, se utilizó fibra de coco, que constituye una opción de material para
ser utilizado como empaque.
Según Reckmann (2011) señala que la fibra de coco “físicamente corresponde
a la cubierta protectora o cascara de la fruta (mesocarpio) del cocotero (Cocos
nucífera). Se trata de un remanente luego de la extracción de aceite y pulpa de
coco”.
De acuerdo a Quintero & González (2006), las fibras se clasifican deacuerdo a
su origen en “sintéticas” que son elaboradas por el hombre en los que están los
polímeros naturales y sintéticos, y “naturales” que son de origen vegetal, animal
y mineral que se presentan en diferentes formas.
La fibra de coco se comercializa de acuerdo a su textura (Muñoz, 2007):
- Granulada: textura fina compuesta de partículas de 0,5 a 2 mm.
- Fibroso: textura gruesa compuesto por partículas mayores a 2 cm.
- Mixto: textura intermedia que combina una porción granular y otra fibrosa
(50 % de cada porción).
Propiedades de la fibra de coco (PROJAR, 2011):
- 100 % orgánico y recurso natural renovable.
- Ligero, seguro y de fácil manejo.
- Alta capacidad de retener nutrientes y liberarlos progresivamente.
- Buen drenaje y aireación.
65
En la Tabla 18 se detalla la caracterización media del efluente del Biofiltro
experimental 2:
Tabla 18. Caracterización media del efluente del Biofiltro Experimental 2
Reporte de Análisis
Proyecto Central Térmica Sacha
Tipo de muestra Muestra de agua
Fecha de muestreo 17 de junio del 2014
Número de reporte 1406264-AG003 y 1405206-AG001
Parámetros Expresado como Unidad Interpretación
Físico - Químico
Temperatura °C - 26
Potencial de Hidrógeno pH - 6.9
Sólidos Suspendidos Totales - mg/L 40
Sólidos Totales - mg/L 603
Aniones y No Metales
Cloro Total Residual Cl mg/L <0.1
Parámetros Microbiológicos
Coliformes Fecales Colonias NMP/100 mL >110000
Parámetros Orgánicos
Aceites y Grasas
Sustancias
Solubles en
Hexano
mg/L <0.3
Demanda Química de Oxígeno D.Q.O mg/L 174
Demanda Bioquímica de Oxígeno D.B.O mg/L 23
Metales Totales
Hierro Fe mg/L 0.19
66
4.2.1. ANÁLISIS DE TEMPERATURA
Los resultados arrojados por los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la
media de N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, referente al parámetro
temperatura, existe diferencia despreciable entre el caudal del afluente y el
efluente del Biofiltro experimental 2 como se puede observar mencionado
parámetro en laFigura 28. El análisis de la variable mencionada se encuentra
dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.
Figura 28. Temperatura del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2
4.2.2. ANÁLISIS DE POTENCIAL HIDRÓGENO
De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la
media de N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, referente al parámetro
potencial hidrogeno, existe un ligero aumento de la variable en el caudal del
efluente con respecto al afluente en el Biofiltro experimental 2 como se puede
observar en laFigura 29. El análisis de la variable mencionada se encuentra
dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.
20
22
24
26
28
30
Afluente de la Planta PilotoEfluente de la Planta Piloto
27
26
Temperatura
67
Figura 29. pH del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2
4.2.3. ANÁLISIS DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES
Los resultados arrojados por los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la
media de N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, referente al parámetro de
sólidos suspendidos totales, entre el caudal del afluente y el efluente se puede
notar la disminución de un 82.06 % de remoción del mencionado parámetro, es
decir, ha existido un alto porcentaje de retención de sólidos en el tratamiento de
la degradación de materia orgánica por acción de lombrices del Biofiltro
experimental 2. El análisis de la variable mencionada en la Figura 30, se
encuentra dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.
Figura 30. SST del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2
5
6
7
8
9
Afluente de la Planta Piloto
Efluente de la Planta Piloto
6.26.9
Potencial Hidrógeno
050
100150200250300
Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la
Planta Piloto
223
40
Sólidos Suspendidos Totales
68
4.2.4. ANÁLISIS DE SÓLIDOS TOTALES
De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la
media de N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, referente al parámetro de
sólidos totales, entre el caudal del afluente y el efluente se puede notar la
disminución de un 20.34 % del mencionado parámetro, es decir, ha existido un
bajo porcentaje de remoción en el tratamiento de la degradación de materia
orgánica por acción de lombrices del Biofiltro experimental 2. El análisis de la
variable mencionada en la Figura 31, se encuentra dentro de la norma aplicable
para el sector termoeléctrico.
Figura 31. ST del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2
4.2.5. ANÁLISIS DE CLORO TOTAL RESIDUAL
De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la
media de N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, referente al parámetro de
cloro total residual, entre el caudal del afluente y el efluente se puede notar la
disminución de un 99.83 % de remoción del mencionado parámetro, en el
Biofiltro experimental 2. El análisis de la variable mencionada en la Figura 32,
se encuentra dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.
0150300450600750900
Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la
Planta Piloto
757
603
Sólidos Totales
69
Figura 32. Cloro del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2
4.2.6. ANÁLISIS DE COLIFORMES FECALES
De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la
media de N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, referente al parámetro de
coliformes fecales, entre el caudal del afluente y el efluente se puede notar la
disminución de un 98.90 % de remoción del mencionado parámetro, es decir,
ha existido un elevado porcentaje de remoción en el tratamiento de la
degradación de materia orgánica por acción de lombrices del Biofiltro
experimental 2. El análisis de la variable mencionada en la Figura 33, se
encuentra dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.
Figura 33. Colonias del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2
0
15
30
45
60
75
Afluente de la Planta PilotoEfluente de la Planta Piloto
60
0.1
Cloro Total Residual
1000200100040010006001000
8001000
10001000
Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la
Planta Piloto
10000000
110000
Coliformes Fecales
70
4.2.7. ANÁLISIS DE ACEITES Y GRASAS
De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la
media de N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, referente al parámetro de
aceites y grasas, entre el caudal del afluente y el efluente se puede observar la
disminución de un 99.40 % de remoción del mencionado parámetro, es decir,
ha existido un elevado porcentaje de remoción en el tratamiento de la
degradación de materia orgánica por acción de lombrices del Biofiltro
experimental 2. El análisis de la variable mencionada en la Figura 34, se
encuentra dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.
Figura 34. A&G del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2
4.2.8. ANÁLISIS DE DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO
De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la
media de N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, referente al parámetro de
demanda química de oxígeno, entre el caudal del afluente y el efluente como se
puede apreciar en laFigura 35, existe la disminución de un 70.15 % de remoción
del mencionado parámetro en el Biofiltro experimental 2. El análisis de la
variable mencionada se encuentra dentro de la norma aplicable para el sector
termoeléctrico.
0
30
60
90
120
Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la
Planta Piloto
50
0.3
Aceites y Grasas
71
Figura 35. DQO del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2
4.2.9. ANÁLISIS DE DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO
Los resultados arrojados por los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la
media de N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, referente al parámetro de
demanda bioquímica de oxígeno, entre el caudal del afluente y el efluente se
puede advertir la disminución de un 88.50 % de remoción del mencionado
parámetro, es decir, ha existido una considerable de remoción en el tratamiento
de la degradación de materia orgánica por acción de lombrices del Biofiltro
experimental 2. El análisis de la variable mencionada en la Figura 36, se
encuentra dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.
Figura 36. DBOdel afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2
0100200300400500600
Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la
Planta Piloto
583
174
Demanda Química de Oxígeno
0
50
100
150
200
250
Afluente de la Planta PilotoEfluente de la Planta Piloto
200
23
Demanda Bioquímica de Oxígeno
72
4.2.10. ANÁLISIS DE HIERRO
De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la
media de N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, referente al parámetro
hierro, entre el caudal del afluente y el efluente como se puede apreciar en
laFigura 37, existe la considerable disminución de un 99.88 % de remoción del
mencionado parámetro en el Biofiltro experimental 2. El análisis de la variable
mencionada se encuentra dentro de la norma aplicable para el sector
termoeléctrico.
Figura 37. Hierro del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2
4.3. ANÁLISIS DE RESULTADOS DE TODOS LOS
PARÁMETROS MONITOREADOS EN EL PROCESO DE
TRATAMIENTO EXPERIMENTAL
Los resultados de todos los parámetros monitoreados en el proceso de
tratamiento experimental, detallados en los resultados arrojados por el reporte
de análisis N° 1406292-AG001, que corresponden al afluente del agua residual
de uso social hacia la planta piloto de tratamiento, en el que se evidencia que
los parámetros más importantes; Temperatura, pH, Sólidos Suspendidos,
0306090
120150180
Afluente de la Planta PilotoEfluente de la Planta Piloto
160
0.19
Hierro
73
Sólidos Totales, Cloro, Aceites y Grasas, DBO, DQO y Hierro, con resultados
fuera de la norma ambiental aplicable para el sector termoeléctrico.
Los resultados de todos los parámetros monitoreados en el proceso de
tratamiento experimental, detallados en los resultados arrojados por la media
del reporte de análisis N° 1406264-AG001 y N°1406264-AG002, que
corresponden al efluente del agua residual de uso social hacia la planta piloto
de tratamiento con empaque de aserrín/viruta, en el que se evidencia que los
parámetros más importantes; Temperatura, pH, Cloro, Aceites y Grasas, DBO y
Hierro, con resultados dentro de la norma ambiental aplicable para el sector
termoeléctrico. Los Sólidos Suspendidos, Sólidos Totales y DQO, con
resultados fuera de la norma ambiental aplicable para el sector termoeléctrico.
Referente alos parámetros de Sólidos Suspendidos y Sólidos Totales, se
advierte un aumento en el caudal del efluente con respecto al afluente, debido a
la presencia de restos del empaque que se han disgregado del Biofiltro
experimental 1. Referente al parámetro DQO, se evidencia un aumento en el
caudal del efluente con respecto al afluente, debido a la descomposición de la
materia orgánica donde existe liberación de energía en el Biofiltro, como se
puede observar mencionados parámetrosen la Figura 38.
En el Biofiltro experimental 1 se utilizó como empaque; aserrín y viruta de
madera, y, los análisis de resultados arrojaron que la eficiencia de este Biofiltro
experimental fue de 53.53 % en la remoción de contaminantes.
Los resultados de todos los parámetros monitoreados en el proceso de
tratamiento experimental, detallados en los resultados arrojados por la media
del reporte de análisis N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, que
corresponden al efluente del agua residual de uso social hacia la planta piloto
de tratamiento con empaque de fibra de coco, en el que se evidencia que los
parámetros más importantes; Temperatura, pH, Sólidos Suspendidos, Sólidos
Totales, Cloro, Aceites y Grasas, DBO, DQO y Hierro, con resultados dentro de
74
la norma ambiental aplicable para el sector termoeléctrico, como se puede
observar mencionados parámetros en la Figura 38.
En el Biofiltro experimental 2 se utilizó como variante de empaque; fibra de
coco, y, los resultados arrojaron que la eficiencia de este Biofiltro experimental
fue de 82.37 % en la remoción de contaminantes.
Figura 38.Concentrado de parámetros del afluente y efluentes de la planta piloto de tratamiento
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
276.2
223
757
6050
583
200160
27 5.8
370
3264
0.3
3650
396.6
266.9 40
603
0.1
0.3174
230.19
Afluente
Efluente 1
Efluente 2
75
4.4. DISEÑO DEL SISTEMA DE BIOFILTRO PARA TRATAR LAS
AGUAS RESIDUALES DE USO SOCIAL DE LA CENTRAL
TERMOELÉCTRICA SACHA
4.4.1. DATOS PARA EL DISEÑO DEL BIOFILTRO
El diseño del Biofiltro se basó en la información recopilada en la investigación,
misma que se detalla a continuaciónen la Tabla 19:
Tabla 19.Datos para el diseño del Biofiltro
Criterios para el diseño del Biofiltro
Número de trabajadores 50 personas
Dotación 50 litros/persona-día
Retorno 80 %
Conexiones ilícitas 100 litros
Caudal máximo 2.6 m3/día
Tipo de agua Grises (baños) y negras (cocina y duchas)
Pre tratamiento Pozo séptico
Normativa legal aplicable Anexo I A: Termoeléctricas
DBO5 200 mg/l
SST 223 mg/l
Coliformes fecales 10E7 NMP/100 ml
El área de Biofiltro para tratar las aguas residuales de la Central Termoeléctrica
Sacha ha sido determinada en base a experiencias de su aplicación.La
eficiencia del Biofiltro es la siguiente:
EFICIENCIA = 1 m3 de agua tratada / 1m2 efectivo de Biofiltro
76
Se ha considerado la posibilidad de producirse mayor volumen de residuos
líquidos debido al incremento del consumo de agua o aumento de número de
trabajadores, por lo tanto, se ha determinado que el área del Biofiltro será de
3.53 m2con la capacidad de tratar 2.6 m3de aguas residuales que equivale al
consumo de 50 trabajadores y de posibles conexiones ilícitas.
El Biofiltro está contenido en un módulo de albañilería con un contrapiso de
hormigón armado y malla en su fondo. Se diseñó un módulo de 3.21 metros de
largo por 1.10 metros de ancho y la altura del muro de albañilería es de 1.50
metros.Para cumplir el requerimiento de 3.53 m2 de Biofiltro, se necesitará
construir 1 módulo que nos permitirá tener un área efectiva de Biofiltro de:
ÁREA EFECTIVO DE BIOFILTRO = 1 MÓDULO X (3.21 X 1.10 METROS)
ÁREA EFECTIVA DE BIOFILTRO = 3.53 m2
4.4.2. CÁLCULOS PARA EL DISEÑO DEL BIOFILTRO
El Biofiltro está compuesto de varias capas filtrantes que contienen lombrices y
microorganismos asociados, doble fondo y ventilación.
Tabla 20.Datos de proyección del Biofiltro
Proyección del Biofiltro
Inicio del proyecto 2015
Proyección de vida útil 25 años
Culminación del proyecto 2040
Población a servir 50 personas
Coeficiente de retorno 0.80
Conexiones ilícitas 100 litros
Fugas 0.20
77
El sistema de tratamiento funciona de la siguiente manera: el afluente es
irrigado en la superficie del Biofiltro, el líquido percola a través de las distintas
capas filtrantes, la materia orgánica es retenida en la capa superficial y es
degradada y transformada en humus por las lombrices y microorganismos.
4.4.2.1. Caudal medio de diseño
El cálculo del caudal medio de diseño se realiza a través de la siguiente
fórmula:
Ecuación 1.Caudalmedio
𝑄 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 𝑃 × 𝑄 × 𝐶
86 400 (1)
Dónde:
𝑃: 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 50 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠
𝑄: 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 + 𝐹𝑢𝑔𝑎𝑠 𝑦 𝑑𝑒𝑠𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑠 = 60 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 × 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎/𝑑í𝑎
𝐶: 𝐶𝑜ℎ𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑡𝑜𝑟𝑛𝑜 = 0.80
𝑄 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑í𝑎 = 50 (𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠) × 60 (𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠.
𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠
𝑑í𝑎) × 0.80
86 400
𝑩𝒂𝒔𝒆 𝒅𝒆 𝒄á𝒍𝒄𝒖𝒍𝒐: 𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝒎𝒆𝒅𝒊𝒐 𝒅𝒆 𝒅𝒊𝒔𝒆ñ𝒐 = 𝟎. 𝟎𝟐𝟖 𝒍/𝒔
4.4.2.2. Canal de entrada
La longitud del canal de acceso no necesariamente debe ser calculada pero
debe ser suficiente para dar cabida a la basura que se acumule en las rejillas.
Base: 25 cm
Ecuación 2.Caudal
𝑄 = 𝑉 × 𝐴 (2)
78
Ecuación 3. Área
𝐴 = 𝑄
𝑉 (3)
Del Articulo 111 de la Norma RAS del Ministerio de Desarrollo
Económico(2000), se tomara la velocidad sugerida de 0.6 m/s.
𝐴 = 0.000028 (
𝑚3
𝑠)
0.6 (𝑚
𝑠)
𝐴 = 0.000047 𝑚2
El área del rectángulo es A = b x h, sustituyendo tenemos:
Ecuación 4.Sustitución de Ecuación 3
𝑏 × ℎ = 𝑄
𝑉 (4)
Ecuación 5.Altura inicial del canal
ℎ =𝑄 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜
𝑏𝑣 (5)
ℎ = 0.028 (
𝑙
𝑠)
0.25 (𝑚) × 0.6 (𝑚
𝑠)
ℎ: 0.18 𝑚 𝑦 𝑠𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑖𝑑𝑒𝑟𝑎𝑟𝑎 10 𝑐𝑚 𝑎𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑞𝑢𝑒 𝑛𝑜 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑒 𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙 𝑙𝑙𝑒𝑛𝑜
𝒉 = 𝟎. 𝟏𝟖 𝒎 ≅ 𝟐𝟎 𝒄𝒎 + 𝟏𝟎 𝒄𝒎 = 𝟑𝟎 𝒄𝒎
4.4.2.3. Diseño de rejas
Las aguas residuales reciben un tratamiento preliminar que consiste en separar
los sólidos gruesos a través de rejas.Estas rejas son fabricadas con barras de
79
acero y soldadas en un marco que se coloca en el canal transversalmente. Las
barras se colocan con inclinación de 60 ° respecto a la horizontal y estas
pueden limpiarse a mano.
𝐼𝑛𝑐𝑙𝑖𝑛𝑎𝑐ó𝑛 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑗𝑎 = 60 °
𝑃𝑙𝑎𝑡𝑖𝑛𝑎𝑠 = 0.005 𝑚 (𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑦 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟)
𝑆𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 = 𝐹𝑖𝑛𝑎 < 1.5 𝑐𝑚
4.4.2.4. Cálculo de velocidad a través de rejas
𝐴 = 𝑄
𝑉
𝑉 = 𝐴 × 𝑄
𝑉 = 0.000047 𝑚2 × 0.6 𝑚
𝑠
𝑉 = 0.000028𝑚3
𝑠
4.4.2.5. Cálculo de altura del tirante de agua
Se asume el ancho del canal en 25 cm, la altura del tirante del agua se obtiene
con la siguiente fórmula:
Ecuación 6. Altura de tirante de agua
ℎ = 𝐴
𝑊 (6)
ℎ = 0.000047 𝑚2
0.25 𝑚
ℎ = 0.0019 m
80
4.4.2.6. Altura del canal
Ecuación 7. Altura de canal final
𝐻 = ℎ + ℎ𝑠 (7)
𝐻 = 0.0019 𝑚 + 0.30 𝑚
𝐻 = 0.31 𝑚
Se considerara una altura final de 0.30 m.
4.4.2.7. Cálculo de la longitud de barrotes
Ecuación 8.Inclinación de barrotes
sin 60 = ℎ
𝐿
(8)
Ecuación 9.Longitud de barrotes
𝐿 = ℎ
sin 60
(9)
𝐿 = 0.30
sin 60
𝑳𝒐𝒏𝒈𝒊𝒕𝒖𝒅 𝒅𝒆 𝒃𝒂𝒓𝒓𝒐𝒕𝒆𝒔 = 𝟎. 𝟑𝟓 𝒎
4.4.2.8. Cálculos de la suma de la separación de barrotes
Ecuación 10. Separación de barrotes
𝑏𝑔 = (𝑏 − 𝑒
𝑠 + 𝑒+ 1) 𝑒
(10)
Dónde:
81
𝑏𝑔 = 𝑠𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑜𝑡𝑒𝑠 (𝑚𝑚)
𝑏 = 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙 (𝑚𝑚)
𝑒 = 𝑠𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑜𝑡𝑒𝑠 (𝑚𝑚)
𝑠 = 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑜𝑡𝑒𝑠
𝑏𝑔 = (0.25 (𝑚) – 0.015 (𝑚)
0.005 (𝑚) + 0.015 (𝑚)+ 1) 0.015 (𝑚)
𝑏𝑔 = 0.19 𝑚
4.4.2.9. Cálculo del número de barrotes
Ecuación 11. Número de barrotes
𝑛 = 𝑤
𝑒 + 𝑠
(11)
𝑛 = 0.25 (𝑚)
(0.005 + 0.015)𝑚
𝑵ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒃𝒂𝒓𝒓𝒐𝒕𝒆𝒔 = 𝟏𝟐. 𝟓 ≅ 𝟏𝟑 𝒃𝒂𝒓𝒓𝒐𝒕𝒆𝒔
4.4.3. FILTRO BIOLÓGICO
El cálculo del caudal máximo para estos filtros considera un factor de flujo, que
está en función del número de habitantes localizados en el área de influencia.
Se calcula por medio de la fórmula de Harmon.
Ecuación 12. Factor de flujo Harmon
𝐹𝐻 = 18 + 𝑝1/2
4 + 𝑝1/2 (12)
Dónde:
𝐹𝐻: 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝐻𝑎𝑟𝑚𝑜𝑛
𝑝: 𝑝𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛
82
𝐹𝐻 = 18 + 501/2
4 + 501/2
𝐹𝐻 = 2.26
𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 = 2.26
Ecuación 13. Caudal de diseño máximo
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 × 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 (13)
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 = 2.26 × 0.028
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 = 0.063 𝑙/𝑠
La planta está diseñada para soportar el caudal máximo de acuerdo a las bases
de cálculo.
𝐵𝑎𝑠𝑒 𝑑𝑒 𝑐á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜: 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 = 0.063𝑙
𝑠
Ecuación 14. Caudal de diseño medio
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 =𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜
𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 (14)
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 0.063
𝑙
𝑠
2.26
𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒅𝒊𝒔𝒆ñ𝒐 𝒎𝒆𝒅𝒊𝒐 = 𝟎. 𝟎𝟐𝟖𝒍
𝒔
Para calcular los módulos se utiliza la tasa de tratamiento del Biofiltro, factor
que refleja el volumen de aguas servidas que puede procesar la unidad de
superficie del Biofiltro.
83
4.4.3.1. Tasa de tratamiento del Biofiltro
𝑇𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 = 1 𝑚3. 𝑚2
𝑑í𝑎= 0.694
𝑙. 𝑚2
𝑑í𝑎 = 0.011
𝑙. 𝑚2
𝑠
Ecuación 15. Área total del Biofiltro
Á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜
𝑇𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜
(15)
Á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 0.028 (
𝑙
𝑠)
0.011 (𝑙.𝑚2
𝑠)
Á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 2.55 𝑚2
𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 = 1
Á𝑟𝑒𝑎 𝑒𝑠𝑡𝑖𝑚𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜 = 3 𝑚2
4.4.3.2. Dimensiones del módulo
𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜 = 3.21 𝑚
𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 = 1.10 𝑚
𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 1.50 𝑚
Á𝒓𝒆𝒂 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝟑. 𝟓𝟑 𝒎𝟐
4.4.3.3. Cálculo de puntos de distribución
La distribución de las aguas servidas sobre el lecho filtrante se realizara con
aspersores que irriguen uniformemente el Biofiltro. Los puntos de distribución
(PD) debe cubrir una circunferencia de 1.10 m.
Ecuación 16.Puntos de distribución
Á𝑟𝑒𝑎 𝑐𝑢𝑏𝑖𝑒𝑟𝑡𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑃𝐷 = 𝜋(𝑟𝑎𝑑𝑖𝑜 𝑃𝐷)2 (16)
84
Á𝑟𝑒𝑎 𝑐𝑢𝑏𝑖𝑒𝑟𝑡𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑃𝐷 = 𝜋(0.55)2
Á𝑟𝑒𝑎 𝑃𝐷 = 0.95 𝑚2
𝑷𝒖𝒏𝒕𝒐𝒔 𝒅𝒆 𝒅𝒊𝒔𝒕𝒓𝒊𝒃𝒖𝒄𝒊ó𝒏 = 𝟑
4.5. DISEÑO DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS
RESIDUALES PARA LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA SACHA
El presente trabajo de investigación incluye los aspectos del diseño, realiza una
descripción de los componentes del sistema de tratamiento, detalles de la
operación y los planos del Biofiltro, sin embargo no se detallan los procesos
constructivos y tampoco realizaun diseño en detalle de la ingeniería de obras.
Este trabajo tiene la finalidad de realizar el diseño del Biofiltro para lo que es
únicamente necesario conocer el dimensionamiento de las obras involucradas
para realizar el presupuesto de implementación del sistema de tratamiento.
4.5.1. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO
El Sistema de tratamiento de aguas residuales de uso social propuesto para la
Central Termoeléctrica Sacha considera tres etapas:
- Primera etapa: pre tratamiento del afluente
- Segunda etapa: tratamiento biológico (Biofiltro)
- Tercera etapa: desinfección del efluente (en caso de ser necesario)
La etapa de pre tratamiento consiste en la reducción de sólidos mediante rejillas
donde quedarán retenidos la mayor parte de residuos sólidos puesto que estos
al no ser retirados pueden obstruir los acueductos y unidades de tratamiento
posteriores. Los sólidos pueden colmatar el Biofiltro ocasionando que disminuya
la permeabilidad y eficiencia del sistema de tratamiento.
85
La etapa de tratamiento biológico, el diseño cuenta con el sistema de Biofiltro,
que trata el residuo líquido proveniente de las rejillas. El agua servida debe ser
distribuida sobre el lecho filtrante del módulo.El Biofiltro tienevarias capas
filtrantes contenidas en un soporte; humus, lombrices, hongos asociados y
microorganismos, sustrato filtrante y piedra componen el lecho filtrante.
En caso de construcción de la obra, esta debe ubicarse en uno de los extremos
de los límites colindantes de la Central, alejado de las oficinas administrativas y
aledaño a una canaleta sin hormigón para la descarga del agua tratada.Al
proyecto no ingresaran las aguas pluviales debido a que estas cuentan con un
sistema independiente de recolección y evacuación.
La vida útil del Biofiltro se estima en 25 años y se ampliará en caso de ser
necesario. Se deben realizar obras menores de mantención del sistema, por
ejemplo reparación del módulo de Biofiltro, limpieza y reemplazo de sistemas de
bombeo en caso de daños, entre otras actividades de mantenimiento. La
realización de estas actividades se asegura la operación permanente del
sistema de tratamiento.
El diseño del sistema de tratamiento de aguas residuales de uso social
mediante un Biofiltro para la Central Termoeléctrica Sacha seha elaborado de
acuerdo al diagrama de flujo de la Figura 39:
Figura 39.Diagrama de flujo del tratamiento de aguas residuales para la Central Termoeléctrica Sacha
86
4.5.2. COMPONENTES DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO
El sistema de tratamiento de aguas residuales de uso social mediante un
Biofiltro tendrá los siguientes componentes:
4.5.2.1. Retención de sólidos
El diseño ha considerado rejillas ubicadas al ingreso del afluente, su objetivo es
retener todo el material que no pueda ser tratado o que averié algún
componente del sistema de depuración. Toda planta de tratamiento de aguas
servidas domésticas y RILES debe retener el material de procedencia diversa
como por ejemplo: papel higiénico, piedras, cabellos, palos, etc.
Estas rejillas retendrán el material sólido y permitirá que el sistema no se
obstruya en alguno de sus componentes y ayudará a que la materia orgánica
blanda se triture.
El material que es retenido en lasrejillas comúnmente suele ser orgánico por lo
que se puede retirar y colocar junto a la basura común que se genera en la
CentralTermoeléctrica Sacha.Es importante realizar campañas de
sociabilización para concienciar a los trabajadores para el buen uso y detalle de
ventajas del sistema para la empresa.
4.5.2.2. Homogenización
El tanque de homogenización es el último tramo del sistema colector que
evacuará las aguas servidas generadas en la Central Sacha hacia el módulo del
Biofiltro, por lo tanto, se debe asegurar que la tubería de descarga del agua
residual llegue hasta este tanque destinado para el almacenamiento y
homogenización del líquido residual. Este líquido se estabilizará durante el
tiempo que sea retenido en el tanque hasta que abandone esta etapa del
tratamiento en condiciones homogéneas.
87
Los residuos líquidos producidos en las diferentes actividades que se realizan
en la Central Sacha no son constantes todo el tiempo, por lo tanto se utilizará
como tanque de homogenización a los pozos sépticos existentes para que se
regulen las variaciones de flujo, de tal manera obtener un pH estable en el agua
residual y la temperatura disminuya para favorecer la separación de grasas. El
agua servida recolectada en el tanque de homogenización se mezcla
uniformemente y asegura un caudal constante del afluente para la siguiente
etapa del tratamiento.
Este tanque de homogenización es hermético y construido de hormigón
armado, con las siguiente dimensiones: profundidad de 1.5 m, ancho de 2 m y
largo de 3.5 m con la capacidad de almacenar 10.5 m3 de agua residual para
que posteriormente sea impulsada a la red de riego ubicada dentro del Biofiltro.
Previo al tanque de homogenización, el agua residual será sometida a un
pretratamiento mediante rejillas a fin de evitar el ingreso de sólidos de gran
tamaño. Los sólidos retiradosserán colocados en bolsas herméticas evitando la
manipulación directa y derrames, deben ser eliminados en sitios autorizados.
Para el correcto funcionamiento del Biofiltro, un aspecto muy importante es el
regado uniforme de las aguas residuales a ser depuradas, por lo tanto, el
diseño debe contar con un sistema destinado a dirigir el agua residual hacia una
red de regadores que irrigue el líquido residual en el lecho filtrante del Biofiltro
de manera uniforme y evitando la saturación del medio.
4.5.2.3. Biofiltración
Es la unidad principal del sistema de tratamiento en la que se realizará la
retención de la materia orgánica que se encuentra en el agua residual generada
en la Central Sacha, ayudará a disminuir la turbiedad y remoción de organismos
fecales gracias al trabajo conjunto de las lombrices y microorganismos
asociados encargados de consumir la materia orgánica que ha sido retenida.
88
Para el correcto funcionamiento del sistema de tratamiento de aguas residuales,
está debe ser asperjada uniformemente, lo que favorecerá la retención de la
materia orgánica en la superficie del Biofiltro y evitando que existan zonas
inundadas o secas. Por lo tanto se debe diseñar una red de riego que asegure
la distribución uniforme en todo el módulo.
El Biofiltro se caracteriza por su composición de distintos estratos de relleno en
el módulo, se identifica tres capas filtrantes de diferentes materiales:
- Capa superior: humus y lombrices cuyo espesor dependerá del número
de lombrices por kilogramo de humus. Espesor de 0.03 m.
- Capa intermedia: sustrato filtrante, sirve de soporte al sistema y alimenta
a las lombrices. Espesor de 0.70 m.
- Capa inferior: Rocas que permitirán el drenaje y aireación del sistema.
Tamaño máximo de 6” y mínimo de 4”. Espesor de 0.30 m.
Entre las capas de sustrato filtrante y piedras se colocará una malla de Geotextil
No Tejido que permite separar y retener el sustrato filtrantey las lombrices.
El doble fondo permite airear y drenar el sistema, tendrá 0.11 m de altura. El
doble fondo debe ser resistente para sostener el peso del relleno y del agua
tratada, además suministrará el aire necesario para los microorganismos de las
biopelículas que se forman en el sistema, lo que también requiere la colocación
de respiraderos horizontales aledaños en los muros periféricos del Biofiltro.
El diseñodel módulo depurador considera las dimensiones de 3.21 x 1.10
metros, totalizando 3.53 m2 de superficie con la capacidad de tratamiento para
2.6 m3/día de aguas residuales.
El Biofiltro debe ser construido con muros de albañilería de bloques con
columnas y cadenas de hormigón armado. Los muros deben ser estucados por
el lado interior con estuco y aditivo impermeabilizante, por el lado exterior se
89
dejarán los bloques a la vista. En el interior del módulo se considera el
hormigonado del contrapiso de 12 cm de espesor reforzado con una malla
central electrosoldada, además, contará con un sistema de drenaje de hormigón
con dimensiones de 1.1 x 0.15 metrospara evacuar el agua tratada.
El Biofiltro no contempla la filtración del agua residual a tratar hacia el suelo, es
decir que, permite la recuperación de líquidos después de que esta ha pasado a
través de las distintas capas filtrantes por medio de un sistema de drenaje, el
efluente tratado cumplirá con la Norma Técnica para el Sector Eléctrico.
Se debe mantener un horqueteo periódico de la superficie del empaque y su
desmalezado, de tal forma de mantener la superficie uniforme y sin zonas de
apozamiento de aguas.
4.5.2.3.1. Red de riego
La red de riego del Biofiltro contará con la utilización de 3 regadores Wobbler
con abertura de 5.56 mm y regarán los 3.53 m2 de superficie del Biofiltro.
Se considera la utilización de regadores con la característica de producir un
riego de baja trayectoria que evite la generación de aerosoles fuera del módulo.
Es necesario implementar un sistema de protección por todo el perímetro del
módulo del Biofiltro, mediante una malla de sombra u otra material que impida
la dispersión fuera del área de tratamiento.
4.5.2.4. Desinfección
Es la etapa final del tratamiento(en caso de ser necesario), considera la
utilización de luz ultravioleta o pastillas de cloro que eliminaran los patógenos
que contenga el agua tratada obteniendo mejores resultados en la depuración
del líquido residual.
90
El agua tratada será conducida y descargada enun canal artificial sin capa de
hormigón aledaño a los límites del predio perteneciente a la Central Sacha.
4.5.3. COSTOS DE INVERSIÓN, MANTENIMIENTO Y COSTO POR METRO
CÚBICO AGUA TRATADA DEL SISTEMA DE BIOFILTRO
4.5.3.1. Costo estimado de inversión del Biofiltro
En la Tabla 21 se detallan los materiales, cantidades y el precio estimado para
la construcción sistema de Biofiltro(CYPE Ingenieros, 2010)(INEC, 2014):
Tabla 21.Presupuesto estimativo de construcción de Biofiltro
PRESUPUESTO ESTIMATIVO DE CONSTRUCCIÓN DE BIOFILTRO
MATERIAL CANTIDAD UNIDAD P.
UNITARIO P.
TOTAL
RED DE RIEGO Y DESINFECCIÓN
Tablero de control (automatización e instalación)
1 U 1180,23 1180,23
Equipo de cloración (automatización e instalación)
1 U 1623,02 2674,51
Pastillas de Cloro 200 gramos 1 U 1,35 1,35
Bomba sumergible de aguas negras
2 U 547,23 1094,46
Aspersor de aguas negras 3 U 7,38 22,14
Tubería y accesorios 200 m 6,48 1296,00
ESTRATOS FILTRANTES
Piedra Bola 1,1 m3 2,80 3,08
Sustrato filtrante 2,5 m3 1,50 892,86
Geotextil No Tejido de Propileno 4 m2 1,25 5,00
Humus y lombrices 4 Cajas 30,00 120,00
AIREACIÓN
Codo PVC Ventilación 110 mm (45°)
6 U 4,87 29,22
Tubo PVC Ventilación 110 mm 6 m 7,65 45,90
Plaquetas de hormigón (f'c = 210 Kg/cm2)
12 U 9,00 108,00
Adoquines (f'c = 210 Kg/cm2) 48 U 0,36 17,28
MÓDULO DE BIOFILTRO
Bloque Pesado (20X20X40) 300 U 0,44 132,00
Malla Electrosoldada Armex R-196 2 pln 64,14 128,28
91
Tabla 21. Presupuesto estimativo de construcción de Biofiltro continuación…
MATERIAL CANTIDAD UNIDAD P.
UNITARIO P.
TOTAL
Tubería PVC Sanitario 110 mm 4 m 6,48 25,92
Hormigón premezclado (hormigón, transporte, bomba, plastificante)
5 m3 78,50 392,50
Varilla corrugada antisísmica 3 qq 54,86 164,58
Piedra (para cimiento) 3,8 m3 8,40 31,92
Cemento 10 50 Kg 7,36 73,60
Arena no lavada (0-5 mm) 9,5 m3 5,64 53,58
Estuco en paredes sobre bloque 7,5 m2 2,02 15,15
VARIOS
Albañil de obra civil 80 h 6,63 530,40
Ayudante de albañil de obra civil 80 h 4,66 372,80
Transporte 5 m3 7,50 37,50
TOTAL 9.448,26
El costo estimado de construcción del sistema de Biofiltro es de:
TOTAL: $ 9.448,26 USD (nueve mil cuatrocientos cuarenta y ocho con
26/100 USD)
4.5.3.2. Costo estimado de mantenimiento del Biofiltro
En la Tabla 22 se detallan los precios estimados para el mantenimiento anual
del Biofiltro(CYPE Ingenieros, 2010):
Tabla 22. Presupuesto estimativo de mantenimiento anual de Biofiltro
PRESUPUESTO ESTIMATIVO DE MANTENIMIENTO DE BIOFILTRO
ESPECIFICACIÓN CANTIDAD UNIDAD P. PARTIDA
Bombas sumergibles 1 U 177,90
Equipo automático de cloración 1 U 104,75
Reparación de módulo 1 U 33,33
Tablero eléctrico 1 U 84,93
TOTAL 400,91
(CYPE Ingenieros, 2010)
92
Elcosto estimado del mantenimiento anual del sistema de Biofiltro es de:
TOTAL: $ 400,91 USD (cuatro cientos con 91/100 USD)
4.5.3.3. Costo estimado por metro cúbico de agua tratada enel Biofiltro
A continuación se detallan los costos estimadospor metro cúbico de agua
tratada en la Central Termoeléctrica Sacha:
4.5.3.3.1. Mano de obra
Los trabajadores que están bajo relación de dependencia tienen derechos
irrenunciables descritos en laTabla 23:
Tabla 23. Prestaciones mensuales del trabajador en el Ecuador
Beneficios sociales del trabajador en el Ecuador
Beneficio Moneda Valor
Salario básico unificado 2014 USD 340.40
Décimo tercer sueldo (8.33 %) USD 28.36
Décimo cuarto sueldo (8.33 %) USD 28.36
Comisiones - -
Participación de utilidades - -
Beneficios adicionales - -
Contribuciones voluntarias - -
Fondos de reserva (8.33 %) USD 69.75
Total de ingreso mensual $ 466.87
(Ministerio de Relaciones Laborales, 2014)
El costo de mano de obra es de:
TOTAL: $ 466,87 USD (cuatro cientos sesenta y seis con 87/100 USD)
93
4.5.3.3.2. Depreciación de equipos
El presupuesto estimado de construcción del Biofiltro es de $ 9.448,26 USD y
está proyectado para 25 años de vida útil.
Ecuación 17. Depreciación anual del Biofiltro
𝐷𝑒𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 =𝑃𝑟𝑒𝑠𝑢𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝐵𝑖𝑜𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜
𝐴ñ𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜
(17)
𝐷𝑒𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 =9448,26
25
𝑫𝒆𝒑𝒓𝒆𝒄𝒊𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝒂𝒏𝒖𝒂𝒍 = 𝟑𝟕𝟕, 𝟗𝟑 𝑼𝑺𝑫
Ecuación 18.Depreciación mensual del Biofiltro
𝐷𝑒𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 =𝐷𝑒𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙
𝑀𝑒𝑠𝑒𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑎ñ𝑜 (18)
𝐷𝑒𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 =377,93
12
𝑫𝒆𝒑𝒓𝒆𝒂𝒄𝒊𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝒎𝒆𝒏𝒔𝒖𝒂𝒍 = 𝟑𝟏, 𝟒𝟗 𝑼𝑺𝑫
4.5.3.3.3. Mantenimiento
El costo de mantenimiento preventivo anual del Biofiltro es de $ 400,91 USD.
Ecuación 19.Costo de mantenimientomensual del Biofiltro
𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑚𝑖𝑛𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 =𝑃𝑟𝑒𝑠𝑢𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜
𝑀𝑒𝑠𝑒𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑎ñ𝑜 (19)
𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 =400,91
12
94
𝑪𝒐𝒔𝒕𝒐 𝒅𝒆 𝒎𝒂𝒏𝒕𝒆𝒏𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒎𝒆𝒏𝒔𝒖𝒂𝒍 = 𝟑𝟑. 𝟒𝟏 𝑼𝑺𝑫
4.5.3.3.4. Gastos operativos
En laTabla 24se detalla elgasto operativo anual del Biofiltro:
Tabla 24. Gasto operativo anual de Biofiltro
PRESUPUESTO OPERATIVO
ESPECIFICACIÓN CANTIDAD UNIDAD P. PARTIDA
Sustrato filtrante 2,5 m3 892,86 Geotextil No Tejido 5 m 5,00
TOTAL 897,86
El costo estimado de la operación anual del Biofiltro es de:
TOTAL: $ 897,86 USD (ocho cientos noventa y siete con 86/100 USD)
Ecuación 20.Costo operativo mensual del Biofiltro
𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 =𝑃𝑟𝑒𝑠𝑢𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙
𝑀𝑒𝑠𝑒𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑎ñ𝑜
(20)
𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 =897,86
12
𝑪𝒐𝒔𝒕𝒐 𝒐𝒑𝒆𝒓𝒂𝒕𝒊𝒗𝒐 𝒎𝒆𝒏𝒔𝒖𝒂𝒍 = 𝟕𝟒, 𝟖𝟐 𝑼𝑺𝑫
4.5.3.3.5. Costo total mensual
A continuación se detalla el costo mensual del tratamiento del agua residual de
uso social de la Central Termoeléctrica Sacha:
Ecuación 21.Costo total mensual de tratamiento en el Biofiltro
95
𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙
= 𝑀𝑎𝑛𝑜 𝑜𝑏𝑟𝑎 + 𝐷𝑒𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 + 𝑀𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜
+ 𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 (21)
𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 = 466,87 + 31,49 + 33,41 + 74,82
𝑪𝒐𝒔𝒕𝒐 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒎𝒆𝒏𝒔𝒖𝒂𝒍 = 𝟔𝟎𝟔, 𝟓𝟗 𝑼𝑺𝑫
4.5.3.3.6. Costo de volumen agua tratada al mes
A continuación se detalla el costo por metro cubico de agua tratada en el
sistema de Biofiltro:
Ecuación 22.Volumen de producción mensual de agua residual
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝐴𝑅 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 = 𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝐴𝑅 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 × 𝑑í𝑎𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑠 (22)
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑𝑢𝑎𝑙 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 = 2.6 𝑚3 × 30
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑𝑢𝑎𝑙 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 = 78𝑚3
𝑚𝑒𝑠
Ecuación 23.Costo de tratamiento por metro cúbico de agua residual
𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑚3 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑑𝑎 =𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑𝑢𝑎𝑙 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 (23)
𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑚3 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑑𝑎 =606,59
78
𝑪𝒐𝒔𝒕𝒐 𝒅𝒆 𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 𝒄𝒖𝒃𝒊𝒄𝒐 𝒅𝒆 𝒂𝒈𝒖𝒂 𝒕𝒓𝒂𝒕𝒂𝒅𝒂 = 𝟕, 𝟕𝟖 𝑼𝑺𝑫/m3
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
96
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. CONCLUSIONES
En las zonas rurales del país, la solución más popular para el tratamiento de
aguas residuales en comunidades e industrias que no cuentan con el servicio
público de alcantarillado, es realizar descargas de sus aguas residuales en
pozos sépticos.El Biofiltro o Lombrifiltro es una técnica que tiene poca o nula
aplicación en nuestro país debido a los pocos estudios que se han realizado de
este sistema en el tratamiento de aguas residuales.
De acuerdo a la investigación bibliográfica, se verificó la existencia de diversas
técnicas para el tratamiento de aguas residuales. Estos sistemas conocidos
también como tradicionales, representan costos elevados de instalación y
mantenimiento, alto gasto energético de operación, utilización de productos
químicos y la presencia de residuos como los lodos activos que requieren un
tratamiento posterior e involucra mayores gastos económicos y energéticos.
Las características físicas, químicas y biológicas del agua residual de la Central
Sacha, de acuerdo a los informes de laboratorio, alcanzó parámetros fuera de la
norma ambiental aplicable al sector termoeléctrico como: pH = 6.2, Sólidos
Suspendidos Totales = 223 mg/l, Sólidos Totales = 757 mg/l, Cloro = 60 mg/l,
Sulfuros = 33 mg/l, Colonias = 1X107 NMP/100 ml, A & G = 50 mg/l, DQO = 583
mg/l, DBO = 200 mg/l, Hierro = 160 mg/l, lo que justifica el tratamiento de sus
aguas residuales.
En el Biofiltro experimental 1 se utilizó como empaque; aserrín y viruta de
madera, material muy utilizado en sistemas de tratamiento por ser un recurso
de fácil adquisición y bajo costo. Los resultados arrojaron que la eficiencia de
este Biofiltro experimental fue de 53.53 % en la remoción de contaminantes y se
encuentra fuera de la norma aplicable al sector termoeléctrico.
97
Las características físicas, químicas y biológicas del agua residual tratada en la
Central Sacha en el Biofiltro experimental 1 (empaque de aserrín y viruta), de
acuerdo a los informes de laboratorio, la mayoría de parámetros medidos
alcanzaron valores fuera de la norma ambiental vigente y aplicable al sector
termoeléctrico como: pH = 5.8, Sólidos Suspendidos Totales = 370 mg/l, Sólidos
Totales = 3264 mg/l, Colonias = 1X105 NMP/100 ml, A & G = 0.3 mg/l, DQO =
3650 mg/l, DBO = 39 mg/l, Hierro = 6.6 mg/l, demostrando poca eficiencia de
tratamiento de acuerdo a lo esperado en la investigación.
En el Biofiltro experimental 2 se utilizó como variante de empaque para el
sistema de tratamiento;fibra de coco, que es remanente de la extracción de
aceite y pulpa de cocoque es un recurso natural renovable, orgánico y de fácil
manejo. Los resultadosarrojaron que la eficiencia de este Biofiltro experimental
fue de 82.37 % en la remoción de contaminantes y se encuentra dentro de la
norma aplicable al sector termoeléctrico.
Las características físicas, químicas y biológicas del agua residual tratada en la
Central Sacha en el Biofiltro experimental 2 (empaque de fibra de coco), de
acuerdo a los informes de laboratorio, los parámetros medidos alcanzaron
valores dentro de la norma ambiental vigente y aplicable al sector termoeléctrico
como: pH = 6.9, Sólidos Suspendidos Totales = 40 mg/l, Sólidos Totales = 603
mg/l, Cloro = 0.1 mg/l, Colonias = 1X105 NMP/100 ml, A & G = 0.3 mg/l, DQO =
174 mg/l, DBO = 23 mg/l, Hierro = 0.19 mg/l, demostrando alta eficiencia de
tratamiento de acuerdo a lo esperado en la investigación.
Las lombrices rojas californianas seleccionadas en la investigación para la
etapa de aclimatación al agua residual durante el período de 10 días, se
observó elevada tasa de mortalidad de lombrices adultas, 11 de 25 lombrices.
Caso contrario sucedió con las lombrices jóvenes, 13 de 15 lombrices se
adaptaron rápidamente a descomponer la materia orgánica del agua residual.
98
La utilización del Biofiltro para el tratamiento de aguas residuales producidas en
la Central Sacha es viable debido a que;se adapta fácilmente a las condiciones
del lugar, el espacio físico en caso de implementación es reducido, los costes
de inversión y operación no son excesivos. Su construcción, instalación y
funcionamiento se lleva a cabo en muy poco tiempo, no requieren de
mantenimiento sofisticado ni personal altamente calificado, no utilizan productos
químicos y son sistemas ecológicos que remueven materia contaminante.
Durante la realizaciónde este trabajo de investigacióncon los Biofiltros
experimentales, se ha comprobado su eficiencia alreducir los principales
contaminantes del efluentey devolviendo agua tratada al ambiente sin que
represente riesgo de contaminación para la flora y fauna de la Central Sacha.
El Biofiltro ha demostrado que no genera olores debido a la dinámica de
tratamiento del sistema, no genera lodos activos y se caracteriza por producir
humus orgánico que se utiliza como fertilizante.
La propuesta de Biofiltro para la Central Termoeléctrica Sacha está basada en
los análisis experimentales y de manera empírica a través de la investigación de
plantas de tratamiento en funcionamiento y contempla;un canal de entrada con
base de 0.25 m y altura de 0.30 m; un marco de acero inclinado 60° con 13
barrotes de 0.35 m de altura y separados entre sí cada 0.19 m. El tanque de
homogenización tiene 1.5 m de profundidad, 2 m de ancho y 3.5 de largo con
capacidad de almacenar 10.5 m3. El Biofiltro tiene 1.5 m de altura, 3.21 m de
largo y 1.1 m de ancho con un área total de 3.53 m2, los puntos de distribución
serán 3 que deben cubrir 1.1 m de circunferencia cada uno.Si fuese necesario,
para obtener mejores resultados se considera una cámara de desinfección con
pastillas de cloro o radiación ultravioleta.
El diseño del Biofiltro contemplo que pueda soportar el incremento de los
caudales de aguas servidas de hasta 67 % del caudal actual. Los estratos del
módulo de Biofiltro son; 0.03 m de humus con lombrices, 0.7 m de sustrato
99
filtrante y 0.3 m de piedra. Si fuese necesario, en caso de aumento delatasa de
tratamiento se deberá tomar a consideración rediseñar la planta de tratamiento
para la construcción de nuevos módulos de Biofiltro.
Los costos estimados de construcción, mantenimiento mensual y por metro
cúbico de agua tratada en el Sistema de Biofiltro para tratar las aguas
residuales de uso social de la Central Termoeléctrica Sacha son de; $ 9.448,26
USD, $ 606,59 USD y $ 7,78 USD respectivamente.
Realizada la propuesta de diseño del sistema de Biofiltro para tratarlas aguas
residuales producidas en la Central Sacha, se logró alcanzar los objetivos
planteados en esta investigación, seproyectó las obras que componen este
sistema de tratamiento y sus costes de implementación y mantenimiento.
5.2. RECOMENDACIONES
Por la envergadura del proyecto de la planta de tratamiento, es importante
realizar un estudio completo del diseño estructural del Biofiltro y el detalle de
ingeniería del sistema hidrosanitario antes de ser construido y puesto en
marcha el sistema de tratamiento.
Realizar monitoreos permanentes para constatar el cumplimiento de los
parámetros del agua tratada, que deben ser disminuidos hasta valores que
demanda la Norma Técnica Ambiental para el Sector Eléctrico, detectar
anomalías y corregir las fallas de funcionamientoen caso de construcción y
funcionamiento de la planta de tratamiento.
El documento incluye aspectos de diseño, describe componentes, detalles de
operación y planos del Biofiltro, mas no detalla procesos constructivos y no
realiza el diseño en detalle de la ingeniería de las obras, que en caso de
discrepancias o falta de precisión con algún componente o material, los
constructores deben resolver dichas discrepancias.
NOMENCLATURA / GLOSARIO
100
NOMENCLATURA / GLOSARIO
CELEC EP Corporación Eléctrica del Ecuador Empresa Pública
CONAMA Congreso Nacional de Medio Ambiente
CONELEC Consejo Nacional de Electricidad
FAO Food and AgricultureOrganization of the United Nations
(Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y
Agricultura)
INEC Instituto Nacional de Estadísticas y Censos
kW KiloWatts
MW MegaWatts
MAE Ministerio del Ambiente de Ecuador
MAGAP Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca
RILES Residuos Industriales Líquidos
TECSINOX Tecnología y Soluciones de Ingeniería
TULSMA Texto Unificado de Legislación Ambiental Secundaria del
Ministerio del Ambiente
US EPA United States Environmental Protection Agency (Agencia de
Protección Ambiental de Estados Unidos)
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101
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ANEXOS
109
ANEXOS
ANEXO 1.
Fotografías de la etapa de adaptación de lombrices al sustrato orgánico
Construcción de lombricompostera Lombricompostera terminada
Colocación de sustrato orgánico Lombrices en aclimatación
110
ANEXO 2.
Fotografías del proceso adaptativo de las lombrices a las aguas residuales
Materiales usados para adaptación de lombrices a aguas servidas
Frascos de recolección de aguas servidas
Medición de Temperatura y pH del agua residual recolectada
Lombrices en adaptación de aguas residuales
111
ANEXO 3.
Fotografías de tratamiento de aguas servidas en Biofiltro con empaque de fibra de coco
Colocación de estratos filtrantes en módulo experimental
Colocación de lombrices adaptadas en Biofiltro experimental
Proceso de tratamiento de agua residual en Biofiltro experimental
112
ANEXO 4.
Fotografías de tratamiento de aguas servidas en Biofiltro con empaque de aserrín y viruta
Colocación de estratos filtrantes en módulo experimental
Biofiltro experimental listo para tratamiento de aguas servidas
Colocación de lombrices adaptadas en Biofiltro experimental
Proceso de tratamiento de agua residual en Biofiltro experimental
113
ANEXO 5.
Reporte GRUNTEC 1406262-AG001 de análisis de fosa séptica de oficina
114
ANEXO 6.
Reporte GRUNTEC 1406264-AG002 de análisis de fosa séptica de oficina P2
115
ANEXO 7.
Reporte GRUNTEC 1406264-AG003 de análisis de fosa séptica de oficina M2
116
ANEXO 8.
Reporte GRUNTEC 1406290-AG001 de análisis de fosa séptica de oficina M2
117
ANEXO 9.
Lay Out del sistema de tratamiento de aguas residuales para la Central Termoeléctrica Sacha
118
119
120
118
ANEXO 10.
Set de planos
Lámina número 1. Planos del Biofiltro
Lámina número 2. Planos del Biofiltro
Lámina número 3. Plano de emplazamiento general del Sistema de Biofiltro
para la Central Termoeléctrica Sacha
Planos en documento impreso. Biblioteca. Universidad Tecnológica Equinoccial.