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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA, MINAS, PETRÓLEOS Y


AMBIENTAL
CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL

“ANÁLISIS DE EFICIENCIA Y PROPUESTA DE DISEÑO DE UN TANQUE

ECUALIZADOR Y UN TANQUE DAF PARA LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE

AGUAS RESIDUALES EN LA EXTRACTORA DE ACEITE DE PALMA

TEOBROMA”

Trabajo de Titulación presentado como requisito para optar por el Título de Ingeniero
Ambiental Grado Académico de Tercer Nivel

AUTORES
Chasi Pérez Pamela Katerine

Montenegro Villarreal Miriam Gabriela

TUTOR
Ing. Paul Nicandro Malacatus Cobos

Quito, junio 2016


DEDICATORIA

Dedico este trabajo a Dios, mi fuerte escudo, mi amado rey de reyes, por ser mi luz, mi
protección y grandeza
A mis padres por demostrarme la tenacidad con la que hay que afrontar la vida, por ser mis
sólidos pilares para no caer, por darme coraje para alcanzar mis objetivos, por saber
comprenderme y apoyarme aun en los momentos más duros; me han dado todo lo que soy,
por enseñarme a perseverar y sobre todo por amarme de manera sin igual.
A mis hermanos Xavier, Livita y Janny, por ser mi ejemplo, mi felicidad, mis regalos más
preciados, mis ángeles, gracias por cuidar de mí y amarme.

A mis sobrinos Alejito y Carito, por llenar los espacios de mi corazón y alegrar mi vida.
A mis bellas, Zaya, Gaby y Andre, por convertirse en mis hermanas, por darme apoyo a toda
costa y permitirme compartir tiempos de alegrías y tristezas juntas, por ser leales y agigantar
la confianza de este sentimiento llamado hermandad
A todos y cada uno de mis amigos, por aportar a mi crecimiento, por brindarme su tiempo,
caminar conmigo en esta etapa y brindarme lo más preciado que genera la amistad

Pamela Chasi

A Dios que me ha dado fuerzas para continuar en lo adverso, por guiarme en el camino y
darme sabiduría en las situaciones difíciles.
A mi hijo por ser el motor y la fuerza de vida, que con cada sonrisa ha logrado calmar mis
angustias
A mis padres que han sido el soporte y la fuerza para batallar en este camino
A mis familiares por luchar día a día para que lograra escalar y conquistar este peldaño más
en la vida.
A mis amiga/os por apoyarnos en todo momento

Gabriela Montenegro

ii
AGRADECIMIENTO

Agradecemos profundamente a la Universidad Central del Ecuador por ser el templo que nos
acogió y brindó el conocimiento para nuestra formación, así como a nuestros profesores por
compartir su sapiencia e infundirnos el conocimiento para tener éxito en la vida profesional.

A la empresa TEOBROMA, por darnos total apertura y brindarnos todas las facilidades para
llevar a cabo este proyecto de titulación.

A nuestro tutor por ser nuestra guía y apoyo para la culminación de este proyecto.

iii
AUTORIZACIÓN DE AUTORÍA INTELECTUAL

Pamela Katerine Chasi Pérez y Miriam Gabriela Montenegro Villarreal en calidad de autoras
del trabajo de titulación con el tema “Análisis de eficiencia y propuesta de diseño de un
tanque ecualizador y un tanque DAF para la planta de tratamiento de aguas residuales en la
extractora de aceite de palma Teobroma”, por la presente autorizamos a la UNIVERSIDAD
CENTRAL DEL ECUADOR hacer uso de todos los contenidos que nos pertenecen o parte
de los que contiene esta obra, con fines estrictamente académicos o de investigación.

Los derechos que como autoras nos corresponden, con excepción de la presente autorización,
seguirán vigentes a nuestro favor, de conformidad con lo establecido en los artículos 5, 6, 8;
19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su Reglamento.

Quito, a los 21 días del mes de junio del 2016.

Pamela Katerine Chasi Pérez Miriam Gabriela Montenegro Villarreal


C.I 1003412473 C.I 0401087267
Telf: 0992720270 Telf: 0993441247
E-mail: pamela.chasi@hotmail.com E-mail: gaby.leo8@hotmail.com

iv
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA, MINAS, PETRÓLEOS Y
AMBIENTAL
CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL

APROBACIÓN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN POR PARTE DEL TUTOR

En mi carácter de Tutor del Trabajo de Titulación, presentado por las señoritas PAMELA
KATERINE CHASI PÉREZ y MIRIAM GABRIELA MONTENEGRO VILLARREAL para
optar el Título o Grado de INGENIERA AMBIENTAL cuyo título es “ANÁLISIS DE
EFICIENCIA Y PROPUESTA DE DISEÑO DE UN TANQUE ECUALIZADOR Y UN
TANQUE DAF PARA LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN
LA EXTRACTORA DE ACEITE DE PALMA TEOBROMA”, considero que dicho trabajo
reúne los requisitos y méritos necesarios en el campo metodológico, en el campo
epistemológico y ha superado en control anti-plagio, para ser sometido a la evaluación del
jurado examinador que se designe, por lo que lo APRUEBO, a fin que el trabajo del Proyecto
Integrador (investigativo) sea habilitado para continuar con el proceso de titulación
determinado por la Universidad Central del Ecuador.
En la ciudad de Quito, a los 21 días del mes de junio del año 2016

Firma

___________________________

Paúl Nicandro Malacatus Cobos


Ingeniero en Gestión Ambiental Magister en Sistemas de Gestión
CI. N°1719068692
TUTOR

v
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA, MINAS, PETRÓLEOS Y
AMBIENTAL
CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL

APROBACIÓN DEL TRABAJO DE TITULACIÓN POR PARTE DEL TRIBUNAL

“ANÁLISIS DE EFICIENCIA Y PROPUESTA DE DISEÑO DE UN TANQUE


ECUALIZADOR Y UN TANQUE DAF PARA LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE
AGUAS RESIDUALES EN LA EXTRACTORA DE ACEITE DE PALMA TEOBROMA”,
El tribunal constituido por: Ing. Teresa Palacios, Ing. Eduardo Espín, Ing. Susana Arciniegas
Luego de receptar la presentación del trabajo de grado previo a la obtención del título o grado
de INGENIERA AMBIENTAL, presentado por las señoritas CHASI PÉREZ PAMELA
KATERINE y MONTENEGRO VILLARREAL MIRIAM GABRIELA con el título:
“ANÁLISIS DE EFICIENCIA Y PROPUESTA DE DISEÑO DE UN TANQUE
ECUALIZADOR Y UN TANQUE DAF PARA LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE
AGUAS RESIDUALES EN LA EXTRACTORA DE ACEITE DE PALMA TEOBROMA.”

Ha emitido el siguiente veredicto: Se ha aprobado el Proyecto de Titulación para su Defensa


Oral.

Fecha: 21 /06/2016

Para constancia de lo actuado

____________________

Ing. Teresa Palacios


DELEGADO DEL SUBDECANO

___________________ _____________________

Ing. Eduardo Espín Ing. Susana Arciniegas


MIEMBRO MIEMBRO

vi
INDICE DE CONTENIDOS

DEDICATORIA ................................................................................................................................ ii
AGRADECIMIENTO ......................................................................................................................iii
AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL ............................................................... iv
ACEPTACIÓN DEL TUTOR ............................................................. ¡Error! Marcador no definido.
APROBACIÓN DEL TRABAJO/TRIBUNAL .............................................................................. vi
ÍNDICE DE ANEXOS ...................................................................................................................... ix
ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS ......................................................................................................... xi
ÍNDICE DE ECUACIONES ............................................................................................................ xi
ABREVIATURAS ........................................................................................................................... xii
RESUMEN ...................................................................................................................................... xiii
ABSTRACT .................................................................................................................................... xiv
1. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO............................................................................ 1
1.1. Ubicación ............................................................................................................................ 1
1.2. Descripción de la actividad sísmica del cantón la concordia............................................ 1
1.3. Climatología ....................................................................................................................... 2
1.4. Hidrología ........................................................................................................................... 4
2. MATERIALES Y MÉTODOS .................................................................................................. 5
2.1. Descripción general de la empresa TEOBROMA ............................................................ 5
2.2. Diagnóstico Inicial .............................................................................................................. 6
2.2.1. Laguna de desaceitado y de enfriamiento ............................................................. 7
2.2.2. Laguna anaerobia ................................................................................................... 8
2.2.3. Laguna Facultativa Nº 1 ......................................................................................... 9
2.2.4. Laguna Facultativa Nº 2 ......................................................................................... 9
2.2.5. Laguna Aerobia .................................................................................................... 10
2.3. Caracterización del agua residual ................................................................................... 10
2.3.1. Plan de monitoreo de agua ................................................................................... 10
2.3.2. Aforo de Caudal ................................................................................................... 12
2.4. Parámetros de evaluación ................................................................................................ 14
2.4.1. Comparación de los parámetros de análisis con la normativa ambiental ........ 15
2.5. Análisis y evaluación de la eficiencia de la PTAR .......................................................... 18
2.5.1. Eficiencia por parámetros de análisis en cada etapa de tratamiento ................. 18
2.5.1.1. Eficiencia de la laguna de desaceitado y de enfriamiento ................................... 18
2.5.1.2. Eficiencia de la laguna Anaerobia ....................................................................... 18
2.5.1.3. Eficiencia de las Lagunas Facultativas ................................................................ 19

vii
2.5.1.4. Eficiencia de Laguna Aerobia .............................................................................. 19
2.5.2. Determinación del porcentaje de aportación por lagunas a la PTAR ............... 20
2.5.3. Comparación gráfica del aporte de remoción por parámetros .......................... 20
2.5.4. Evaluación de la eficiencia general de la planta de tratamiento de teobroma .. 21
2.6. Descripción de los problemas de la planta de tratamiento............................................. 22
3. EJECUCIÓN DE ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD DE LA PROPUESTA
TECNOLÓGICA ............................................................................................................................. 23
3.1. Bases de diseño ................................................................................................................ 23
3.1.1. Validación de Datos.......................................................................................................... 23
3.1.2. Validación de Caudal ....................................................................................................... 24
3.1.2.1.1. Promedio Aritmético 𝐗......................................................................................... 26
3.1.2.1.2. Rechazo de datos. ................................................................................................. 26
3.1.2.1.3. Desviación Estándar (s) ........................................................................................ 26
3.1.2.1.4. Error estándar del Promedio (𝒔𝒙) ....................................................................... 28
3.1.3. Caudal de diseño .............................................................................................................. 28
3.1.3.1. Cálculo del caudal de diseño ................................................................................ 28
3.2. Propuesta de diseño.......................................................................................................... 29
3.2.1. TANQUE ECUALIZADOR CON SISTEMA DE MEZCLA Y SISTEMA DAF
29
3.2.1.1. Tanque Ecualizador o de igualamiento ............................................................... 29
3.2.1.2. Definición de los parámetros de diseño para el tanque de igualamiento. .......... 30
3.2.1.3. Volumen del tanque de Igualamiento .................................................................. 30
3.2.1.4. Dimensionamiento del tanque ecualizador o de igualamiento .......................... 38
3.2.1.5. Mezclador para el tanque ecualizador ................................................................ 39
3.2.1.6. Tanque DAF (Flotación por aire disuelto) .......................................................... 40
3.2.1.7. Definición de los parámetros de diseño para el tanque DAF. ............................ 40
3.2.2. Pérdidas de carga en tuberías .............................................................................. 47
4. PRESUPUESTOS .................................................................................................................... 50
4.1. Presupuesto de Construcción .......................................................................................... 50
4.2. Presupuesto de Operación y Mantenimiento .................................................................. 51
4.3. Manual de Operación y Mantenimiento ......................................................................... 51
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ...................................................................... 53
5.1. CONCLUSIONES ............................................................................................................ 53
5.2. RECOMENDACIONES .................................................................................................. 55
6. LITERATURA CITADA ........................................................................................................ 57
7. ANEXOS .................................................................................................................................. 59

viii
ÍNDICE DE ANEXOS

ANEXO N° 1 Cálculo de caudal promedio de descarga a la Planta de tratamiento


de aguas residuales TEOBROMA...................................................................................................... 60
ANEXO N° 2 Gráficos de la Variación de los caudales diarios ......................................................... 61
ANEXO N° 3 Historial de monitoreo de aguas residuales ................................................................. 63
ANEXO N° 4 Fichas de monitoreo de aguas in situ .......................................................................... 64
ANEXO N° 5 Resultados del laboratorio de muestreo de agua.......................................................... 79
ANEXO N° 6 Programa de monitoreo ............................................................................................. 94
ANEXO N° 7: Planos del diseño del tanque ecualizador y sistema DAF para la
planta de tratamiento de agua........................................................................................................... 105
ANEXO N° 8: Catálogo Tanque DAF ............................................................................................ 106
ANEXO N° 9: Análisis de precios unitarios .................................................................................... 107

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1 Datos Climatológicos (Estación M025) .................................................................................. 3


Tabla 2 Puntos de Muestreo de Agua ................................................................................................ 11
Tabla 3 Número de Muestras Compuestas ........................................................................................ 11
Tabla 4 Parámetros de monitoreo en descargas industriales .............................................................. 14
Tabla 5 Parámetros de evaluación ..................................................................................................... 14
Tabla 6 Comparación parámetros de evaluación de la M1 con el anexo 1Tabla 9 ............................. 15
Tabla 7 Comparación parámetros de evaluación de la M2 con el anexo 1Tabla 9 ............................. 16
Tabla 8 Comparación parámetros de evaluación de la M3 con el anexo 1Tabla 9 ............................. 16
Tabla 9 Comparación parámetros de evaluación de la M4 con el anexo 1Tabla 9 ............................. 17
Tabla 10 Comparación parámetros de evaluación de la M5 con el anexo 1Tabla 9 ........................... 17
Tabla 11 Eficiencia de la Laguna de desaceitado y de enfriamiento .................................................. 18
Tabla 12 Eficiencia de la laguna anaerobia ....................................................................................... 18
Tabla 13 Eficiencia de las lagunas facultativas ................................................................................. 19
Tabla 14 Eficiencia de la laguna Aerobia .......................................................................................... 19
Tabla 15 Aporte general de las lagunas a la PTAR ........................................................................... 20
Tabla 16 Aporte general de las lagunas a la PTAR ........................................................................... 21
Tabla 17 Medición de caudal 29/09/2015 y su frecuencia ................................................................. 24
Tabla 18 Medición de caudal 30/09/2015 y su frecuencia ................................................................. 24
Tabla 19 Medición de caudal 01/10/2015 y su frecuencia ................................................................. 25
Tabla 20 Medición de caudal 02/10/2015 y su frecuencia ................................................................. 25
Tabla 21 Medición de caudal 02/10/2015 y su frecuencia ................................................................. 25
Tabla 22 Medición de caudal del 29/09/2015(Visita de Campo) ....................................................... 27
Tabla 23 Cálculo de desviación estándar........................................................................................... 27
Tabla 24 Cálculo del factor de relación m3/ton.................................................................................. 29
Tabla 25 Parámetros de diseño para el tanque ecualizador y tanque DAF ......................................... 30
Tabla 26 Proyección de Producción .................................................................................................. 34
Tabla 27 Cálculo de Flujo Acumulado .............................................................................................. 36
Tabla 28 Parámetros de diseño tanque ecualizador y tanque DAF .................................................... 41
Tabla 29 Solubilidad de saturación del aire en agua a una atmósfera, (Romero Rojas, 2002) ............ 42
Tabla 30 Presión de vapor a diferentes temperaturas (Romero Rojas, 2002) ..................................... 43

ix
Tabla 31 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna de desaceitado 29/09/2015 ....................... 64
Tabla 32 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna Anaerobia 29/09/2015.............................. 65
Tabla 33 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna facultativa N° 1 del 29/09/2015 .............. 66
Tabla 34 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna facultativa N° 2 del 29/09/2015 ............... 67
Tabla 35 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna Aerobia del 29/09/2015............................ 68
Tabla 36 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna de desaceitado del 30/09/2015 ................. 69
Tabla 37 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna Anaerobia del 30/09/2015 ........................ 70
Tabla 38 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna facultativa 1 del 30/09/2015 ..................... 71
Tabla 39 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna facultativa 2 del 30/09/2015 ..................... 72
Tabla 40 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna Aerobia del 30/09/2015............................ 73
Tabla 41 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna de desaceitado del 01/10/2015 ................. 74
Tabla 42 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna Anaerobia del 01/10/2015 ........................ 75
Tabla 43 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna Facultativa 1 del 01/10/2015 ................... 76
Tabla 44 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna Facultativa 2 del 01/10/2015 .................... 77
Tabla 45 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna Aerobia del 01/10/2015............................ 78
Tabla 46 Puntos de Muestreo de Agua .............................................................................................. 95
Tabla 47 Parámetros de Muestreo ..................................................................................................... 96
Tabla 48 Número de Muestras Compuestas ...................................................................................... 96
Tabla 49 Métodos de análisis de los parámetros de monitoreos ........................................................ 99
Tabla 50 Formato de las fichas de monitoreo in situ ....................................................................... 101
Tabla 51 Formato de etiqueta de muestra de agua ........................................................................... 103

ÍNDICE DE GRÁFICOS
Gráfico N° 1 Ubicación geográfica de la empresa TEOBROMA ........................................................ 1
Gráfico N° 2 Sismicidad Provincia Santo Domingo de los Tsáchilas .................................................. 2
Gráfico N° 3 Recursos Hídricos LA CONCORDIA............................................................................ 4
Gráfico N° 4 Diagrama de flujo de los procesos de extracción de la empresa teobroma ...................... 6
Gráfico N° 5 Diagrama de Flujo del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales ............................ 7
Gráfico N° 6 Comparación entre lagunas al aporte de remoción de DBO 5 ........................................ 20
Gráfico N° 7 Comparación entre lagunas al aporte de remoción de DQO ......................................... 20
Gráfico N° 8 Comparación entre lagunas al aporte de remoción de Sólidos Suspendidos Totales ..... 21
Gráfico N° 9 Comparación entre lagunas al aporte de remoción de Nitrógeno Total Kjeldahl .......... 21
Gráfico N° 10 Probabilidad para caudal 29/09/2015 ......................................................................... 24
Gráfico N° 11 Probabilidad para caudal 30/09/2015 ......................................................................... 24
Gráfico N° 12 Probabilidad para caudal 01/10/2015 ......................................................................... 25
Gráfico N° 13 Probabilidad para caudal 02/10/2015 ......................................................................... 25
Gráfico N° 14 Probabilidad para caudal 02/10/2015 ......................................................................... 25
Gráfico N° 15 Comportamiento de Producción Anual ...................................................................... 31
Gráfico N° 16 Proyección de la Producción ...................................................................................... 32
Gráfico N° 17 Diagrama de masa ..................................................................................................... 37

x
ÍNDICE DE FOTOGRAFÍAS

Fotografía 1 Laguna de desaceitado y enfriamiento (Visita de Campo, Agosto 2015) ....................... 8


Fotografía 2 Laguna anaerobia (Visita de Campo, Agosto 2015) ....................................................... 9
Fotografía 3 Laguna Facultativa N° 1(Visita de Campo, Agosto 2015) ............................................. 9
Fotografía 4 Laguna Facultativa N° 2, (Visita de Campo, Agosto 2015) ......................................... 10
Fotografía 5 Laguna Aerobia, (Visita de Campo, Agosto 2015) ...................................................... 10
Fotografía 6 Aforo de caudal de entrada al PTAR ........................................................................... 13
Fotografía 7 Aforo de caudal de entrada al PTAR ........................................................................... 98
Fotografía 8 Toma de parámetros in situ ....................................................................................... 100
Fotografía 9 Toma de muestra simple ............................................................................................ 101
Fotografía 10 Enjuague de recipiente a muestrear ......................................................................... 101
Fotografía 11 Toma de alícuota de agua…………………………………………………………...102
Fotografía 12 Colocación de alícuota de agua................................................................................ 102
Fotografía 13 Envió de muestras de agua al Laboratorio OSP ....................................................... 102
Fotografía 14 Colocación de preservante H2SO4 ............................................................................ 103
Fotografía 15 Etiquetado y sellado de muestras ............................................................................. 104

ÍNDICE DE ECUACIONES

Ecuación N° 1 Cálculo del volumen de alícuota de agua para el volumen total de la muestra de
agua ................................................................................................................................................... 12
Ecuación N° 2 Cálculo de caudal por el método volumétrico ........................................................... 13
Ecuación N° 3 Cálculo de frecuencia para validación de datos estadísticos...................................... 23
Ecuación N° 4 Promedio aritmético ................................................................................................. 26
Ecuación N° 5 Desviación estándar ................................................................................................. 26
Ecuación N° 6 Error estándar promedio ........................................................................................... 28
Ecuación N° 7 Cálculo del caudal de diseño .................................................................................... 29
Ecuación N° 8 Cálculo del volumen del tanque ecualizador............................................................. 38
Ecuación N° 9 Cálculo del volumen del tiempo de residencia .......................................................... 38
Ecuación N° 10 Volumen del tanque ecualizador ............................................................................ 38
Ecuación N° 11 Área del Tanque Ecualizador ................................................................................. 39
Ecuación N° 12 Cálculo de caudal recirculado tanque DAF............................................................. 41
Ecuación N° 13 Cálculo de la solubilidad de aire en agua a la presion de ........................................ 42
Ecuación N° 14 Cálculo de la solubilidad del aire en agua a la presión local ................................... 43
Ecuación N° 15 Cálculo de cantidad de aire liberado ....................................................................... 44
Ecuación N° 16 Cálculo de la densidad del aire ............................................................................... 45
Ecuación N° 17 Cálculo de relación aire/ sólidos ............................................................................. 45
Ecuación N° 18 Cálculo de cantidad de lodos en el tanque DAF...................................................... 46
Ecuación N° 19 Número de Reynolds .............................................................................................. 48
Ecuación N° 20 Pérdida de carga ..................................................................................................... 48
Ecuación N° 21 Factor de fricción ................................................................................................... 48
Ecuación N° 22 Cálculo del volumen de alícuota de agua para el volumen total de la muestra de
agua ................................................................................................................................................... 97
Ecuación N° 23 Cálculo de caudal por el método volumétrico ......................................................... 98

xi
ABREVIATURAS

PTAR: Planta de Tratamiento de Aguas Residuales


DBO5: Demanda Biológica de Oxígeno
DQO: Demanda Química de Oxígeno
SST: Sólidos Suspendidos Totales
NTK: Nitrógeno total Kjeldahl
DAF: Flotación por Aire Disuelto
Kg: Kilogramo
L: Litro
m3: Metro cúbico
mg/L: Miligramos/litro
ton: tonelada
pH: Potencial Hidrógeno
TULSMA: Texto Unificado de Legislación Secundaria del Ministerio de Ambiente

xii
TEMA: “Análisis de eficiencia y propuesta de diseño de un tanque ecualizador y un tanque
DAF para la planta de tratamiento de aguas residuales en la extractora de aceite de palma
Teobroma”

Autoras: Pamela Katerine Chasi Pérez


Miriam Gabriela Montenegro Villarreal
Tutor: Ing. Paúl Nicandro Malacatus Cobos

RESUMEN

El presente Proyecto de Titulación se realizó en la extractora de aceite de palma


TEOBROMA, situada en la Provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas, cantón la
Concordia, tiene como objetivo determinar la eficiencia de la planta de tratamiento de aguas
residuales y diseñar un tanque ecualizador y un tanque DAF. Para llevar a cabo el análisis de
eficiencia se establecieron cuatro puntos de muestreo en los cuales se analizaron los
siguientes parámetros: DBO5, DQO, Sólidos Suspendidos Totales y Nitrógeno Total Kjeldahl
obteniendo las siguientes eficiencias: DBO5 96,88%, DQO 96,03%, SST 95,56 %, para NTK
se obtuvo un valor negativo, a pesar de tener una alta eficiencia de remoción el efluente de
descarga no cumple con lo establecido en la normativa ambiental. Para el diseño de los
tanques ecualizador y DAF se obtuvo el caudal de diseño a partir de la capacidad máxima de
producción de la empresa que es de 24 ton/h y un factor de relación de 0,6 m3/ton, obteniendo
así un caudal de 14,8 m3/h, el diseño propuesto se encuentra basado en la disminución de
sólidos suspendidos, materia orgánica y homogeneización de caudal.

PALABRAS CLAVES: PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES/


EFICIENCIA/ TANQUE ECUALIZADOR/ TANQUE DAF.

xiii
TITLE: “Efficiency analysis and design proposal for an equalization tank and a DAF tank
for the water treatment plant in Teobroma palm oil extraction company”

Authors: Pamela Katerine Chasi Pérez


Miriam Gabriela Montenegro Villarreal
Tutor: Eng. Paúl Nicandro Malacatus Cobos

ABSTRACT

This graduation project was conducted at TEOBROMA Palm Oil Extraction Company,
located in the province of Santo Domingo de los Tsáchilas, canton of la Concordia. The main
goal is to determine the efficiency of a wastewater treatment plant and to design an
equalization tank and a DAF (Dissolved Air Flotation) tank. In order to analyze the
treatment’s efficiency, the authors established four sampling points and analyzed the samples
in terms of BOD5, COD, Total Suspended Solids and Total Kjeldahl Nitrogen, obtaining the
following efficiencies: BOD5 96.88%, COD 96.03%, TSS 95.56%, and a negative value for
TKN. In spite of the treatment being highly efficient, the effluent discharge does not meet
Ecuadorian environmental regulations. The design of the equalization and DAF tanks was
based on inflow, maximum productive capacity (24 tons/hour), and a relationship factor of
0.6 m3/ton, obtaining a flow rate of 14.8 m3/h. The proposed design seeks reducing total
suspended solids and organic matter content and homogenizing the flow rate.

KEYWORDS: WASTEWATER TREATMENT PLANT/ EFFICIENCY/ EQUALIZATION


TANK/ DAF TANK.

I CERTIFY that the above and foregoing is a true and correct translation of the original
document in Spanish

Paúl Malacatus Cobos


Certified Translation
ID: 171906869

xiv
1. DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO

1.1. Ubicación

La empresa TEOBROMA extractora de aceite de palma se encuentra ubicada en el Cantón


La Concordia, Provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas; en las siguientes coordenadas:
(0683795;9994530) la cuales fueron tomadas mediante el uso de GPS (WGS 84, UTM17S)

A continuación se detalla en un mapa la ubicación exacta de la empresa:

Gráfico N° 1 Ubicación geográfica de la empresa TEOBROMA

1.2. Descripción de la actividad sísmica del cantón la concordia

Se analiza la actividad sísmica del lugar en donde se encuentra implantada la extractora


TEOBROMA ya que para el diseño de las unidades propuesta se debe prever que no existan
impactos ambientales producidos por riesgos naturales, encontrándose en una zona de
sismicidad muy baja

1
Gráfico N° 2 Sismicidad Provincia Santo Domingo de los Tsáchilas

1.3. Climatología

Los datos se obtuvieron a través de la estación meteorológica más cercana a la empresa,


siendo esta la Estación La Concordia (M025), a continuación se detalla los resultados

Temperatura
Mes Temperatura (°C)
Enero 23.9
Febrero 24.4 Temperatura mensual estación la
Marzo 25.2 Concordia (2012)
Abril 25.4
Mayo 25.2
26
Junio 24.7
TEMPERATURA ºC

Julio 23.6 25
Agosto 23.3
24
Septiembre 23.9
Octubre 23.5 23

Noviembre 23.6 22
Abril
Mayo

Julio
Junio

Septiembre
Octubre
Enero

Agosto

Noviembre
Marzo

Diciembre
Febrero

Diciembre 24.2
Máxima 25.4
Media 24.2
Mínimo 23.3
Diferencia 2.1

2
Precipitación
Mes Precipitación (mm)
Precipitaciòn mensual
Enero 688.8
Estación La Concordia (2012)
Febrero 706
Marzo 989.9
1000
Abril 573.9
900
Mayo 694.3
800
Junio 221.4 700
Julio 14.5 600
Agosto 6 500
400
Septiembre 4.9
300
Octubre 73.9
200
Noviembre 42.9 100
Diciembre 28.8 0

Septiembre
Julio
Agosto

Diciembre
Enero

Noviembre
Mayo

Octubre
Marzo
Abril

Junio
Febrero
Máxima 989.9
Media 104.3
Mínimo 4.9
Pluviometría(mm)

Humedad Relativa
Mes Humedad Relativa
Humedad Relativa(%)
Enero 89
Estaciòn la concordia 2012
Febrero 87
90
Marzo 88
89
Abril 86
88
Mayo 88
Junio 89 87

Julio 88 86

Agosto 87 85
Septiembre 83 84
Octubre 84 83
Noviembre 87 82
Diciembre 84 81
Máxima 89
80
Media 86.6
Mínimo 83

Humedad Relativa

Tabla 1 Datos Climatológicos (Estación M025)

3
1.4. Hidrología

La empresa TEOBROMA, se encuentra en la subcuenca Río Blanco, entre los ríos


diablillo y río blanco.

Gráfico N° 3 Recursos Hídricos LA CONCORDIA

4
2. MATERIALES Y MÉTODOS

2.1. Descripción general de la empresa TEOBROMA

La empresa extractora TEOBROMA, está dedicada a la extracción y comercialización de


aceite de palma. Cuentan con 45 años de servicios prestados al comercio agroindustrial. En
cuanto a los procesos de producción se ha podido realizar un diagrama de flujo, para lo cual
fue necesario visitar la planta y divisar el funcionamiento de la misma. Es necesario
identificar los proceso que tienen, pues de este depende las características de las aguas
residuales que van a ser tratadas en el Sistema de tratamiento.

Los procesos con los que cuenta la empresa para la extracción de aceite de palma son:

ESTERILIZACIÓN: este proceso consiste fundamentalmente en la cocción de la fruta


mediante vapor de agua a presiones relativamente bajas entre los rangos de 0 a 45 PSI
mediante autoclaves de capacidad de 5,5 toneladas durante tiempos establecidos entre 5 y 45
minutos por cada ciclo.

DESFRUTADO: este proceso consiste en la separación del fruto de la tusa (raquis) mediante
un tambor cilíndrico, para que finalmente el fruto separado sea dirigido hacia los digestores y
las tusas sean dirigidas hacia una prensa.

DIGESTIÓN: este proceso consiste en macerar el fruto para obtener el aceite crudo o licor
de palma, mediante la aplicación de temperaturas que son aproximadamente de 90 a 95 °C.

PRENSADO: este proceso consiste extraer la fracción líquida (aceite de palma y agua de la
torta de prensa) del fruto macerado mediante prensas tipo tornillo sinfín. El aceite crudo es
dirigido a un tanque pulmón para someterse a un proceso de sedimentación y continuar con la
clarificación.

CLARIFICACIÓN DINÁMICA: este proceso consiste en separar al aceite en 3 fases


mediante un TRICANTER: fase sólida (lodos de clarificación), fase pesada (aguas lodosas) y
fase liviana (aceite puro), el efluente proveniente de la fase pesada una vez centrifugado para
recuperación del aceite pasa al sistema de tratamiento de agua de la empresa.

5
2.2. Diagnóstico Inicial

La empresa en su proceso de extracción genera un efluente el cual es dirigido mediante un


canal al sistema de tratamiento de agua, el cual es de tipo biológico conformado por cinco
(5) lagunas, no consta con un tratamiento primario, ni terciario.

El sistema de tratamiento de efluentes de la empresa sigue el siguiente procedimiento, el cual


se encuentra detallado en un diagrama de flujo.

Gráfico N° 4 Diagrama de flujo de los procesos de extracción de la empresa teobroma

6
Gráfico N° 5 Diagrama de Flujo de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales

2.2.1. Laguna de desaceitado y de enfriamiento

Esta laguna tiene un volumen de 3 307,5 m3 de agua, su función es reducir la temperatura con
la que ingresa el efluente puesto que este es un parámetro que influye en la siguiente laguna
donde existe presencia de bacterias oxidantes.

En esta laguna también se realiza la recuperación del aceite ácido el cual mediante un proceso
de decantación se dirige hacia la superficie en donde se puede retirar manualmente

Las medidas a las cuales fue diseñada esta laguna son las siguientes:

 Largo: 49 m
 Ancho: 27 m
 Profundidad: 2,5 m

7
Fotografía 1 Laguna de desaceitado y enfriamiento (Visita de Campo, Agosto 2015)

2.2.2. Laguna anaerobia

Una vez retirada la mayor cantidad de grasa y reduciendo la temperatura del agua el efluente
proveniente de la laguna de desaceitado y enfriamiento ingresa a la laguna anaerobia
mediante una tubería la cual se encuentra recubierta por materia vegetal

En esta laguna existe la presencia de bacterias resultantes de la aplicación de AC-MICRO el


cual es un complejo microbiano para la remoción de carga orgánica el cual está compuesto
por: Bacterias lácticas, Streptomyces, Pseudomonas sp, Bacillus sp, Aspergillus oryzae,
Levaduras (Saccharomyces cerevisiae) y hongos descomponedores que tiene las siguientes
propiedades:

o Apariencia: Líquido
o Color: Rojo
o Volatilidad: No es volátil
o pH: 4
o Toxicidad: Ninguna

Las dimensiones de la laguna anaeróbica son las siguientes:

 Largo: 65 m
 Ancho: 68 m
 Profundidad: 2, 5 m
 Volumen: 11050 m3

8
Fotografía 2 Laguna anaerobia (Visita de Campo, Agosto 2015)

2.2.3. Laguna Facultativa Nº 1

Esta laguna tiene la función de estabilizar la materia orgánica y el efluente que ingresa es a
manera de flujo pistón, tienen un volumen de 3344 m3 con las siguientes medidas:

 Largo: 44 m
 Ancho: 38 m
 Profundidad: 2 m

Fotografía 3 Laguna Facultativa N° 1(Visita de Campo, Agosto 2015)

2.2.4. Laguna Facultativa Nº 2

La laguna facultativa Nº 2 tiene un volumen de 4125 m3con las siguientes dimensiones:

 Largo: 55 m
 Ancho: 30 m
 Profundidad: 2,5 m

9
Fotografía 4 Laguna Facultativa N° 2, (Visita de Campo, Agosto 2015)

2.2.5. Laguna Aerobia

La laguna aerobia es uniforme a manera de U en el centro de ella se depositan los lodos


recolectados del fondo de esta laguna, se encuentra recubierta por materia vegetal propia de
la zona

Fotografía 5 Laguna Aerobia, (Visita de Campo, Agosto 2015)

2.3. Caracterización del agua residual

2.3.1. Plan de monitoreo de agua

Para la elaboración y ejecución del programa de muestreo se realizó en base a los


lineamientos establecidos en la Norma Técnica Ecuatoriana INEN 2226:2000, 2176:98,

Los puntos de muestreo se los determino en base a la dinámica del procedimiento que se tiene
en el sistema de tratamiento de agua residual de la Empresa TEOBROMA y lo establecido en

10
la NORMA INEN 2266 apartado 3.5.2.1 literal a) en donde se especifica que debe ser a la
entrada, salida y en las diferentes etapas de tratamiento.

Los puntos de muestreo se determinaron en la primera visita de campo a la extractora el 10 de


septiembre del 2015, identificando los siguientes puntos de muestreo:

Etapa del Sistema Punto Código Ubicación Referencia

Laguna de desaceitado y de Laguna X: 683691 Entrada efluente al sistema de


P1
enfriamiento 1 tratamiento de agua
Y: 9994506

Laguna X: 683709
Laguna Anaerobia P2 Salida 1-entrada 2
2 Y: 9994496

Laguna X: 683676
Laguna Facultativa 1 P3 Salida 2-entrada 3
3 Y: 9994470
Laguna Laguna X: 683718
P4 Salida 4-entrada 5
Facultativa 2 4 Y: 9994449

Laguna X: 683704
Laguna Aerobia P5 Salida 5
5
Y: 9994390
Tabla 2 Puntos de Muestreo de Agua

En el Anexo 4 se encuentran las fichas de monitoreo de agua realizadas en cada estación de


monitoreo in situ

Tipo de muestra: En cada estación de monitoreo se tomaron muestras compuestas debido a


que se debe garantizar la representatividad de las características y concentraciones de estos
puntos.

Se tomó 1 muestra compuesta en la entrada y salida de cada etapa del sistema de tratamiento
de agua.

Nº Muestra Ubicación
1 Muestra a la Entrada de la laguna Laguna Ácido Formadora
1 Muestra entrada de la Laguna Laguna Anaeróbica
anaeróbica
1 Muestra entrada de la laguna facultativa Laguna Facultativa 1
1 Muestra salida de la laguna facultativa 2 Laguna Facultativa 2
1 Muestra salida laguna Aerobia Laguna Aerobia
Tabla 3 Número de Muestras Compuestas
En total se tomaron 5 muestras compuestas por 3 días consecutivos de cada etapa de
tratamiento.

11
Los muestreos se realizaron por 3 días durante una semana a intervalos de 2 horas por un
periodo de 12 horas por día, se establece este período por los procesos productivos de la
empresa especialmente en el área de esterilización de la fruta en donde se descarga el efluente
cada 2 horas, además para obtener datos confiables se necesita mayor número de muestras y
así obtener un mayor intervalo de confianza.

La toma de muestras se llevó a cabo en los siguientes días: 29 y 30 de septiembre del 2015 y
el 01 de octubre del 2015.

Tamaño de la muestra: El volumen total de la muestra compuesta diaria se determinó en


base a la Norma INEN 2266 y al tiempo de muestreo (12 horas) así como también al
requerimiento del laboratorio que analizo las muestras que es de 4 L por cada muestra.

Alícuota

Volumen total de la muestra= Vm = 4 L

Tiempo de muestreo= Tm=12 horas

Tiempo de toma de alícuota= Ta= 2 horas

Volumen de alícuota= Va=?

𝑉𝑚 ∗ 𝑇𝑎
𝑉𝑎 =
𝑇𝑚
4𝐿 ∗ 2ℎ
𝑉𝑎 =
12 ℎ
𝑉𝑎 = 0,66 𝐿 ≈ 0,7 L

Ecuación N° 1 Cálculo del volumen de alícuota de agua para el volumen total de la muestra de agua

Se tomarán 7 muestras simples cada 2 horas con una alícuota de 0,6 L para el alcanzar el
volumen requerido.

2.3.2. Aforo de Caudal

Una vez efectuada una salida de campo previa a realizar el monitoreo de agua se definió el
método de aforo de caudal más conveniente de acuerdo a la accesibilidad, seguridad y
viabilidad del lugar para la toma de dicho parámetro.

La empresa Teobroma descarga sus efluentes provenientes de los procesos de extracción de


palma mediante un canal abierto el cual dirige su efluente al sistema de tratamiento de agua.

12
Fotografía 6 Aforo de caudal de entrada al PTAR

El aforo de caudal se lo realizo a la entrada del Sistema de Tratamiento de Agua, mediante el


Método Volumétrico el cual consiste en dividir el volumen de agua recogido en un recipiente
por el tiempo que demoró en llenarse. Para caudales de más de 4 L/s es adecuado un
recipiente de 10 litros de capacidad y para caudales mayores es recomendable usar un
recipiente aproximadamente de 200 litros. (Romero Rojas, 1999).
En este caso se tomó el volumen de agua por medio del uso de un recipiente aforado (60L), el
cual ingreso al efluente de descarga y mediante el uso de un cronómetro obtenemos el tiempo
de llenado del volumen del recipiente.

El caudal se determina aplicando la siguiente ecuación:

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝐿
𝑄= ( )
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑠

Ecuación N° 2 Cálculo de caudal por el método volumétrico

Los datos de caudal tomados en la ejecución del protocolo de muestreo dictaminaron un


caudal promedio de ingreso a la planta de tratamiento de agua de 11,4 m3/h.

Los datos obtenidos del caudal de entrada al sistema de tratamiento de agua se muestran en el
Anexo1 y su variación diaria en el Anexo 2

En el Anexo 6 se encuentra detallado el Plan de Monitoreo.

13
2.4. Parámetros de evaluación

Los parámetros de evaluación del Sistema de Tratamiento de Agua de la empresa


TEOBROMA fueron seleccionados por 2 argumentos:

 Los historiales de monitoreo de agua que la empresa ha realizado desde el año 2006 al
2014 en la cual se encuentra detallado los parámetros que han incumplido con la
normativa estipulada en dichos años. En el anexo 3 se encuentra la tabla del historial
de resultados de laboratorio de las descargas de la planta de tratamiento de agua de la
empresa TEOBROMA así como también la comparación de los parámetros con la
normativa ambiental de cada año de monitoreo

 Los parámetros de monitoreo expuestos en la Tabla 12 del Acuerdo Ministerial N°


028 para la actividad de “Elaboración de aceites y grasas de origen vegetal y animal”;
cabe mencionar que se consideró este acuerdo ya que se encontraba vigente en el
período de monitoreo

ACTIVIDAD PARÁMETROS DE
CIUU
INDUSTRIAL MONITOREO
INDUSTRIAS MANUFACTURERAS
Caudal, DBO, DQO, SST, SAM,
Elaboración de aceites y
1522 Grasas y aceites, fenoles,
grasas
cloruros(Cl-), Sulfatos (SO4)2-
Tabla 4 Parámetros de monitoreo en descargas industriales
Por lo tanto se realizó el análisis de los siguientes parámetros, mismos que contribuyeron al
análisis de eficiencia de la planta de tratamiento de agua

No. PARÁMETRO
1 Demanda Bioquímica de Oxígeno
2 Demanda Químico de Oxígeno
3 Sólidos Suspendidos Totales
4 Tensoactivos
5 Grasas y aceites
6 Compuestos fenólicos
7 Cloruros
8 Nitrógeno total Kjedahl
9 Sulfatos
Tabla 5 Parámetros de evaluación

14
2.4.1. Comparación de los parámetros de análisis con la normativa ambiental

Luego de haber efectuado el programa de monitoreo de agua (Anexo 6) se obtuvo los


resultados de las 15 muestras analizadas en el Laboratorio OSP (Anexo 5); los datos
obtenidos de estos análisis fueron procesados mediante el programa Excel obteniendo un
promedio de remoción cada parámetro de evaluación el cual fue comparado con los límites
máximos permisibles establecidos en la Tabla 9: Limites de descarga a un cuerpo de agua
dulce del Anexo 1 del Acuerdo Ministerial N° 097-A Registro Oficial N° 387 de 4 de
noviembre de 2015. A continuación se detalla la comparación por cada etapa de tratamiento:

Análisis fisicoquímico M1, Entrada a la laguna de desaceitado y enfriamiento (Laguna 1)

FECHA

VALOR LIMITE

OBSERVACIÓN
PERMISIBLE
PROMEDIO
UNIDAD

MÁXIMO
29/9/2015

30/9/2015

1/10/2015
PARÁMETRO

Aceites y grasas mg/L 2300 6370 37860 15510 30 No Cumple


No detectable No detectable No detectable
Cloruros mg/L - 1 000 Cumple
No detectable No detectable
Fenoles mg/L 33,200 11,07 0,2 No Cumple
No Cumple
DBO5 mg/L 29430 44777 23015 32407 100
No Cumple
DQO mg/L 67800 115180 67200 83393 200

Nitrógeno total mg/L 10 10 30 16.67 50 Cumple

Sólidos suspendidos mg/L 21296 38942 7933 22723 130 No Cumple


No detectable No detectable No detectable
Sulfatos mg/L - 1 000 Cumple
No detectable No detectable No detectable
Detergentes mg/L - 0.5 Cumple
Tabla 6 Comparación parámetros de evaluación de la M1 con el anexo 1Tabla 9

Análisis fisicoquímico M2, entrada a la laguna anaeróbica (laguna 2)


FECHA
OBSERVACIÓN
MÁXIMO PERMISIBLE
PROMEDIO

VALOR LIMITE
UNIDAD

29/9/2015

30/9/2015

1/10/2015

PARÁMETRO

Aceites y grasas mg/L 3150 4450 3170 3590 30 No cumple

83 No detectable No detectable 27,67 0,2 No cumple


Fenoles mg/L

15
FECHA

OBSERVACIÓN
MÁXIMO PERMISIBLE
PROMEDIO

VALOR LIMITE
UNIDAD

29/9/2015

30/9/2015

1/10/2015
PARÁMETRO

DBO5 mg/L 15970 26146 23015 21710.33 100 No cumple

DQO mg/L 61000 80960 59620 67193.33 200 No cumple

Nitrógeno total mg/L 830 20 20 290 50 No cumple

Sólidos suspendidos mg/L 14000 26733 6408 15713.66 130 No cumple

Detergentes mg/L No detectable No detectable No detectable - 0.5 Cumple

Tabla 7 Comparación parámetros de evaluación de la M2 con el anexo 1Tabla 9

Análisis fisicoquímico M3, entrada a la etapa de laguna facultativa 1 (laguna 3)

FECHA

OBSERVACIÓN
VALOR LIMITE MÁXIMO
PROMEDIO
UNIDAD

PERMISIBLE
29/9/2015

30/9/2015

1/10/2015

PARÁMETRO

Aceites y grasas mg/L 420 90 180 230 30 No Cumple

1,100 No detectable No detectable 0,37 0,2 No Cumple


Fenoles mg/L

DBO5 mg/L 1315 2182 2662 2053 100 No Cumple

DQO mg/L 4500 7800 6720 6340 200 No Cumple

Nitrógeno total mg/L 530 550 500 526.67 50 No Cumple

Sólidos suspendidos mg/L 2451 4679 4135 3755 130 No Cumple

Detergentes mg/L No detectable No detectable No detectable - 0.5 Cumple

Tabla 8 Comparación parámetros de evaluación de la M3 con el anexo 1Tabla 9

16
Análisis fisicoquímico M4, salida de laguna facultativa 2 (laguna 4)
FECHA

VALOR LIMITE MÁXIMO

OBSERVACIÓN
PROMEDIO
UNIDAD

PERMISIBLE
29/9/2015

30/9/2015

1/10/2015
PARÁMETRO

Aceites y grasas mg/L 150 100 120 123.3 30 No Cumple

Fenoles mg/L No detectable No detectable No detectable - 0,2 Cumple

DBO5 mg/L 2646 675 4403 2574.67 100 No Cumple

DQO mg/L 8960 2240 7620 6273.33 200 No Cumple

Nitrógeno total mg/L 420 480 490 463.33 50 No Cumple

Sólidos suspendidos mg/L 1333 1584 1604 1507 130 No Cumple

Detergentes mg/L No detectable No detectable No detectable - 0.5 Cumple

Tabla 9 Comparación parámetros de evaluación de la M4 con el anexo 1Tabla 9

Análisis fisicoquímico M5, salida de la laguna aerobia (laguna 5)


FECHA

OBSERVACIÓN
VALOR LIMITE MÁXIMO
PROMEDIO
UNIDAD

PERMISIBLE
29/9/2015

30/9/2015

1/10/2015

PARÁMETRO

Aceites y grasas mg/L 20 10 10 13.3 30 Cumple

Cloruros mg/L No detectable No detectable No detectable - 1000 Cumple

Fenoles mg/L No detectable No detectable No detectable - 0,2 Cumple

DBO5 mg/L 1468 994 570 1010.67 100 No Cumple

DQO mg/L 4560 3320 2060 3313.33 200 No Cumple

Nitrógeno total mg/L 460 370 360 396.67 50 No Cumple

Sólidos suspendidos mg/L 1480 760 790 1010 130 No Cumple

Sulfatos mg/L No detectable No detectable No detectable - 1000 Cumple

Detergentes mg/L No detectable No detectable No detectable - 0.5 Cumple

Tabla 10 Comparación parámetros de evaluación de la M5 con el anexo 1Tabla 9

17
2.5. Análisis y evaluación de la eficiencia de la PTAR

La eficiencia del sistema de tratamiento de aguas residuales se encuentra detallado por


parámetros de análisis en cada etapa de tratamiento, luego el porcentaje de aportación de cada
etapa al PTAR y finalmente la eficiencia general del sistema

2.5.1. Eficiencia por parámetros de análisis en cada etapa de tratamiento

2.5.1.1. Eficiencia de la laguna de desaceitado y de enfriamiento


Eficiencia% Eficiencia
Promedio Promedio
Parámetro Unidad ((So -S)/ bibliografía
So S
So)*100 %
Aceites y
grasas mg/L 15510 3590 76,9 51,78

DBO5 mgO2/
32407,333 21710,33 33,008 50-90
L
DQO
mg/L 83393,633 67193,333 19,426 80-90
SST
mg/L 22723,667 15713,667 30,849 20-60
Nitrógeno
mg/L 16,667 290 0 41,14
Total
Tabla 11 Eficiencia de la Laguna de desaceitado y de enfriamiento
Fuente: Romero Rojas (2002), CENIPALMA (1996), García y Garrido (1996)

La DQO y el nitrógeno total presentaron una eficiencia menor a la establecida en la


bibliografía.

2.5.1.2. Eficiencia de la laguna Anaerobia


Eficiencia% Eficiencia
Promedio Promedio
Parámetro Unidad ((So -S)/ bibliografía
So S
So)*100 %
DBO5 mgO2/
21710,33 2053 90,544 50-90
L
DQO
mg/L 67193,333 6340 90,565 80-90
SST
mg/L 15713,667 3755 76,104 60
Nitrógeno
Total mg/L 290 526,67 0 15

Tabla 12 Eficiencia de la laguna anaerobia


Fuente: Romero Rojas (2002), CENIPALMA (1996), Aguirre, Mejía (2006)

El porcentaje de remoción de DBO 5, DQO en esta etapa de tratamiento se encuentra dentro


del rango teórico establecido por CENIPALMA y Romero Rojas(80%-90%), mientras que la

18
remoción de Sólidos Suspendidos Totales supera con un 16,10% al valor teórico que es de
60% (Romero Rojas,2002). El problema detectado en la laguna anaerobia es la remoción de
nitrógeno ya que se obtiene un valor negativo al cual se lo ha asume como cero

2.5.1.3. Eficiencia de las Lagunas Facultativas

Eficiencia% Eficiencia
Promedio Promedio bibliografía
Parámetro Unidad ((So -S)/
So S %
So)*100
DBO5 mgO2/
2053 2574,67 0 80-95
L
DQO
mg/L 6340 6273,33 1,052 70-80
SST
mg/L 3755 1507 59,867 63-75
Nitrógeno
Total mg/L 526,67 463,33 12,025 40-90

Tabla 13 Eficiencia de las lagunas facultativas


Fuente: Romero Rojas (2002), CENIPALMA (1996), EPA (1983), Sánchez (2012)

Los valores de remoción de los parámetros de análisis se encuentran por debajo de los valores
teóricos establecidos para cada uno de ellos, por lo que esta etapa no es eficiente en la
remoción de estos parámetros.

2.5.1.4. Eficiencia de Laguna Aerobia

Eficiencia% Eficiencia
Promedio Promedio bibliografía
Parámetro Unidad ((So -S)/
So S %
So)*100
DBO5 mgO2/
80-95
L 2574,67 1010,67 60,746
DQO
mg/L 80
6273,33 3313,33 47,184
SST
mg/L 80
1507 1010 32,979
Nitrógeno
Total mg/L 75
463,33 396,67 14,388

Tabla 14 Eficiencia de la laguna Aerobia


Fuente: Romero Rojas (2002), Rivas (1997), EPA (1983), CONAMA

Los valores de remoción de los parámetros de análisis se encuentran por debajo de los valores
establecidos en la bibliografía.

19
2.5.2. Determinación del porcentaje de aportación por lagunas a la PTAR
Eficiencia Eficiencia Aporte Eficiencia Aporte Eficiencia Aporte
Aporte
Laguna de Laguna a la Lagunas a la Laguna a la
Parámetro a la PTAR
desaceitado Anaerobia PTAR Facultativas PTAR Aerobia PTAR
%
(%) (%) % (%) % (%) %
DBO5 33,01 20,8 90,54 57 -25,41 -15,99 60,75 38,23
(mgO2/ L)
DQO 19,43 12,3 90,57 57,2 1,05 0,66 47,18 29,82
(mg/L)
SST 30,85 15,4 76,10 38,1 59,87 29,96 32,98 15,51
(mg/L)
Nitrógeno
Total 0 96,7 -81,61 4,8 12,03 -0,71 14,39 -0,85
(mg/L)
Tabla 15 Aporte general de las lagunas a la PTAR

2.5.3. Comparación gráfica del aporte de remoción por parámetros

DBO5
(mgO2/ L)
70,0
57,0
60,0
50,0 38,232
%Remoción

40,0
30,0 20,8
20,0
10,0 -15,99
0,0
-10,0
-20,0
LAGUNA 1 % LAGUNA2% LAGUNA3% LAGUNA 4%

Gráfico N° 6 Comparación entre lagunas al aporte de remoción de DBO5

DQO
(mg/L)
70,0
60,0
50,0 57,2
%Remoción

40,0
30,0
20,0 29,820
10,0 12,3 0,66
0,0
LAGUNA 1 LAGUNA2% LAGUNA3% LAGUNA 4%
%

Gráfico N° 7 Comparación entre lagunas al aporte de remoción de DQO

20
SST
(mg/L)
40,0
35,0 38,1
30,0
% Remoción
29,96
25,0
20,0
15,0
15,4 16,5
10,0
5,0
0,0
LAGUNA 1 % LAGUNA2% LAGUNA3% LAGUNA 4%

Gráfico N° 8 Comparación entre lagunas al aporte de remoción de Sólidos Suspendidos Totales

Nitrógeno Total
(mg/L)
120,0
100,0
%Remoción

80,0
60,0
96,7
40,0
20,0 -0,71 -0,849
4,8
0,0
-20,0
LAGUNA 1% LAGUNA 2% LAGUNA 3% LAGUNA 4%

Gráfico N° 9 Comparación entre lagunas al aporte de remoción de Nitrógeno Total Kjeldahl

2.5.4. Evaluación de la eficiencia general de la planta de tratamiento de


teobroma

Eficiencia
Eficiencia Eficiencia PTAR
PTAR PTAR Extractora
Parámetro Unidad
TEOBROMA Oleocastillo Monterrey
(%) (%) (%)

DBO5 mgO2/
L 96,88 99,45 97
DQO
mg/L
96,03 99,42 98
SST
mg/L
95,56 96,22 90
Nitrógeno
mg/L
Total -2279,95 75,55 74
Tabla 16 Aporte general de las lagunas a la PTAR

21
2.6. Descripción de los problemas de la planta de tratamiento

El sistema de tratamiento de agua de la empresa no cuenta con lineamientos técnicos para su


operación y mantenimiento, según el análisis de los datos históricos de monitoreo de agua
realizados, se ha determinado el incumplimiento conforme a lo establecido en el TULSMA,
Anexo 1 Norma de calidad ambiental y Descarga de efluentes: Recurso Agua en los
siguientes parámetros: Aceites y Grasas, Demanda DBO, DQO, Sólidos suspendidos Totales,
Sólidos Totales y Nitrógeno Total, ocasionando un deterioro en la calidad ambiental. (Anexo 3)

Los problemas que afectan al funcionamiento del sistema son: elevada temperatura de
ingreso, alto contenido de carga orgánica y variación de caudal, de tal manera que, si se
implementan unidades de pre-tratamiento que aporten a la disminución de los parámetros
aportaría una mayor eficiencia del sistema.

De acuerdo a la problemática antes mencionada se ha desarrollado el presente proyecto con la


finalidad de determinar la eficiencia del sistema de tratamiento de agua para focalizar en qué
etapa se encuentra el bajo rendimiento y diseñar un tanque ecualizador, un tanque DAF para
aportar a un mejor manejo del sistema de tratamiento de agua actual.

22
3. EJECUCIÓN DE ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD DE LA PROPUESTA
TECNOLÓGICA

3.1. Bases de diseño


3.1.1. Validación de Datos

Para la validación estadística de los datos en función de Caudal y Frecuencia son necesario
los gráficos sobre papel de probabilidad siendo un método sencillo para determinar si un
conjunto de datos se ajusta al modelo de distribución normal o log normal. (Romero Rojas,
2002)

Para ello se ha utilizado los programas Software Microsoft Excel y MINITAB 17, siendo un
método gráfico para comprobar la normalidad de los datos, si los datos están normalmente
distribuidos la curva de frecuencias tiende a ser una línea recta cuando se traza en un papel de
probabilidades.

Según Romero Rojas, 2002 existen dos métodos para realizar el análisis y valoración
estadística de datos de caudal, parámetros de calidad y cargas contaminantes del agua
residual, mediante el papel de probabilidad estos son:

 Método A, Se usa para un número de datos (n) menor de 20


 Método B, Se usa para un número de datos (n) mayor de 20

Para la propuesta tecnológica se trabajará con el Método A, pues se tiene un total de 12


valores para caudal diario. El procedimiento es descrito a continuación:

Tabular los datos en tres columnas, donde, la primera columna (m) debe tener la numeración
de orden de cada dato, la segunda columna deben ser colocados los datos de caudal en orden
ascendente y en la tercera columna debe ir la frecuencia, misma que fue calculada con la
siguiente formula:

(𝑚 − 0,5) × 100
𝑓=
𝑛

Ecuación N° 3 Cálculo de frecuencia para validación de datos estadísticos

Donde n es el número de datos

Para graficar los valores de Q-f se utilizó el programa MINITAB 17 ya que es un software
que ayuda a analizar y graficar datos estadísticos, en este caso se realizó una regresión lineal

23
en donde los valores son sometidos a una comparación entre los modelos de distribución
normal y de distribución log normal. La curva debe tener una tendencia de línea recta (recta
de Henry), de los dos gráficos el que tenga el valor más alto de p indica cual es el modelo
tendencial de la distribución.

3.1.2. Validación de Caudal

La tendencia de los datos de caudal diario obtenidos en el programa de muestreo de agua, la


distribución y su correlación se presentan a continuación:

Caudal Frecuencia
m
m3/h f (%)
1 0,2 4
2 0,4 13
3 7,1 21
4 7,7 29
5 10,3 38
6 14,2 46
7 14,2 54
8 14,3 63
9 14,3 71
10 14,4 79
11 14,5 88
12 14,5 96

Tabla 17 Medición de caudal


Gráfico N° 10 Probabilidad para caudal 29/09/2015
29/09/2015 y su frecuencia

Caudal Frecuencia
m
m3/h f (%)
1 5,8 4
2 8 13
3 10,6 21
4 12 29
5 12 38
6 13,5 46
7 13,8 54
8 13,9 63
9 14,3 71
10 14,3 79
11 14,7 88
12 14,8 96

Tabla 18 Medición de caudal


Gráfico N° 11 Probabilidad para caudal 30/09/2015
30/09/2015 y su frecuencia

24
Caudal Frecuencia
m
m3/h f (%)
1 5.4 4
2 9.3 13
3 11.2 21
4 11.9 29
5 12 38
6 12.6 46
7 12.8 54
8 12.8 63
9 13 71
10 13 79
11 14 88
12 14.5 96
Tabla 19 Medición de caudal
Gráfico N° 12 Probabilidad para caudal 01/10/2015
01/10/2015 y su frecuencia
Caudal Frecuencia
m 3
m /h f (%)
1 0,3 4
2 9,6 13
3 10,2 21
4 12 29
5 12,5 38
6 12,8 46
7 12,9 54
8 13 63
9 13,4 71
10 14 79
11 14,1 88
12 14,3 96
Tabla 20 Medición de caudal
Gráfico N° 13 Probabilidad para caudal 02/10/2015
02/10/2015 y su frecuencia
Caudal Frecuencia
m
m3/h f (%)
1 0.8 4
2 0.8 13
3 7.9 21
4 8.05 29
5 8.1 38
6 10.5 46
7 10.9 54
8 11.2 63
9 14.4 71
10 14.4 79
11 14.5 88
12 14.6 96
Tabla 21 Medición de caudal
Gráfico N° 14 Probabilidad para caudal 02/10/2015
02/10/2015 y su frecuencia

25
Los datos tienden a una distribución normal, y se aplica los parámetros estadísticos
correspondientes: promedio aritmético, desviación estándar, error estándar del promedio.

En el anexo1 se encuentra el cálculo del caudal promedio de descarga a la PTAR.

3.1.2.1.1. Promedio Aritmético ̅


X

Es el promedio más usado por su facilidad de cálculo, se expresa por la siguiente ecuación,
Romero Rojas, 2002.

Σ𝑋
̅
X=
𝑛

Ecuación N° 4 Promedio aritmético


Donde:

̅
X = Promedio Aritmético
X = Valor individual de cada dato
n = Número de datos
3.1.2.1.2. Rechazo de datos.
Existen diferentes técnicas para el rechazo de datos en un análisis estadístico, según Romero
Rojas (2002) cuando el número de datos es de tres a diez datos la prueba Q es la más
aconsejable, mientras que para arreglos de más de diez datos la desviación estándar es el
criterio más apropiado.

3.1.2.1.3. Desviación Estándar (s)


Es definida como el ancho o dispersión de la distribución normal a cada lado del promedio ̅
X,
es la raíz cuadrada del promedio de las desviaciones con respecto al promedio aritmético.
Romero Rojas, 2002.

2 ∑(𝑋 − 𝑋̅ )2
𝑠=√
𝑛−1

Ecuación N° 5 Desviación estándar


Donde:

s = Desviación Estándar
̅
X = Promedio Aritmético
X = Valor individual de cada dato

26
n = Número de datos
Si un procedimiento analítico dispone de suficiente información para calcular la desviación
estándar, se usa dicho valor como criterio de rechazo de datos extremos. En general, si la
diferencia entre el promedio del arreglo y el valor cuestionable excede tres veces la
desviación estándar, el dato se puede rechazar con un nivel de confianza mayor del 95%

Esta metodología es aplicada a todos los datos de medición de caudales de los cinco días y a
continuación se presenta un ejemplo de cálculo con la medición de caudales del día martes
29 de septiembre del 2015, aplicando la prueba Q.

HORA Q (m3/h)
8:00 14,2
9:00 14,3
10:00 14,5
11:00 10,3
12:00 0,4
13:00 0,2
14:00 7,7
15:00 7,1
16:00 14,2
17:00 14,3
18:00 14,4
19:00 14,5
Tabla 22 Medición de caudal del 29/09/2015(Visita de Campo)

DIVISIÓN DESVIACION
SUMA AL
HORA Q (m3/h) DE LA DESVIACIÓN ESTÁNDAR
CUADRADO
SUMA (S)
10:00 14,5 15,9334028 30,09174242 5,48559408 3,991666667
19:00 14,5 15,9334028 3,991666667
18:00 14,4 15,1450694 3,891666667
9:00 14,3 14,3767361 3,791666667
17:00 14,3 14,3767361 3,791666667
8:00 14,2 13,6284028 3,691666667
16:00 14,2 13,6284028 3,691666667
11:00 10,3 0,04340278 -0,20833333
14:00 7,7 7,88673611 -2,80833333
15:00 7,1 11,6167361 -3,40833333
12:00 0,4 102,178403 -10,1083333
13:00 0,2 106,261736 -10,3083333
PROMEDIO 10,5083333 331,009167
Tabla 23 Cálculo de desviación estándar

27
En donde, ningún dato es rechazable pues ninguno excede tres veces a la desviación estándar.

3.1.2.1.4. Error estándar del Promedio (𝒔̅𝒙 )

Este valor es un estimado de la exactitud del promedio e indica que cualquier otra muestra, de
la misma población tendría un promedio dentro de algún múltiplo de éste. Romero Rojas,
2012

s
𝒔̅𝒙 =
√𝑛

Ecuación N° 6 Error estándar promedio

Donde:

sx̅ = Error estándar promedio

s = Desviación Estándar

n = Número de datos

3.1.3. Caudal de diseño

El caudal de diseño se define como el volumen alcanzado en un período de tiempo, este


constituye la formulación efectiva para el diseño de los procesos de una planta de tratamiento
de agua.

3.1.3.1. Cálculo del caudal de diseño


El caudal de diseño de los sistemas planteados en el presente proyecto se lo calculó en base a
la proyección de la producción de aceite de palma que tendrá la empresa TEOBROMA,
tomando en cuenta los datos mensuales de los 2 últimos años y la capacidad máxima de
producción que tiene la empresa que es de 24 ton/h.

Para ello inicialmente se realizó el cálculo del factor que relaciona el volumen de efluente
generado (m3) por las toneladas de aceite producido, en donde el caudal y la producción
fueron datos obtenidos en el monitoreo de agua efectuado desde el 29 de Septiembre al 03 de
Octubre del 2015.

En la siguiente tabla se determina los valores de caudal y producción relacionados para


obtener el facto de relación:

28
Producción Factor
Promedio Producción
de fruta de
Fecha Caudal
fresca (Ton/h) relación
(m3/h)
(kg/día) (m3/ton)

29/09/2015 11,6 355500 14,81 0,78


30/09/2015 10,8 549000 22,88 0,47
01/10/2015 10,5 540000 22,50 0,47
02/10/2015 12,3 508200 21,18 0,58
03/10/2015 11,9 368390 15,35 0,78

PROMEDIO 11,42 0,62

Tabla 24 Cálculo del factor de relación m3/ton

El caudal de diseño se lo obtuvo mediante la división entre el factor de relación m 3/ton y la


capacidad máxima de producción de la extractora (24 ton/h), obteniendo así el siguiente
resultado:

𝑡𝑜𝑛 𝑚3 𝑚3
(24 ) ∗ (0,62 ) = 14,77
ℎ 𝑡𝑜𝑛 ℎ

Ecuación N° 7 Cálculo del caudal de diseño

𝑚3 𝐿
𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝐷𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 = 14,77 ó 4,10
ℎ 𝑠

3.2. Propuesta de diseño

3.2.1. TANQUE ECUALIZADOR CON SISTEMA DE MEZCLA Y SISTEMA


DAF
3.2.1.1. Tanque Ecualizador o de igualamiento

El tanque de igualamiento tiene como objetivo amortiguar las variaciones de caudal para
lograr un caudal aproximadamente constante.
Ventajas del igualamiento:
 Mejora la tratabilidad del agua residual.
 Minimiza cargas choque sobre el tratamiento biológico
 Diluye sustancia inhibidoras
 Estabiliza el pH

29
 Mejora la eficiencia y por tanto, la calidad del efluente
 Reduce los requerimientos de áreas y las cargas para tratamiento posterior.

Con el fin de que el funcionamiento del tanque de homogeneización sea satisfactorio, es


preciso disponer de sistemas de mezclado y de aireación adecuado. El equipo de mezclado se
debe dimensionar para mantener homogéneo el contenido del tanque y evitar la deposición de
sólidos en el interior del mismo, además el mezclado ayuda a que las aguas no se vuelvan
sépticas y mal olientes. Para el mezclado y la aireación se pueden emplear diferentes tipos de
sistemas de difusores de aire, entre los que se encuentran los tubos estáticos, aireadores de
aspiración, etc. Metcalf & Eddy, 1995

3.2.1.2. Definición de los parámetros de diseño para el tanque de


igualamiento.

Para trabajar bajo condiciones eficientes de operación, se ha considerado la bibliografía


pertinente al tema como lo es Romero Rojas, 2002 y Metcalf & Eddy, mismos que han
facilitado los parámetros para el cálculo del diseño

Tanque Ecualizador o de Igualamiento


PARÁMETROS UNIDAD VALOR TÍPICO
Tiempo de Retención Horas 12
Volumen m3 -
Mezcla W/m3 4
Profundidad m 4,5
Borde Libre m 0,9
Nivel Mínimo de Operación m 1,5

Tabla 25 Parámetros de diseño para el tanque ecualizador y tanque DAF

3.2.1.3. Volumen del tanque de Igualamiento

Para calcular el volumen del tanque se necesita elaborar un diagrama de masa, en el cual el
flujo acumulado (m3), se grafica versus los meses o periodos de tiempo. Es necesario incluir

30
en dicho diagrama el caudal promedio el cual será representado por una recta que une el
origen con el punto final de la curva.
“El volumen requerido del tanque se obtiene trazando una recta paralela a la recta
representativa del caudal promedio diario, por el punto de tangencia más extremo, superior e
inferior, de la curva de caudales acumulados. El volumen es igual a la distancia vertical entre
la tangente por el punto mínimo de la curva y la recta representativa del caudal promedio”.
Romero Rojas, 2002

Para el cálculo del tanque de igualamiento partiremos de los datos mensuales de caudal
obtenidos a partir del año 2014 hasta el 2020, mismos que fueron obtenidos mediante la
proyección realizada y el factor de relación m3/ton.

Para la proyección del caudal se analizaron los datos brindados por la empresa Teobroma los
años 2014 y 2015, donde se estudió el comportamiento de la producción, misma que presenta
un comportamiento estacional.

Gráfico N° 15 Comportamiento de Producción Anual

Una vez analizado el comportamiento, se calcula el índice de crecimiento entre los meses
consecutivos, mediante la siguiente fórmula:

𝑃𝑖+1 − 𝑃𝑖
𝑡𝑖,𝑖+1 =
𝑃𝑖
31
Donde:
𝑡𝑖,𝑖+1 = Índice de crecimiento mensual
𝑃𝑖 = Producción de mes
𝑃𝑖+1 = Producción del mes siguiente

Una vez calculado el índice de crecimiento, se determina el valor de 𝑡𝑘 , el cual representa el


pronóstico mensual de producción.

𝑡𝑖 + 𝑡𝑖+1
𝑡𝑘 =
2

De tal manera se calcula la proyección de la producción de los años siguientes, mediante la


siguiente expresión matemática:

(𝑡𝑘 + 1)𝑃𝑖

Gráfico N° 16 Proyección de la Producción

A partir de la proyección se puede calcular el caudal tomando en cuenta el factor de relación


m3/ton.

32
AÑO MES TON/MES m3/MES m3/hora m3/s L/s
1 10509 6515,58 9,04941667 0,00251373 2,51372685
2 8002 4961,24 6,89061111 0,00191406 1,91405864
3 7887 4889,94 6,79158333 0,00188655 1,88655093
4 9106 5645,72 7,84127778 0,00217813 2,17813272
5 10850 6727 9,34305556 0,00259529 2,59529321
6 8623 5346,26 7,42536111 0,0020626 2,06260031
2014
7 8123 5036,26 6,99480556 0,001943 1,94300154
8 6378 3954,36 5,49216667 0,0015256 1,52560185
9 5000 3100 4,30555556 0,00119599 1,19598765
10 7418 4599,16 6,38772222 0,00177437 1,77436728
11 8431 5227,22 7,26002778 0,00201667 2,01667438
12 9881 6126,22 8,50863889 0,00236351 2,3635108
13 11019 6831,78 9,48858333 0,00263572 2,63571759
14 9430 5846,6 8,12027778 0,00225563 2,25563272
15 9401 5828,62 8,09530556 0,0022487 2,24869599
16 11071 6864,02 9,53336111 0,00264816 2,64815586
17 13074 8105,88 11,2581667 0,00312727 3,12726852
18 13694 8490,28 11,7920556 0,00327557 3,27557099
2015
19 13157 8157,34 11,3296389 0,00314712 3,14712191
20 11058 6855,96 9,52216667 0,00264505 2,6450463
21 9000 5580 7,75 0,00215278 2,15277778
22 9819 6087,78 8,45525 0,00234868 2,34868056
23 10377 6433,74 8,93575 0,00248215 2,48215278
24 10000 6200 8,61111111 0,00239198 2,39197531
25 12288,06 7618,59972 10,5813885 0,00293927 2,93927458
26 9936,36 6160,54109 8,55630708 0,00237675 2,37675197
27 9849,68 6106,80054 8,48166742 0,00235602 2,35601873
28 11485,70 7121,13648 9,89046733 0,00274735 2,74735204
29 13624,60 8447,25305 11,7322959 0,00325897 3,25897108
30 12549,41 7780,63347 10,8064354 0,00300179 3,0017876
2016
31 11939,52 7402,49968 10,2812496 0,0028559 2,85590265
32 9704,70 6016,91105 8,3568209 0,00232134 2,32133914
33 7753,25 4807,01615 6,67641132 0,00185456 1,8545587
34 9980,76 6188,07189 8,5945443 0,00238737 2,38737342
35 10945,84 6786,4223 9,42558653 0,00261822 2,61821848
36 11688,27 7246,72496 10,0648958 0,0027958 2,79580438
37 13703,2869 8496,03788 11,8000526 0,00327779 3,27779239
38 11080,7321 6870,05387 9,54174149 0,00265048 2,65048375
39 10984,071 6810,12399 9,45850555 0,00262736 2,62736265
40 12808,5186 7941,28154 11,0295577 0,00306377 3,06376603
41 15193,7543 9420,12766 13,0835106 0,00363431 3,63430851
2017
42 13994,7309 8676,73314 12,0510183 0,00334751 3,34750507
43 13314,5959 8255,04949 11,4653465 0,00318482 3,18481848
44 10822,3901 6709,88188 9,31928039 0,00258869 2,588689
45 8646,19798 5360,64275 7,44533715 0,00206815 2,06814921
46 11130,2507 6900,75541 9,58438251 0,00266233 2,66232848

33
AÑO MES TON/MES m3/MES m3/hora m3/s L/s
47 12206,4809 7568,01815 10,5111363 0,00291976 2,91976009
48 13034,4098 8081,33411 11,2240751 0,0031178 3,11779865
49 15281,50 9474,53106 13,1590709 0,0036553 3,65529748
50 12356,91 7661,28161 10,6406689 0,00295574 2,95574136
51 12249,11 7594,44958 10,5478466 0,00292996 2,9299574
52 14283,68 8855,88313 12,2998377 0,00341662 3,41662158
53 16943,63 10505,0487 14,5903455 0,00405287 4,05287374
54 15606,51 9676,03709 13,4389404 0,00373304 3,733039
2018
55 14848,05 9205,78791 12,7858165 0,00355162 3,5516157
56 12068,81 7482,66253 10,3925868 0,00288683 2,88682968
57 9641,99 5978,03081 8,30282057 0,00230634 2,30633905
58 12412,13 7695,51906 10,6882209 0,00296895 2,96895026
59 13612,31 8439,6308 11,7217094 0,00325603 3,2560304
60 14535,59 9012,06563 12,5167578 0,00347688 3,47687717
61 17041,48 10565,7178 14,6746081 0,00407628 4,07628002
62 13780,06 8543,63547 11,8661604 0,00329616 3,29615566
63 13659,85 8469,10636 11,7626477 0,0032674 3,26740214
64 15928,74 9875,81988 13,7164165 0,00381012 3,8101157
65 18895,03 11714,9208 16,2707233 0,00451965 4,51964536
66 17403,92 10790,4314 14,9867103 0,00416298 4,16297508
2019
67 16558,10 10266,0234 14,2583658 0,00396066 3,96065717
68 13458,78 8344,44473 11,5895066 0,00321931 3,21930738
69 10752,46 6666,52378 9,25906081 0,00257196 2,57196134
70 13841,64 8581,81607 11,919189 0,00331089 3,31088583
71 15180,04 9411,62755 13,0717049 0,00363103 3,63102915
72 16209,66 10049,99 13,9583194 0,00387731 3,87731096
73 19004,1567 11782,5771 16,3646905 0,00454575 4,54574735
74 15367,1137 9527,61049 13,2327924 0,00367578 3,67577565
75 15233,061 9444,49782 13,1173581 0,00364371 3,64371058
76 17763,2634 11013,2233 15,2961435 0,00424893 4,24892874
77 21071,1845 13064,1344 18,1446311 0,00504018 5,04017531
78 19408,3405 12033,1711 16,7127376 0,00464243 4,64242712
2020
79 18465,1076 11448,3667 15,9005093 0,00441681 4,41680815
80 15008,8368 9305,47885 12,9242762 0,00359008 3,59007672
81 11990,824 7434,31086 10,3254317 0,00286818 2,86817548
82 15435,7877 9570,18837 13,2919283 0,0036922 3,6922023
83 16928,3382 10495,5697 14,5771801 0,00404922 4,0492167
84 18076,5366 11207,4527 15,5659065 0,00432386 4,32386291

Tabla 26 Proyección de Producción

El cálculo del flujo acumulado (m3) se lo calcula mediante la siguiente expresión:

(2)n=(1)(3600)+(2)n-1

34
FLUJO
AÑO PERIODO CAUDAL (m3/S)
ACUMULADO (m3 )
1 0,00251373 9,04941667
2 0,00191406 15,9400278
3 0,00188655 22,7316111
4 0,00217813 30,5728889
5 0,00259529 39,9159444
6 0,0020626 47,3413056
2014
7 0,001943 54,3361111
8 0,0015256 59,8282778
9 0,00119599 64,1338333
10 0,00177437 70,5215556
11 0,00201667 77,7815833
12 0,00236351 86,2902222
13 0,00263572 95,7788056
14 0,00225563 103,899083
15 0,0022487 111,994389
16 0,00264816 121,52775
17 0,00312727 132,785917
18 0,00327557 144,577972
2015
19 0,00314712 155,907611
20 0,00264505 165,429778
21 0,00215278 173,179778
22 0,00234868 181,635028
23 0,00248215 190,570778
24 0,00239198 199,181889
25 0,00293927 209,763277
26 0,00237675 218,319584
27 0,00235602 226,801252
28 0,00274735 236,691719
29 0,00325897 248,424015
30 0,00300179 259,23045
2016
31 0,0028559 269,5117
32 0,00232134 277,868521
33 0,00185456 284,544932
34 0,00238737 293,139477
35 0,00261822 302,565063
36 0,0027958 312,629959
37 0,00327779 324,430011
38 0,00265048 333,971753
39 0,00262736 343,430259
40 0,00306377 354,459816
41 0,00363431 367,543327
42 0,00334751 379,594345
2017
43 0,00318482 391,059692
44 0,00258869 400,378972
45 0,00206815 407,824309
46 0,00266233 417,408692
47 0,00291976 427,919828
48 0,0031178 439,143903

35
FLUJO
AÑO PERIODO CAUDAL (m3/S)
ACUMULADO (m3 )
49 0,0036553 452,302974
50 0,00295574 462,943643
51 0,00292996 473,49149
52 0,00341662 485,791327
53 0,00405287 500,381673
54 0,00373304 513,820613
2018
55 0,00355162 526,60643
56 0,00288683 536,999017
57 0,00230634 545,301837
58 0,00296895 555,990058
59 0,00325603 567,711767
60 0,00347688 580,228525
61 0,00407628 594,903133
62 0,00329616 606,769294
63 0,0032674 618,531941
64 0,00381012 632,248358
65 0,00451965 648,519081
66 0,00416298 663,505792
2019
67 0,00396066 677,764157
68 0,00321931 689,353664
69 0,00257196 698,612725
70 0,00331089 710,531914
71 0,00363103 723,603619
72 0,00387731 737,561938
73 0,00454575 753,926629
74 0,00367578 767,159421
75 0,00364371 780,276779
76 0,00424893 795,572922
77 0,00504018 813,717554
78 0,00464243 830,430291
2020
79 0,00441681 846,3308
80 0,00359008 859,255077
81 0,00286818 869,580508
82 0,0036922 882,872437
83 0,00404922 897,449617
84 0,00432386 913,015523
Tabla 27 Cálculo de Flujo Acumulado

A continuación se presenta el diagrama de masas en donde se representa el volumen del


tanque de igualamiento:

36
Gráfico N° 17 Diagrama de masa

37
La diferencia de valores de flujo acumulado determinado por línea vertical entre la curva de
del flujo acumulado y línea de caudal promedio obtenemos el volumen del tanque de
igualamiento o de homogeneización.

𝑉𝑡ℎ = 𝑉𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 1 − 𝑉𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 2


Ecuación N° 8 Cálculo del volumen del tanque ecualizador

𝑉𝑡ℎ = 440 𝑚 3 − 345 𝑚 3


𝑉𝑡ℎ = 95 𝑚 3

El volumen teórico de acuerdo al procedimiento indicado por Romero Rojas es de 75 m3,


determinando un tiempo de residencia de:

𝑉
𝑇. 𝑅 =
𝑄
Ecuación N° 9 Cálculo del volumen del tiempo de residencia

95
𝑇. 𝑅 =
14,77

𝑇. 𝑅 = 6,43 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠

A la vez, Rojas propone un tiempo de residencia de 12 a 24 horas y tomando en cuenta que la


producción de la empresa es 24 horas, se toma a consideración un tiempo de residencia de 12
h, por lo tanto el volumen del tanque de igualamiento es de:

𝑉
𝑇. 𝑅 =
𝑄
𝑉 = 𝑄 × 𝑇. 𝑅
𝑉 = 14,77 × 12
𝑉 = 177,6 ≈ 180 𝑚 3

3.2.1.4. Dimensionamiento del tanque ecualizador o de igualamiento

𝑉𝑇 = 𝐴 𝑇 ∗ ℎ
Ecuación N° 10 Volumen del tanque ecualizador

38
Donde:

VT= Volumen del tanque ecualizador

AT= Área del tanque

h= altura del tanque= 4,5 m dato obtenido de los parámetros de diseño señalado en la tabla
N° 21

𝑉𝑇
𝐴𝑇 =

180 𝑚 3
𝐴𝑇 =
4, 5 𝑚
𝐴 𝑇 = 40 𝑚 2
Tomando en cuenta que va a ser un tanque rectangular se toma un largo de 5 m, por lo tanto:

𝐴𝑇 = 𝐿 ∗ 𝑎
Ecuación N° 11 Área del Tanque Ecualizador

Dónde:
AT= Área del tanque

L= Largo del tanque ecualizador

a= Ancho del tanque ecualizador


𝐴𝑇
𝑎=
𝐿
40 𝑚 2
𝑎=
5𝑚
𝑎 = 8𝑚

3.2.1.5. Mezclador para el tanque ecualizador

Para prevenir asentamiento de sólidos en el tanque se propone agregar un mezclador con las
siguientes especificaciones técnicas:

MODELO: PRO FLOW-MAKER

 Estructura en fundición;
 Hélice en acero AISI 316;

39
 Motores de 0,8 a 5,5 kW, con 4-6 polos;
 De 27 a 148 rpm transmisión con reductor;

La gran hélice de rotación lenta permite mantener en movimiento una elevada masa de agua a
baja velocidad. Se utilizan principalmente en depósitos de oxidación, desnitrificación y en
todas las instalaciones en que es necesario evitar la formación de sedimento en el fondo de
los depósitos.

3.2.1.6. Tanque DAF (Flotación por aire disuelto)

La flotación por aire disuelto, se utiliza para separar las emulsiones y las partículas sólidas
presentes en una fase líquida, mediante burbujas de un gas, generalmente aire.

Las propiedades superficiales permiten la adherencia de las burbujas a la estructura de la


partícula, además de la fuerza de empuje de las burbujas gaseosas, permitiendo así separar
emulsiones y suspensiones.

En los procesos de flotación, el agua afluente o recirculada es presurizada a presiones de dos


a cuatro atmósferas, en presencia de aire y luego despresurizada a presión atmosférica en el
tanque.

La separación efectiva de los líquidos y sólidos del residuo, así como la concentración de los
sólidos separados, depende de la generación suficiente de burbujas de aire por unidad de
sólidos (A/S). (Romero Rojas, 2002, pp. 345)

En sistemas pequeños de afluente, se presuriza mediante una bomba de 40 a 70 psi y todo el


afluente es retenido en el tanque a presión, durante varios minutos para permitir la disolución
del aire, luego el aire ingresa en el tanque de flotación, donde el aire se desprende de la
solución, en burbujas pequeñas en todo el volumen del tanque.

3.2.1.7. Definición de los parámetros de diseño para el tanque DAF.


PARÁMETROS UNIDAD VALOR TÍPICO
Tanque DAF
Tiempo de retención min 10
Profundidad m 2,4
Carga superficial m/d 192

40
PARÁMETROS UNIDAD VALOR TÍPICO
Borde Libre m 0,3
Presión de Operación psi 70
Relación de recirculación % 40
Tanque de Presurización
Fracción de Saturación % 0,5
Tiempo de Retención min 3
Factor de seguridad - 1,35
Tabla 28 Parámetros de diseño tanque ecualizador y tanque DAF

3.2.1.8. Caudal recirculado presurizado

El caudal de recirculación se calcula a partir del caudal promedio proveniente del tanque
ecualizador y el porcentaje de recirculación, donde Romero Rojas propone un valor de 40
porciento

𝑄𝑟 = 𝑄 ∗ %𝑅
Ecuación N° 12 Cálculo de caudal recirculado tanque DAF

𝑚3
𝑄𝑟 = 14,8 ∗ 0.40

𝑚3
𝑄𝑟 = 5,92

Donde:
Q= Caudal de ingreso al sistema de flotación (m 3/h)
Qr= Caudal recirculado presurizado (m3/h)
%R= Porcentaje de recirculación (%)

3.2.1.9. Solubilidad del aire

Según la Ley de Henry, la concentración de un gas disuelto está en función de su presión


relativa. Romero Rojas, 2002

41
Tomando en cuenta que la Presión de operación es de 70 psi y la presión local (La concordia)
es de 733 mmHg dato tomado del libro Sistema de Lagunas de Estabilización, por Sergio
Solim Mendoco.

La solubilidad del aire en agua a la presión de operación del tanque


Para el cálculo de este parámetro hay que tomar en cuenta la presión de operación del tanque
que es igual a 70 psi, valor establecido según los parámetros de diseño de Romero Rojas
(2014) y la presión de vapor del agua a 40° C ya que es la temperatura estimada que sale del
tanque ecualizador.

𝑃´ − 𝑃𝑣
𝐶´ 𝑇 = 𝐶 ( )
760 − 𝑃𝑣
Ecuación N° 13 Cálculo de la solubilidad de aire en agua a la presion de
operación del tanque

3620 𝑚𝑚𝐻𝑔−55,4 𝑚𝑚𝐻𝑔


𝐶´ 𝑇 = 15,7 ( )
760−55,4 𝑚𝑚 𝐻𝑔

𝑚𝐿 𝑎𝑖𝑟𝑒
𝐶´ 𝑇 = 79,43
𝐿 𝑎𝑔𝑢𝑎
Donde:
𝐶´ 𝑇 = Solubilidad del aire en agua, a la presión absoluta P´; mL aire/L de agua
PT=Presión absoluta del aire= 70 psi= 3620 mm Hg
C= Solubilidad del aire en agua, a la presión de una atmósfera= 15.7 mL aire/ L agua; valores
que se incluyen en la siguiente tabla.

Solubilidad C
Temperatura
mL aire/ L
°C
agua
0 29,2
5 25,7
10 22,8
15 20,6
20 18,7
25 17,1
30 15,7
Tabla 29 Solubilidad de saturación del aire en agua a una atmósfera,
(Romero Rojas, 2002)

Pv= Presión de vapor del agua= 55.4 mm de Hg, este valor es tomado de la siguiente tabla a
la temperatura de 40 ° C.

42
Temperatura Presión de vapor
°C mm Hg
0 4,6
2 5,3
4 6,2
5 6,5
6 7,1
8 8,2
10 9,2
12 10,7
14 12,1
15 12,8
16 13,6
18 15,2
20 17,6
22 20,0
24 22,7
25 23,8
26 25,4
28 27,8
30 31,8
40 55,4
50 92,5
60 149,4
70 233,7
80 355,1
90 525,8
100 760,0
Tabla 30 Presión de vapor a diferentes temperaturas (Romero Rojas, 2002)

La solubilidad del aire en agua a la presión local

La presión local se la estimo según la altitud a la que se encuentra establecida la empresa, por
lo que a 300 msnm la presión es de 733 mmHg.

𝑃´ − 𝑃𝑣
𝐶´𝑙 = 𝐶 ( )
760 − 𝑃𝑣

Ecuación N° 14 Cálculo de la solubilidad del aire en agua a la presión local

733 𝑚𝑚𝐻𝑔 − 55,4 𝑚𝑚𝐻𝑔


𝐶´𝐿 = 15,7 ( )
760 − 55,4 𝑚𝑚 𝐻𝑔

𝑚𝐿 𝑎𝑖𝑟𝑒
𝐶´𝐿 = 15, 098
𝐿 𝑎𝑔𝑢𝑎

43
Donde:

𝐶´𝐿 = Solubilidad del aire en agua, a la presión absoluta P´; mL aire/L de agua

PL=Presión local atmosférica = 733 mm Hg

C= Solubilidad del aire en agua, a la presión de una atmósfera= 15.7 mL aire/ L agua; valores
que se incluyen en la siguiente tabla.

Pv= Presión de vapor del agua= 55.4 mm de Hg, este valor es tomado de la tabla N° 30 a la
temperatura de 40 ° C.

Cantidad de aire liberado

Se reduce la presión a presión atmosférica y se calcula a partir de la diferencia de


solubilidades (Romero Rojas, 2002) mismas que se encuentran detalladas en el diseño del
tanque DAF.

𝑓 (𝑃𝑇 − 𝑃𝑣 ) − (𝑃𝐿 − 𝑃𝑉 )
𝐶𝑇 − 𝐶𝐿 = 𝐶 ( )
760 − 𝑃𝑣

Ecuación N° 15 Cálculo de cantidad de aire liberado

0,5 (3620−55,4)−(733−55,4)
𝐶𝑇 − 𝐶𝐿 = 15,7 ( )
760− 55,4

𝑚𝐿 𝑎𝑖𝑟𝑒
𝐶𝑇 − 𝐶𝐿 = 24,61
𝐿 𝑎𝑔𝑢𝑎

Donde:

CT= Solubilidad de saturación del aire, a la presión de operación del tanque, mL aire/L

CL= Solubilidad de saturación del aire, a la presión local atmosférica, mL aire/L

PT= Presión de operación del tanque= 3620 mm Hg

PL= Presión local atmosférica= 733 mm Hg

C= Solubilidad de saturación del aire a una atmósfera de presión= 15,7 mL/ L de agua

Pv= Presión de vapor del agua a temperatura ambiente= 55,4 mmHg

44
f= Fracción de saturación alcanza en el tanque de presurización, generalmente 0,5 a 0,8 para
el diseño de unidades de flotación se debe tomar el valor de 0,5 (Romero Rojas, 2012).

Relación Aire/Sólido (A/S)

La eficiencia de un sistema de flotación por aire disuelto, depende principalmente del valor
de la relación entre la cantidad de aire y la de sólidos requerida para lograr un determinado
grado de clarificación, Romero Rojas, 2002

Para el cálculo la relación Aire/Sólidos hay que tomar en cuenta la densidad del aire a
temperatura y presión de trabajo del tanque por lo que para el cálculo de este parámetro está
dado por la siguiente fórmula:

Densidad del aire

1,293 𝐻
𝑑= ( )
1 + 0,00367 𝑇 76

Ecuación N° 16 Cálculo de la densidad del aire

1,293 73, 3
𝑑= ( )
1 + 0,00367(30) 76

𝑚𝑔
𝑑 = 1,123
𝑚𝐿

Donde:

d= Densidad del aire en mg/mL

T= Temperatura en °C

H= Presión en cm Hg

Para el cálculo de la relación aire/sólido hay que tomar en cuenta que existirá recirculación de
efluente tratado a presión.

𝐴 𝐶 ∗ 𝑑 ∗ 𝑄𝑟 [𝑓(𝑃𝑇 − 𝑃𝑣 ) − (𝑃𝐿 − 𝑃𝑉 )]
=
𝑆 𝑆𝑜 ∗ 𝑄 ∗ (760 − 𝑃𝑉 )

Ecuación N° 17 Cálculo de relación aire/ sólidos

45
𝐴 15,7 ∗ (1,123) ∗ (1,64) ∗ [0,5(3620 − 55,4) − (733 − 55,4)]
=
𝑆 (7933) ∗ (4,11) ∗ (760 − 55,4)

𝐴
= 0,001
𝑆

Donde

A/S= Relación adimensional aire/sólidos

d= densidad del aire a las condiciones del problema= 1.123 mg/mL

So= Concentración de solidos suspendidos del afluente= 7933 mg/L

C= Solubilidad de saturación del aire a una atmósfera= 15,7 mL/L

Qr= Caudal recirculado presurizado= 5,92 m3/h= 1,64 L/s

Q= Caudal afluente al sistema de flotación = 14,77 m3/h= 4,11 L/s

PT= Presión absoluta de operación= 3620 mm Hg

PL= Presión local atmosférica=733 mm Hg

Pv= Presión de vapor de agua a la temperatura de operación, en este caso a 40° C es igual a
55,4 mm Hg

f= Fracción de aire disuelto, a presión PT, en este caso 0,5

En estudios de plantas piloto, con aguas residuales crudas, se han utilizado relaciones A/S de
0,01 a 0,20. En plantas de aguas mezcladas domesticas-industriales, se han utilizado valores
de 0,03 a 0,05 para obtener una remoción máxima de sólidos suspendidos, en espesamiento
de lodos, en plantas de tratamiento de aguas residuales, A/S oscila entre 0,005 y 0,060.
(Romero Rojas, 2002).

Cantidad de lodo producido

La cantidad de lodo producido por la cantidad de sólidos suspendidos totales en el afluente es


de 54 Kg/h, misma que se determinó mediante la siguiente ecuación:

𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑙𝑜𝑑𝑜𝑠 = (𝑆𝑂 − 𝑆𝐹 ) ∗ 𝑄

Ecuación N° 18 Cálculo de cantidad de lodos en el tanque DAF

46
𝑚𝑔 𝐿
𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑙𝑜𝑑𝑜𝑠 = (22723,6 − 15713,66) ∗ (14770)
𝐿 ℎ
𝑔
𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑙𝑜𝑑𝑜𝑠 = 103747,112

𝑘𝑔
𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑙𝑜𝑑𝑜𝑠 = 103,75

Donde:

So= Concentración de solidos suspendidos del afluente= 22723 mg/L

SF= Concentración de solidos suspendidos del efluente= 15713,66 mg/L

Q= Caudal afluente al sistema de flotación = 4,11 L/s= 14800 L/h

Especificaciones técnicas del sistema DAF


De acuerdo a los cálculos realizados, se ha seleccionado el modelo PWL-15 de FRC
SYSTEM INTERNACIONAL ya que se ajusta a los requerimientos del proyecto. En el
Anexo 8 se encuentra el catálogo con sus respectivas especificaciones.

Esta unidad tiene altas eficiencias de remoción de aceites y grasas, de hasta un 95%, además
dependiendo de la calidad del agua de ingreso, puede remover entre el 10 al 50% de la DBO 5.

3.2.2. Pérdidas de carga en tuberías

La pérdida de carga es el gasto de energía necesario para vencer las resistencias que se
oponen al movimiento del fluido de un punto a otro en una sección de la tubería.

Para determinar las pérdidas de carga debemos establecer el tipo de flujo mediante el número
de Reynolds, por lo que para una tubería circular se considera

 Flujo laminar Re < 2300


 Zona de transición 2300 <Re<4000
 Flujo Turbulento Re > 4000

Por lo tanto a partir de los datos obtenidos en campo y mediante información otorgada por la
empresa TEOBROMA tenemos:

47
𝑉∗𝐷
𝑅𝑒 =
𝜈
Ecuación N° 19 Número de Reynolds

Donde:
Re= Número de Reynolds
V= Velocidad media (m/s)
D= Diámetro del conducto (22 cm)
𝜈 = viscosidad cinemática del fluido (a T= 60° C; 𝜈= 0,474*10-6 m2/s)
𝑚
0,4909∗ 0,16 𝑚
𝑅𝑒 = 𝑠
𝑚2
0,474 ∗ 10−6
𝑠

𝑅𝑒 = 151898,73 = 1,52 ∗ 105

El tipo de flujo es turbulento y la pérdida de carga se la calculara mediante la ecuación de


Darcy-Weisbach, siendo válida para un flujo permanente, en un tubo de diámetro constante

𝐿 𝑉2
ℎ𝑓 = 𝑓 × ×
𝐷 2𝑔
Ecuación N° 20 Pérdida de carga

Donde
f: Factor de fricción, sin dimensiones
g: Aceleración de la gravedad, en m/seg2
hf: Pérdida por fricción en m
D: Diámetro, m
L: Longitud del tubo, m
V: velocidad media, m/s.
El factor de fricción se pude calcular mediante la fórmula de Nikuradse:
1 𝐷
= 2 log + 1,74
√𝑓 2𝜀

Ecuación N° 21 Factor de fricción


Donde:

ε = Rugosidad del tubo.

48
Por tanto el cálculo de la pérdida de carga por tramos se detalla a continuación:

TRAMO 1: corresponde a la tubería comprendida desde la salida del efluente hasta la


entrada al tanque ecualizador.

1 𝐷
= 2 log + 1,74
√𝑓 2𝜀

1 0,20
= 2 log + 1,74
√𝑓 2 (1,15𝑥10−6)

1
= 2 log(73333,33) + 1,74
√𝑓

𝑓 = 7,700𝑥10−3

Pérdida de carga unitaria


𝐿 𝑉2
ℎ𝑓 = 𝑓 × ×
𝐷 2𝑔

3 (0,4909)2
ℎ𝑓 = 7,600𝑥10−3 × ×
0,20 2𝑥9,8

ℎ𝑓 = 1.27𝑥10−3𝑚

Pérdida de carga por tramo


𝐻𝐹 = ℎ𝑓 × 𝐿

𝐻𝐹 = 1.27𝑥10−3 × 3

𝐻𝐹 = 3,81𝑥10−3 𝑚

TRAMO 2: corresponde a la tubería comprendida desde la salida del tanque ecualizador y la


entrada al tanque DAF. En el Anexo 7 se encuentra graficado los planos del sistema
planteado.

Pérdida de carga unitaria

𝐿 𝑉2
ℎ𝑓 = 𝑓 × ×
𝐷 2𝑔

49
3,5 (0,4909)2
ℎ𝑓 = 7,600𝑥10−3 × ×
0,20 2𝑥9,8

ℎ𝑓 = 1.49𝑥10−3𝑚

Pérdida de carga por tramo

𝐻𝐹 = ℎ𝑓 × 𝐿

𝐻𝐹 = 1.49𝑥10−3 × 3,5

𝐻𝐹 = 5,20𝑥10−3 𝑚

4. PRESUPUESTOS

4.1. Presupuesto de Construcción

El presupuesto de construcción se lo elaboró en base a la tabla de precios establecida por la


cámara de construcción de Quito del año 2016 y mediante Microsoft Excel. En el Anexo 9 se
encuentran detallados los precios unitarios de cada rubro.

PRESUPUESTO DE CONSTRUCCIÓN DEL TANQUE ECUALIZADOR Y TANQUE DAF


ITEM DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD P.UNITARIO P.TOTAL

A TANQUE ECUALIZADOR O DE IGUALAMIENTO

A1 EXCAVACIÓN E IGUALAMIENTO m3 315 1,91 601,93


HORMIGON F´C=180kg/cm^2( columnas
A2 de 20x30cm) m3 174 27,97 4866,78
A3 ENCOFRADO m3 174 34,01 6055,20
ENLUCIDO PARED, e =20,0cm ( interno y
A4 externo) m2 144 30,75 4428
A5 MEZCLADOR SUMERGIDO U 1,00 794,73 794,73
SUBTOTAL A 16746,64
B TANQUE DAF
TANQUE DAF CON SISTEMA DE
B1 RECIRCULACIÓN u 1 55000 55000
SUBTOTAL B 55000
C TUBERIAS
C1 Colocación de tubería PVC 250 mm x 6m u 3 51,32 153,96
C2 Excavación y Zanja m3 7,43 7,95 59,07
SUBTOTAL C 213,03

50
SUMA
TOTAL(A+B+C+D) 71959,67
LETRAS: Setenta y un mil novecientos setenta y nueve dólares con
sesenta y siete centavos. TOTAL 71959,67
4.2. Presupuesto de Operación y Mantenimiento

OPERACIÓN
FRECUENCIA CANTIDAD PRECIO
ITEM DETALLE UNIDAD TOTAL
(horas/año) (kW/h) UNITARIO
TANQUE DAF CON
SISTEMA DE u 4380 19,2 0,0119 1000
B1 RECIRCULACIÓN
MEZCLADOR u 4380 19,2 0,0119 1000
D1 SUMERGIDO
Subtotal 2000
MANTENIMIENTO
FRECUENCIA PRECIO
ITEM DETALLE UNIDAD CANTIDAD TOTAL
(#veces/año) UNITARIO
Mantenimiento del
A u 2 1 50 100
Tanque Ecualizador
Mantenimiento del
B u 2 1 85 170
Tanque DAF
Mantenimiento de
D Accesorios u 1 1 120 120
(mezclador)
Subtotal 390
LETRAS: Dos mil trescientos noventa dólares TOTAL 2390

4.3. Manual de Operación y Mantenimiento

1) Registro de Caudal

Se debe llevar un registro diario del caudal de entrada al sistema de tratamiento de agua
mediante un aforador portátil RBC (Q<50 L/s), pues este se adapta a las características
del canal que existe antes del ingreso del efluente a la PTAR.

2) Limpieza de taque ecualizador

El tanque ecualizador debe tener una limpieza mensual, para evitar acumulación de
sedimentos y mantener su normal funcionamiento.

3) Limpieza de tanque DAF

Para el adecuado funcionamiento del tanque DAF se debe remover semanalmente los
lodos acumulados en el fondo del tanque y disponerlos en los lechos de secado

51
4) Disposición de lodos provenientes del Tanque DAF

Para su adecuado manejo se debe caracterizar al lodo y disponerlo de acuerdo a sus


características a un lecho de secado o a un gestor autorizado.

5) Monitoreo de Efluente

De acuerdo a la normativa ambiental se debe realizar monitoreos semestrales, si se toma


muestras a la entrada y salida de cada unidad, este resultado aporta al análisis de
eficiencia de cada una de ellas

6) Mantenimiento de equipo de mezcla

Para el adecuado funcionamiento del equipo, es necesario realizar un mantenimiento


anual, de esta manera previene fallas y daños, consiguiendo un rendimiento eficaz en la
unidad.

52
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1. CONCLUSIONES

 La planta de tratamiento de aguas residuales de la empresa extractora


TEOBROMA es de tipo biológico, conformado por una laguna de desaceitado y
enfriamiento, una laguna anaerobia, dos lagunas facultativas y una laguna aerobia,
las cuales no cuentan con un estudio técnico, mantenimiento adecuado y carecen
de recubrimiento con geomembrana, misma que prevendría la contaminación del
suelo.

 El efluente generado en el proceso de extracción de aceite de palma presenta alto


contenido de carga en los siguientes parámetros: aceites y grasas DBO, DQO,
SST y Nitrógeno total Kjeldahl, mismos que coinciden con los datos históricos de
monitoreo e incumplen con los límites máximos permisibles establecidos en el
Acuerdo Ministerial N° 097, Anexo 1; Tabla 12.; siendo estos parámetros
típicos de incumplimiento en este tipo de actividad de acuerdo a estudios
realizados por FEDEPALMA Y CENIPALMA.

 De acuerdo a los datos obtenidos en el protocolo de muestreo de agua realizado


desde el 29 de Septiembre hasta el 3 de Octubre del 2015 por un periodo de 12
horas diarias se determinó que el caudal de ingreso al PTAR es variable con un
valor promedio de 11,4m3/ h.

 A pesar de que actualmente la planta de tratamiento de agua de la empresa


TEOBROMA se encuentra en funcionamiento y es capaz de obtener remociones
significativas aceites y grasas 99,91%, DQO 96,03%; DBO 5 96,88%, SST
95,56%, es notorio que el rendimiento no es del todo satisfactorio al momento de
comparar las remociones alcanzadas con valores estipulados en la normativa
ambiental.

 Las eficiencias de remoción de DBO y SST alcanzan los valores teóricos


propuesto por García & Garrido, mientras que los parámetros de DQO y NTK se

53
encuentran por debajo los mismos, no se encontró referencias bibliográficas para
la comparación de aceites y grasas en este tipo de actividad.

 En cuanto a la remoción de DQO en la planta de tratamiento de agua, la laguna de


desaceitado tiene un aporte de 12,3%, la laguna anaerobia 57,2%, las lagunas
facultativas 0,66% y la laguna aerobia 29,82%.

 En referencia a la remoción de DBO en la planta de tratamiento de agua, la laguna


de desaceitado tiene un aporte de 20,8%, la laguna anaerobia 57%, las lagunas
facultativas -15,99% y la laguna aerobia 38,23%.

 En lo que concierne a la remoción de SST en la planta de tratamiento de agua, la


laguna de desaceitado tiene un aporte de 15,4%, la laguna anaerobia 38,1%, las
lagunas facultativas 29,96% y la laguna aerobia 16,51%.

 En lo que corresponde a la remoción de NTK en la planta de tratamiento de agua,


la laguna de desaceitado tiene un aporte de 96,7%, la laguna anaerobia 4,8%, las
lagunas facultativas -0,71% y la laguna aerobia -0,85% observando el mal
funcionamiento de la planta de tratamiento de agua

 En la evaluación de remoción de los parámetros de análisis en cada etapa de la


planta de tratamiento se obtuvieron los siguientes resultados: laguna de
desaceitado y enfriamiento: aceites y grasas 76,9%, DQO 19,43%, DBO 33,01%,
SST 30,85%, NTK -1639,97%, en lo que respecta a DBO,DQO,SST Y NTK
presentan un porcentaje por debajo de los estudios comparados, mientras que
aceites y grasas presenta un valor sobre el establecido por García & Garrido; en la
laguna anaerobia se presentan los siguientes valores de remoción: aceites y grasas
93,59%, DQO 90,5%, DBO 90,6%, SST 76,10%, NTK -81,61%, el porcentaje de
remoción de DBO, DQO y SST se encuentra dentro del rango teórico establecido
por CENIPALMA y Romero Rojas (80%-90%), mientras que la remoción de
NTK presenta un valor inferior al expuesto por Aguirre y Mejía; en la etapa de las
lagunas facultativas se obtuvieron los siguientes resultados: aceites y grasas
46,38%, DQO 1,05%, DBO -25,41%, SST 59,87%, NTK 12,05%, donde

54
DQO,DBO,SST y NTK se encuentran fuera del rango teórico establecido por
Romero Rojas, CENIPALMA, Sánchez Ortíz; en la laguna aerobia se presentan
los siguientes datos: aceites y grasas 89,22%, DQO 47,18%, DBO 60,75%, SST
32,98%, NTK 14,39%; donde DQO, DBO, SST, NTK se encuentran fuera del
rango teórico establecido por Romero Rojas, Rivas y CONAM; para aceites y
grasas no se encontró referencias bibliográficas para la comparación en la laguna
aerobia, facultativas y anaerobia.

 En referencia al sistema de tratamiento de agua, las lagunas facultativas son la


unidad que tienen menor porcentaje de remoción de los parámetros considerados
en el estudio.

 La relación A/S obtenida es de 0,001 trabajando bajo los parámetros propuestos


por Romero Rojas como presión de 70 psi y 40 % de recirculación y 10 min de
tiempo de retención.

5.2. RECOMENDACIONES

 La organización deberá tener una memoria técnica y un manual de operación y


mantenimiento para la planta de tratamiento de agua, asegurando las condiciones
de construcción y operación, previniendo la contaminación de componentes
físicos y bióticos.

 El Sector palmicultor y la academia debe enfocarse en la investigación de


tecnologías apropiadas para la remoción de los contaminantes característico de sus
efluentes.

 Se recomienda que la empresa disponga de sitios adecuados para muestreo, cuente


con estructuras de interconexión y mejore la accesibilidad precautelando la
seguridad y salud del personal.

55
 En base al proyecto de titulación realizado, se recomienda una investigación sobre
el comportamiento del nitrógeno en los sistemas de tratamiento de agua en las
plantas extractoras de aceite de palma.

 La organización deberá realizar estudios de rediseño o sustitución de las lagunas


facultativas por alternativas viables que aporten a la remoción de contaminantes y
mejoría del sistema.

 Se recomienda llevar un control permanente de la temperatura del agua antes del


ingreso al tanque DAF, pues la saturación del aire disminuye a elevadas
temperaturas.

 Realizar una caracterización fisicoquímica a los lodos generados en el tanque


DAF con el fin de determinar si estos sirven para abono orgánico, caso contrario
implementar lechos de secado o contratar un gestor para la disposición final de los
mismos.

56
6. LITERATURA CITADA

 Arundel, J., & Gonzàlez, V. (2000). Tratamiento de aguas negras y efluentes


industriales. Zaragoza: Acribia S.A.

 Bernal Cuervo, R. (2002). Tratamiento y Postratamiento de Aguas Residuales


(Primera ediciòn ed.). Boyacà: Universidad de Boyacá.

 Garrido Hoyos, Sofía Esperanza. (2000). EVALUACIÒN DE LA EFICIENCIA


DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES,
LOCALIZADA EN IXTAPAN DE LA SAL, ESTADO DE MÈXICO. In: XXVII
Congreso Interamericano de Engenharia Sanitaria e Ambiental, I-176, 200local,
página 1-10.

 Guerra, S. (2001). Contaminación y depuración de aguas. Especialización en


estudios de impacto ambiental. Colombia: Corporación Escuela Tecnológica del
Oriente.

 LARA D. , B. (s.f.). COMO ELABORAR PROYECTOS DE INVERSIÓN PASO


PASO . Quito: Oseas Espín.

 Metcalf &Eddy, & Garcìa, A. (1995). Ingenierìa de Aguas Residuales:


Tratamiento Convertido y Reutilizaciòn (Tercera Ediciòn ed., Vol. Volumen 1 y
2). Madrid: Mc Graw-Hill.

 Nemerow, N., & Dasgupta, A. (1998). Tratamiento de vertidos industriales y


peligrosos (Ilustrada ed., Vol. Volumen 3 de Ingenierìa medioambiental). Madrid:
Ediciones Dìaz de Santos.

 Orozco Jaramillo, A. (2014). Bioingenierìa de aguas residuales. Teorìa y Diseño


(Segunda ediciòn ed.). Colombia: Asociaciòn Colombia de Ingenierìa Sanitaria y
Ambiental. ACODAL.

57
 Osorio Robles, F., Torres Rojo, J. C., & Sànchez Bas, M. (2010). Tratamiento de
aguas para la eliminaciòn de microorganismos y agentes contamienantes:
Aplicaciòn de procesos industriales a la reuilizaciòn de aguas residuales. Madrid:
Ediciones Dìaz de Santos.

 Ramalho, R. (2003). Tratamiento de aguas residuales. Barcelona: Reverté, S.A.

 Ramos Olmos, R., Sepùlveda Márquez, R., & Villalobos Moreto, F. (2003). EL
agua en el medio ambiente, Muestreo y anàlisis (Primera ediciòn ed.). México:
Plaza y Váldez S.A de C.V.

 Rigola L, M. (1990). Tratamiento de aguas industriales: Aguas de proceso y


residuales (Ilustrada ed., Vol. Volumen 27 de Prodùctica Series). Barcelona:
Marcombo.

 Romero Rojas, J. A. (2005). Lagunas de estabilizaciòn de aguas residuales


(Primera Ediciòn ed.). Colombia: Escuela Colombiana de Ingeniería.

 Romero, J. (2008). Tratamiento de aguas residuales, Teoría y principios de diseño.


Colombia: Escuela Colombiana de Ingeniería.

 Seoánez, C. M. (2005). Depuraciòn de las aguas residuales por tecnologìas


ecològicas y de bajo costo. Madrid: Mundi Prensa.

 Sierrra Ramirez , C. A. (2011). Calidad del agua. Evaluaciòn y Diagnóstico


(Primera Ediciòn ed.). Medellìn: Universidad de Medellìn.

58
7. ANEXOS

ANEXO 1: Cálculo del caudal promedio de descarga al PTAR


ANEXO 2: Gráficos de la variación de los caudales diarios
ANEXO 3: Historial de Monitoreos de agua de la empresa TEOBROMA
ANEXO 4: Fichas de monitoreo de agua in situ
ANEXO 5: Resultados de Laboratorio del Muestreo de Agua
ANEXO 6: Programa de monitoreo.
ANEXO 7: Planos del diseño del tanque ecualizador y sistema DAF para la planta de
tratamiento de agua
ANEXO 8: Catálogo Tanque DAF
ANEXO 9: Análisis de precios unitarios

59
ANEXO N° 1 Cálculo de caudal promedio de descarga a la Planta de tratamiento de aguas residuales TEOBROMA

HORAS Error
Promedio Desviación
Día estándar de Min Max
m3/Hora Estándar
8:00 9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 la muestra

Martes
29/09/201 14,2 14,3 14,5 10,3 0,4 0,2 7,7 7,1 14,2 14,3 14,4 14,5 10,5 5,5 0,115 0,2 14,5
5
Miércoles
30/09/201 13,5 13,8 12 10,6 5,8 8 13,9 14,7 14,3 12 14,8 14,3 12,3 2,9 0,144 5,8 14,8
5

Jueves
12,6 13 11,2 12,8 5,4 9,3 14 11,9 12 12,8 13 14,5 11,9 2,4 0,09 5,4 14,5
1/10/2015

Viernes
12,8 12,9 13 13,4 9,6 10,2 12,5 12 14 0,3 14,3 14,1 11,6 3,8 0,173 0,3 14,3
2/10/2015

Sábado
14,5 14,6 11,2 10,9 0,8 10,5 7,9 8,1 8,05 14,6 14,4 14,4 10,8 4,2 0,115 0,8 14,6
3/10/2015

Min 10,5

Max 12,3

Prom 11,4

Fuente: Visita de campo


ANEXO N° 2 Gráficos de la Variación de los caudales diarios

VARIACIÓN DEL CAUDAL DIARIO


16
CAUDAL m3/h 14
12
10 Martes 29/09/2015
8
Miércoles 30/09/2015
6
Jueves 1/10/2015
4
Viernes 2/10/2015
2
0 Sábado 3/10/2015

Hora

Gráfico N° 1 Variación de los caudales diarios

VA R I A C I Ó N D E C A U D A L M A R T E S
29/09/2015
20
CAUDAL M3/H

15
10
Martes 29/09/2015
5
caudal promedio
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
HORA

Gráfico N° 2 Variación del caudal diario Martes 29/09/2015

VAR IAC IÓN D E C AU D AL MIÉR C OLES


30/09/2015

16
14
12
caudal m3/h

10
8
6
4
2
0
0:00 4:48 9:36 14:24 19:12 0:00
HORA

Variaciòn de caudal Caudal promedio diario

Gráfico N° 3 Variación del caudal diario Miércoles 30/09/2015


VARIACIÓN DE CAUDAL JUEVES 2/10/2015
16

CAUDAL DE ENTRADA m3/h


14
12
10
8 VARIACIÓN DE
CAUDAL
6
CAUDAL PROMEDIO
4 DIARIO
2
0

Gráfico N° 4 Variación del caudal diario Jueves 01/10/2015

VARIACIÓN DE CAUDAL VIERNES 2/10/2015


15

14,5
Caudal m3/h

14
Variaciòn de Caudal
13,5 Caudal promedio diario

13
0:00 4:48 9:36 14:24 19:12 0:00
Hora

Gráfico N° 6 Variación del caudal diario Viernes 2/10/2015

VARIACIÓN DEL CAUDAL 3/10/2015


16
14
12
Caudal m3/h

10
8
"Variaciòn de caudal"
6
4 Caudal promedio diario
2
0
0:00 4:48 9:36 14:24 19:12 0:00
Hora

Gráfico N° 5 Variación del caudal diario Sábado 3/10/2015


ANEXO N° 3 Historial de monitoreo de aguas residuales

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR


FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA, MINAS, PETRÓLEOS Y AMBIENTAL
RECOPILACIÓN HISTÓRICA DE MONITOREOS AMBIENTALES DEL AGUA RESIDUAL
FECHA
PARÁMETRO UNIDAD
21/12/2006 22/05/2008 22/06/2009 07/09/2009 04/11/2010 30/08/2012 08/02/2013 07/10/2013 26/06/2014
pH 8,35 7,48 8,35 8,17 7,68 7,7 7,67 8,02 7,78
Temperatura °C 25,5 - - 19,3 24 22 - 29,6 27
Aceites y Grasas mg/L 130 3,5 - 1,65 6,6 3 5,2 < 0,2 3,2
Coliformes NMP/100 ml 150 1320 1320 2,3×〖10〗^3 6 96.10^2 - - -
fecales
Fenoles mg/L - - <0,025 0,049 0,003 0,145 0,047 < 0,005 0,009
DBO5 mg/L 512 32 32 313 112,5 630 640 88 518
DQO mg/L 1420 178 178 1044 851,7 1578,5 1070 1296 1183
Fósforo mg/L - - 0,05 41,8 20,2 32,905 9,12 17,5 75,2
Organoclorados mg/L - - - < 0,00002 0,009 - - < 0,0008 < 0,00002
Totales
Organofosforados mg/L - - - < 0,00002 < 0,02 - - < 0,0008 -
Totales
Sólidos ml/L - - - < 0,1 < 0,1 0,2 0,4 < 0,5 2,2
sedimentables
Sólidos mg/L 250 2100 229 88,6 452 146 124 344
suspendidos
Sólidos Totales mg/L 7000 130,5 130,5 3820 5074,1 - 6148 4500 -
Sulfatos mg/L - - 7 <1 <1 - 11 17,55 <5
Detergente mg/L - - - - 0,007 2,250 - - -
Nitrógeno total mg/L - - - - 305,2 192,7 - 75,48 -
Nitritos mg/L - - 1,2 - < 0,01 - 0,75 < 2,2 8,77
Nitratos mg/L - - 0,01 - < 0,1 - 77,31 > 0,11 0,011
METALES PESADOS
Cobre mg/L - - 0,02 - - - - < 0,1 < 0,10
Cromo total mg/L - - 0,01 - - - - < 0,05 < 0,05

Fuente: Empresa TEOBROMA


ANEXO N° 4 Fichas de monitoreo de aguas in situ
ANEXO 4.1 Fichas de monitoreo de aguas in situ del 29/09/2015

Análisis de eficiencia y propuesta de rediseño del sistema de


tratamiento de aguas residuales de la extractora de aceite de palma
“TEOBROMA”
FICHA INDIVIDUAL DE LA ESTACIÓN DE MUESTREO

ETAPA DEL Laguna Nº1: Laguna desaceitadora y de NÚMERO


SISTEMA enfriamiento DE FICHA 1
X Y ALTURA (m) CÓDIGO
DE
COORDENADAS ESTACIÓN P1
X: 683691 Y: 9994506 264 DE
MUESTREO
FECHA 29/09/2015
HORA 8:15 am
PROVINCIA Santo Domingo de los Tsáchilas
CANTÓN La Concordia
SITIO-SECTOR Km 23 Vía a la Concordia
USOS DEL AGUA Industrial
FACTORES ANTROPOGÉNICOS: Identificar el tipo de factor antropogénico (minería, agricultura,
ganadería, industrial, vertidos u otros), describir y georeferenciar la actividad que puede alterar la
calidad del agua)
Efluente resultante luego del proceso de extracción de aceite de palma
PARÁMETROS INSITU:
T. AMBIENTAL °C T. MUESTRA °C OD(mg/l) PH CONDUCTIVIDAD(,
32 56,6 1,61 4,41 ms)
8,561

Efluente Punto de toma


de muestra

Piscina de
Efluente

enfriamiento

FOTOGRAFÍA DEL PUNTO


CROQUIS PUNTO INSPECCIONADO
INSPECCIONADO
OBSERVACIONES
ACCESIBILIDAD: Fácil acceso
NUMERO DE FRASCOS COLECTADOS: 4 Frascos de vidrio y 1 Frasco de plástico.
RESPONSABLE: Pamela Chasi- Gabriela Montenegro

Tabla 31 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna de desaceitado 29/09/2015


Análisis de eficiencia y propuesta de rediseño del sistema de
tratamiento de aguas residuales de la extractora de aceite de palma
“TEOBROMA”

FICHA INDIVIDUAL DE LA ESTACIÓN DE MUESTREO

ETAPA DEL NÚMERO


SISTEMA
Laguna Nº 2: Laguna Anaerobia
DE FICHA 2
X Y ALTURA (m) CÓDIGO
DE
COORDENADAS ESTACIÓN P2
X: 683709 Y: 9994496 264 DE
MUESTREO
FECHA 29/09/2015
HORA 8: 37 am
PROVINCIA Santo Domingo de los Tsáchilas
CANTÓN La Concordia
SITIO-SECTOR Km 23 Vía a la Concordia
USOS DEL AGUA Industrial
FACTORES ANTROPOGÉNICOS: Identificar el tipo de factor antropogénico (minería, agricultura,
ganadería, industrial, vertidos u otros), describir y georeferenciar la actividad que puede alterar la
calidad del agua)
Efluente de salida de la laguna de enfriamiento y del proceso de palmíste
PARÁMETROS INSITU: No se tomó datos in situ debido a las características de la muestra tomada
ya que se encontraba en condiciones no aptas para evaluar los parámetros requeridos mediante el
equipo multiparámetro
T. AMBIENTAL °C T. MUESTRA °C OD(mg/l) PH CONDUCTIVIDAD(,
------ ------- ----- ---- ms)
-----

Laguna de Laguna
enfriamiento facultativa

Punto
toma de
muestra
Laguna Anaerobia

FOTOGRAFÍA DEL PUNTO


CROQUIS PUNTO INSPECCIONADO
INSPECCIONADO
OBSERVACIONES
ACCESIBILIDAD: Difícil e inseguro acceso , el acceso para la toma de muestra no se encontraba
despejado y era de pendiente pronunciada
NUMERO DE FRASCOS COLECTADOS: 3 Frascos de plástico
RESPONSABLE: Pamela Chasi- Gabriela Montenegro

Tabla 32 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna Anaerobia 29/09/2015


Análisis
Análisis de
de eficiencia
eficiencia yy propuesta
propuesta de
de rediseño
rediseño del
del sistema
sistema de
de
tratamiento de aguas residuales de la extractora de aceite de palma
tratamiento de aguas residuales de la extractora de aceite de palma
“TEOBROMA”
“TEOBROMA”

FICHA INDIVIDUAL DE LA ESTACIÓN DE MUESTREO

ETAPA DEL NÚMERO


SISTEMA
Laguna Nº 3: Laguna Facultativa N° 1
DE FICHA 3
X Y ALTURA (m) CÓDIGO
DE
COORDENADAS ESTACIÓN P3
X: 683676 Y: 9994470 264 DE
MUESTREO
FECHA 29/09/2015
HORA 9:05 am
PROVINCIA Santo Domingo de los Tsáchilas
CANTÓN La Concordia
SITIO-SECTOR Km 23 Vía a la Concordia
USOS DEL AGUA Industrial
FACTORES ANTROPOGÉNICOS: Identificar el tipo de factor antropogénico (minería, agricultura,
ganadería, industrial, vertidos u otros), describir y georeferenciar la actividad que puede alterar la
calidad del agua)
Efluente de salida de la Laguna Anaerobia (Laguna Nº 2)
PARÁMETROS INSITU:
T. AMBIENTAL °C T. MUESTRA °C OD(mg/l) PH CONDUCTIVIDAD(,
32 38,9 2,81 7,43 ms)
6,17

Laguna
Facultativa
Nº 3

Punto toma de
muestra

Laguna Anaerobia Nº 2

FOTOGRAFÍA DEL PUNTO


CROQUIS PUNTO INSPECCIONADO
INSPECCIONADO
OBSERVACIONES
ACCESIBILIDAD: Difícil acceso
NUMERO DE FRASCOS COLECTADOS: 3 Frascos de plástico.
RESPONSABLE: Pamela Chasi- Gabriela Montenegro

Tabla 33 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna facultativa N° 1 del 29/09/2015


FICHA INDIVIDUAL DE LA ESTACIÓN DE MUESTREO

ETAPA DEL NÚMERO


SISTEMA
Laguna Nº4: Salida de laguna Facultativa Nº 2
DE FICHA 4
X Y ALTURA (m) CÓDIGO
DE
COORDENADAS ESTACIÓN P4
X: 683718 Y: 9994449 264 DE
MUESTREO
FECHA 29/09/2015
HORA 10: 23 am
PROVINCIA Santo Domingo de los Tsáchilas
CANTÓN La Concordia
SITIO-SECTOR Km 23 Vía a la Concordia
USOS DEL AGUA Industrial
FACTORES ANTROPOGÉNICOS: Identificar el tipo de factor antropogénico (minería, agricultura,
ganadería, industrial, vertidos u otros), describir y georeferenciar la actividad que puede alterar la
calidad del agua)
Efluente de salida de la laguna Facultativa Nº 4

PARÁMETROS INSITU:
T. AMBIENTAL °C T. MUESTRA °C OD(mg/l) PH CONDUCTIVIDAD(,
32 27,5 2,58 6,95 ms)
12,23
Laguna Punto de
facultativa toma de
Nº 3 muestra

Laguna
facultativa Laguna
Nº 3 Facultativa Nº 5

FOTOGRAFÍA DEL PUNTO


CROQUIS PUNTO INSPECCIONADO
INSPECCIONADO
OBSERVACIONES
ACCESIBILIDAD: Fácil acceso
NUMERO DE FRASCOS COLECTADOS: 4 Frascos de plástico.
RESPONSABLE: Pamela Chasi- Gabriela Montenegro

Tabla 34 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna facultativa N° 2 del 29/09/2015


Análisis de eficiencia y propuesta de rediseño del sistema de
tratamiento de aguas residuales de la extractora de aceite de palma
“TEOBROMA”

FICHA INDIVIDUAL DE LA ESTACIÓN DE MUESTREO

ETAPA DEL NÚMERO


SISTEMA
Laguna Nº5: Laguna Aerobia
DE FICHA 5
X Y ALTURA (m) CÓDIGO
DE
COORDENADAS ESTACIÓN P5
X: 683704 Y: 9994390 264 DE
MUESTREO
FECHA 29/09/2015
HORA 11: 10 am
PROVINCIA Santo Domingo de los Tsáchilas
CANTÓN La Concordia
SITIO-SECTOR Km 23 Vía a la Concordia
USOS DEL AGUA Industrial
FACTORES ANTROPOGÉNICOS: Identificar el tipo de factor antropogénico (minería, agricultura,
ganadería, industrial, vertidos u otros), describir y georeferenciar la actividad que puede alterar la
calidad del agua)
Efluente de salida de Laguna Nº 5
PARÁMETROS INSITU:
T. AMBIENTAL °C T. MUESTRA °C OD(mg/l) PH CONDUCTIVIDAD(,
32 27 1,7 6,94 ms)
11,67

Estación de bombeo

Punto toma
de muestra

FOTOGRAFÍA DEL PUNTO


CROQUIS PUNTO INSPECCIONADO
INSPECCIONADO
OBSERVACIONES
ACCESIBILIDAD: Fácil acceso
NUMERO DE FRASCOS COLECTADOS: 4 Frascos de plástico.
RESPONSABLE: Pamela Chasi- Gabriela Montenegro

Tabla 35 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna Aerobia del 29/09/2015


ANEXO 4.2 Fichas de monitoreo de aguas in situ del 30/09/2015

Análisis de eficiencia y propuesta de rediseño del sistema de


tratamiento de aguas residuales de la extractora de aceite de palma
“TEOBROMA”

FICHA INDIVIDUAL DE LA ESTACIÓN DE MUESTREO

ETAPA DEL Laguna Nº1: Laguna de desaceitado y de NÚMERO


SISTEMA enfriamiento DE FICHA 6
X Y ALTURA (m) CÓDIGO
DE
COORDENADAS ESTACIÓN P1
X: 683691 Y: 9994506 264 DE
MUESTREO
FECHA 30/09/2015
HORA 8:00 am
PROVINCIA Santo Domingo de los Tsáchilas
CANTÓN La Concordia
SITIO-SECTOR Km 23 Vía a la Concordia
USOS DEL AGUA Industrial
FACTORES ANTROPOGÉNICOS: Identificar el tipo de factor antropogénico (minería, agricultura,
ganadería, industrial, vertidos u otros), describir y georeferenciar la actividad que puede alterar la
calidad del agua)
Efluente resultante luego del proceso de extracción de aceite de palma
PARÁMETROS INSITU:
T. AMBIENTAL °C T. MUESTRA °C OD(mg/l) PH CONDUCTIVIDAD(,
28 59,3 6,81 5,44 ms)
11,98

Efluente Punto de toma


de muestra

Piscina de
Efluente

enfriamiento

FOTOGRAFÍA DEL PUNTO


CROQUIS PUNTO INSPECCIONADO
INSPECCIONADO
OBSERVACIONES
ACCESIBILIDAD: Fácil acceso
NUMERO DE FRASCOS COLECTADOS: 3 Frascos de plástico
RESPONSABLE: Pamela Chasi- Gabriela Montenegro
Tabla 36 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna de desaceitado del 30/09/2015
Análisis de eficiencia y propuesta de rediseño del sistema de
tratamiento de aguas residuales de la extractora de aceite de palma
“TEOBROMA”

FICHA INDIVIDUAL DE LA ESTACIÓN DE MUESTREO

ETAPA DEL NÚMERO


SISTEMA
Laguna Nº 2: Laguna Anaerobia
DE FICHA 7
X Y ALTURA (m) CÓDIGO
DE
COORDENADAS ESTACIÓN P2
X: 683709 Y: 9994496 264 DE
MUESTREO
FECHA 30/09/2015
HORA 8: 25 am
PROVINCIA Santo Domingo de los Tsáchilas
CANTÓN La Concordia
SITIO-SECTOR Km 23 Vía a la Concordia
USOS DEL AGUA Industrial
FACTORES ANTROPOGÉNICOS: Identificar el tipo de factor antropogénico (minería, agricultura,
ganadería, industrial, vertidos u otros), describir y georeferenciar la actividad que puede alterar la
calidad del agua)
Efluente de salida de la laguna de enfriamiento y efluente del proceso de palmíste
PARÁMETROS INSITU:
T. AMBIENTAL °C T. MUESTRA °C OD(mg/l) PH CONDUCTIVIDAD(,
28 49,2 5,55 6,33 ms)
7,3

Laguna de Laguna
enfriamiento facultativa

Punto
toma de
muestra
Laguna Anaerobia

FOTOGRAFÍA DEL PUNTO


CROQUIS PUNTO INSPECCIONADO
INSPECCIONADO
OBSERVACIONES
ACCESIBILIDAD: Difícil e inseguro acceso , el acceso para la toma de muestra no se encontraba
despejado y era de pendiente pronunciada
NUMERO DE FRASCOS COLECTADOS: 4 Frascos de plástico
RESPONSABLE: Pamela Chasi- Gabriela Montenegro

Tabla 37 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna Anaerobia del 30/09/2015


Análisis de eficiencia y propuesta de rediseño del sistema de
tratamiento de aguas residuales de la extractora de aceite de palma
“TEOBROMA”

FICHA INDIVIDUAL DE LA ESTACIÓN DE MUESTREO

ETAPA DEL NÚMERO


SISTEMA
Laguna Nº 3: LagunaFacultativa Nº 1
DE FICHA 8
X Y ALTURA (m) CÓDIGO
DE
COORDENADAS ESTACIÓN P3
X: 683676 Y: 9994470 264 DE
MUESTREO
FECHA 30/09/2015
HORA 8:43 am
PROVINCIA Santo Domingo de los Tsáchilas
CANTÓN La Concordia
SITIO-SECTOR Km 23 Vía a la Concordia
USOS DEL AGUA Industrial
FACTORES ANTROPOGÉNICOS: Identificar el tipo de factor antropogénico (minería, agricultura,
ganadería, industrial, vertidos u otros), describir y georeferenciar la actividad que puede alterar la
calidad del agua)
Efluente de salida de la Laguna Anaerobia (Laguna Nº 2)
PARÁMETROS INSITU:
T. AMBIENTAL °C T. MUESTRA °C OD(mg/l) PH CONDUCTIVIDAD(,
28 31,9 2,51 6,94 ms)
8,937

Laguna
Facultativa
Nº 3

Punto toma de
muestra

Laguna Anaerobia Nº 2

FOTOGRAFÍA DEL PUNTO


CROQUIS PUNTO INSPECCIONADO
INSPECCIONADO
OBSERVACIONES
ACCESIBILIDAD: Difícil acceso
NUMERO DE FRASCOS COLECTADOS: 2 Frascos de plástico.
RESPONSABLE: Pamela Chasi- Gabriela Montenegro

Tabla 38 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna facultativa 1 del 30/09/2015


Análisis de eficiencia y propuesta de rediseño del sistema de
tratamiento de aguas residuales de la extractora de aceite de palma
“TEOBROMA”

FICHA INDIVIDUAL DE LA ESTACIÓN DE MUESTREO

ETAPA DEL NÚMERO


SISTEMA
Laguna Nº4: Salida de Laguna Facultativa Nº 2
DE FICHA 9
X Y ALTURA (m) CÓDIGO
DE
COORDENADAS ESTACIÓN P4
X: 683718 Y: 9994449 264 DE
MUESTREO
FECHA 30/09/2015
HORA 9: 14 am
PROVINCIA Santo Domingo de los Tsáchilas
CANTÓN La Concordia
SITIO-SECTOR Km 23 Vía a la Concordia
USOS DEL AGUA Industrial
FACTORES ANTROPOGÉNICOS: Identificar el tipo de factor antropogénico (minería, agricultura,
ganadería, industrial, vertidos u otros), describir y georeferenciar la actividad que puede alterar la
calidad del agua)
Efluente de salida de la laguna Facultativa Nº 4
PARÁMETROS INSITU:
T. AMBIENTAL °C T. MUESTRA °C OD(mg/l) PH CONDUCTIVIDAD(,
28 27,8 2,46 6,98 ms)
12,34

Laguna Punto de
facultativa toma de
Nº 3 muestra

Laguna
facultativa Laguna
Nº 3 Facultativa Nº 5

FOTOGRAFÍA DEL PUNTO


CROQUIS PUNTO INSPECCIONADO
INSPECCIONADO
OBSERVACIONES
ACCESIBILIDAD: Fácil acceso
NUMERO DE FRASCOS COLECTADOS: 4 Frascos de plástico.
RESPONSABLE: Pamela Chasi- Gabriela Montenegro

Tabla 39 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna facultativa 2 del 30/09/2015


Análisis de eficiencia y propuesta de rediseño del sistema de
tratamiento de aguas residuales de la extractora de aceite de palma
“TEOBROMA”

FICHA INDIVIDUAL DE LA ESTACIÓN DE MUESTREO

ETAPA DEL NÚMERO


SISTEMA
Laguna Nº5: Laguna Aerobia
DE FICHA 10
X Y ALTURA (m) CÓDIGO
DE
COORDENADAS ESTACIÓN P5
X: 683704 Y: 9994390 264 DE
MUESTREO
FECHA 30/09/2015
HORA 11: 10 am
PROVINCIA Santo Domingo de los Tsáchilas
CANTÓN La Concordia
SITIO-SECTOR Km 23 Vía a la Concordia
USOS DEL AGUA Industrial
FACTORES ANTROPOGÉNICOS: Identificar el tipo de factor antropogénico (minería, agricultura,
ganadería, industrial, vertidos u otros), describir y georeferenciar la actividad que puede alterar la
calidad del agua)
Efluente de salida de Laguna Nº 5
PARÁMETROS INSITU:
T. AMBIENTAL °C T. MUESTRA °C OD(mg/l) PH CONDUCTIVIDAD(,
28 27,5 2,01 6,95 ms)
11,82

Estación de bombeo

Punto toma
de muestra

CROQUIS PUNTO INSPECCIONADO FOTOGRAFÍA DEL PUNTO INSPECCIONADO

OBSERVACIONES
ACCESIBILIDAD: Fácil acceso
NUMERO DE FRASCOS COLECTADOS: 3 Frascos de plástico.
RESPONSABLE: Pamela Chasi- Gabriela Montenegro

Tabla 40 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna Aerobia del 30/09/2015


ANEXO 4.3 Fichas de monitoreo de aguas in situ del 01/10/2015

Análisis de eficiencia y propuesta de rediseño del sistema de


tratamiento de aguas residuales de la extractora de aceite de palma
“TEOBROMA”

FICHA INDIVIDUAL DE LA ESTACIÓN DE MUESTREO

ETAPA DEL Laguna Nº1: Laguna de desaceitado y de NÚMERO DE


SISTEMA enfriamiento FICHA 11
X Y ALTURA (m) CÓDIGO
DE
X:
COORDENADAS ESTACIÓN P1
68369 Y: 9994506 264 DE
1 MUESTREO
FECHA 01/10/2015
HORA 9:05 am
PROVINCIA Santo Domingo de los Tsáchilas
CANTÓN La Concordia
SITIO-SECTOR Km 23 Vía a la Concordia
USOS DEL AGUA Industrial
FACTORES ANTROPOGÉNICOS: Identificar el tipo de factor antropogénico (minería, agricultura,
ganadería, industrial, vertidos u otros), describir y georeferenciar la actividad que puede alterar la
calidad del agua)
Efluente resultante luego del proceso de extracción de aceite de palma
PARÁMETROS INSITU:
T. AMBIENTAL °C T. MUESTRA °C OD(mg/l PH CONDUCTIVIDAD(,ms
27 61,9 ) 6,44 )
0,84 11,3
Efluente Punto de toma
de muestra

Piscina de
Efluente

enfriamiento

FOTOGRAFÍA DEL PUNTO


CROQUIS PUNTO INSPECCIONADO
INSPECCIONADO
OBSERVACIONES
ACCESIBILIDAD: Fácil acceso
NUMERO DE FRASCOS COLECTADOS: 4 Frascos de plástico
RESPONSABLE: Pamela Chasi- Gabriela Montenegro

Tabla 41 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna de desaceitado del 01/10/2015


Análisis de eficiencia y propuesta de rediseño del sistema de
tratamiento de aguas residuales de la extractora de aceite de palma
“TEOBROMA”

FICHA INDIVIDUAL DE LA ESTACIÓN DE MUESTREO

ETAPA DEL NÚMERO


SISTEMA
Laguna Nº 2: Laguna Anaerobia
DE FICHA 12
X Y ALTURA (m) CÓDIGO
DE
COORDENADAS ESTACIÓN P2
X: 683709 Y: 9994496 264 DE
MUESTREO
FECHA 30/09/2015
HORA 9: 25 am
PROVINCIA Santo Domingo de los Tsáchilas
CANTÓN La Concordia
SITIO-SECTOR Km 23 Vía a la Concordia
USOS DEL AGUA Industrial
FACTORES ANTROPOGÉNICOS: Identificar el tipo de factor antropogénico (minería, agricultura,
ganadería, industrial, vertidos u otros), describir y georeferenciar la actividad que puede alterar la
calidad del agua)
Efluente de salida de la laguna de enfriamiento y efluente del proceso de palmíste
PARÁMETROS INSITU:
T. AMBIENTAL °C T. MUESTRA °C OD(mg/l) PH CONDUCTIVIDAD(,
28 48,6 1,62 6,6 ms)
11,33

Laguna de Laguna
enfriamiento facultativa

Punto
toma de
muestra
Laguna Anaerobia

FOTOGRAFÍA DEL PUNTO


CROQUIS PUNTO INSPECCIONADO
INSPECCIONADO
OBSERVACIONES
ACCESIBILIDAD: Difícil e inseguro acceso , el acceso para la toma de muestra no se encontraba
despejado y era de pendiente pronunciada
NUMERO DE FRASCOS COLECTADOS: 3 Frascos de plástico
RESPONSABLE: Pamela Chasi- Gabriela Montenegro

Tabla 42 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna Anaerobia del 01/10/2015


Análisis de eficiencia y propuesta de rediseño del sistema de
tratamiento de aguas residuales de la extractora de aceite de palma
“TEOBROMA”

FICHA INDIVIDUAL DE LA ESTACIÓN DE MUESTREO

ETAPA DEL NÚMERO


SISTEMA
Laguna Nº 3: Laguna Facultativa Nº 1
DE FICHA 13
X Y ALTURA (m) CÓDIGO
DE
COORDENADAS ESTACIÓN P3
X: 683676 Y: 9994470 264 DE
MUESTREO
FECHA 30/09/2015
HORA 9: 54 am
PROVINCIA Santo Domingo de los Tsáchilas
CANTÓN La Concordia
SITIO-SECTOR Km 23 Vía a la Concordia
USOS DEL AGUA Industrial
FACTORES ANTROPOGÉNICOS: Identificar el tipo de factor antropogénico (minería, agricultura,
ganadería, industrial, vertidos u otros), describir y georeferenciar la actividad que puede alterar la
calidad del agua)
Efluente de salida de la Laguna Anaerobia (Laguna Nº 2)
PARÁMETROS INSITU:
T. AMBIENTAL °C T. MUESTRA °C OD(mg/l) PH CONDUCTIVIDAD(,
32 34,3 0,48 6,93 ms)
11,39

Laguna
Facultativa
Nº 3

Punto toma de
muestra

Laguna Anaerobia Nº 2

FOTOGRAFÍA DEL PUNTO


CROQUIS PUNTO INSPECCIONADO
INSPECCIONADO
OBSERVACIONES
ACCESIBILIDAD: Difícil acceso
NUMERO DE FRASCOS COLECTADOS: 3 Frascos de plástico.
RESPONSABLE: Pamela Chasi- Gabriela Montenegro
Tabla 43 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna Facultativa 1 del 01/10/2015
Análisis de eficiencia y propuesta de rediseño del sistema de
tratamiento de aguas residuales de la extractora de aceite de palma
“TEOBROMA”

FICHA INDIVIDUAL DE LA ESTACIÓN DE MUESTREO

ETAPA DEL NÚMERO


SISTEMA
Laguna Nº4: Salida de laguna Facultativa Nº 2
DE FICHA 14
X Y ALTURA (m) CÓDIGO
DE
COORDENADAS ESTACIÓN P4
X: 683718 Y: 9994449 264 DE
MUESTREO
FECHA 30/09/2015
HORA 10: 05 am
PROVINCIA Santo Domingo de los Tsáchilas
CANTÓN La Concordia
SITIO-SECTOR Km 23 Vía a la Concordia
USOS DEL AGUA Industrial
FACTORES ANTROPOGÉNICOS: Identificar el tipo de factor antropogénico (minería, agricultura,
ganadería, industrial, vertidos u otros), describir y georeferenciar la actividad que puede alterar la
calidad del agua)
Efluente de salida de la laguna Facultativa Nº 4
PARÁMETROS INSITU:
T. AMBIENTAL °C T. MUESTRA °C OD(mg/l) PH CONDUCTIVIDAD(,
32 34,3 0,48 6,93 ms)
11,39

Laguna Punto de
facultativa toma de
Nº 3 muestra

Laguna
facultativa Laguna
Nº 3 Facultativa Nº 5

FOTOGRAFÍA DEL PUNTO


CROQUIS PUNTO INSPECCIONADO
INSPECCIONADO
OBSERVACIONES
ACCESIBILIDAD: Fácil acceso
NUMERO DE FRASCOS COLECTADOS: 4 Frascos de plàstico.
RESPONSABLE: Pamela Chasi- Gabriela Montenegro
Tabla 44 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna Facultativa 2 del 01/10/2015
Análisis de eficiencia y propuesta de rediseño del sistema de
tratamiento de aguas residuales de la extractora de aceite de palma
“TEOBROMA”

FICHA INDIVIDUAL DE LA ESTACIÓN DE MUESTREO

ETAPA DEL NÚMERO


SISTEMA
Laguna Nº5: Laguna Aerobia
DE FICHA 5
X Y ALTURA (m) CÓDIGO
DE
COORDENADAS ESTACIÓN P5
X: 683704 Y: 9994390 264 DE
MUESTREO
FECHA 30/09/2015
HORA 10: 20 am
PROVINCIA Santo Domingo de los Tsáchilas
CANTÓN La Concordia
SITIO-SECTOR Km 23 Vía a la Concordia
USOS DEL AGUA Industrial
FACTORES ANTROPOGÉNICOS: Identificar el tipo de factor antropogénico (minería, agricultura,
ganadería, industrial, vertidos u otros), describir y georeferenciar la actividad que puede alterar la
calidad del agua)
Efluente de salida de Laguna Nº 5
PARÁMETROS INSITU:
T. AMBIENTAL °C T. MUESTRA °C OD(mg/l) PH CONDUCTIVIDAD(,
31 27,5 1,58 6,94 ms)
12,15

Estación de bombeo

Punto toma
de muestra

FOTOGRAFÍA DEL PUNTO


CROQUIS PUNTO INSPECCIONADO
INSPECCIONADO
OBSERVACIONES
ACCESIBILIDAD: Fácil acceso
NUMERO DE FRASCOS COLECTADOS: 3 Frascos de plástico.
RESPONSABLE: Pamela Chasi- Gabriela Montenegro

Tabla 45 Ficha de monitoreo de agua in situ de la laguna Aerobia del 01/10/2015


ANEXO N° 5 Resultados del laboratorio de muestreo de agua

Gráfico N° 7 Análisis de laboratorio Muestra 1 29/09/2015


Elaborado por: Laboratorio de Química Ambiental OSP
Gráfico N° 8 Análisis de laboratorio Muestra 1 30/09/2015
Elaborado por: Laboratorio de Química Ambiental OSP
Gráfico N° 9 Análisis de laboratorio Muestra 1 01/10/2015
Elaborado por: Laboratorio de Química Ambiental OSP
Gráfico N° 10 Análisis de laboratorio Muestra 2 29/09/2015
Elaborado por: Laboratorio de Química Ambiental OSP
Gráfico N° 11 Análisis de laboratorio Muestra 2 30/09/2015
Elaborado por: Laboratorio de Química Ambiental OSP
Gráfico N° 12 Análisis de laboratorio Muestra 2 01/10/2015
Elaborado por: Laboratorio de Química Ambiental OSP
Gráfico N° 13 Análisis de laboratorio Muestra 3 29/09/2015
Elaborado por: Laboratorio de Química Ambiental OSP
Gráfico N° 14 Análisis de laboratorio Muestra 3 30/09/2015
Elaborado por: Laboratorio de Química Ambiental OSP
Gráfico N° 15 Análisis de laboratorio Muestra 3 01/10/2015
Elaborado por: Laboratorio de Química Ambiental OSP
Gráfico N° 16 Análisis de laboratorio Muestra 4 29/09/2015
Elaborado por: Laboratorio de Química Ambiental OSP
Gráfico N° 17 Análisis de laboratorio Muestra 4 30/09/2015
Elaborado por: Laboratorio de Química Ambiental OSP
Gráfico N° 18 Análisis de laboratorio Muestra 4 01/10/2015
Elaborado por: Laboratorio de Química Ambiental OSP
Gráfico N° 19 Análisis de laboratorio Muestra 5 29/09/2015
Elaborado por: Laboratorio de Química Ambiental OSP
Gráfico N° 20 Análisis de laboratorio Muestra 5 30/09/2015
Elaborado por: Laboratorio de Química Ambiental OSP
Gráfico N° 21 Análisis de laboratorio Muestra 5 01/10/2015
Elaborado por: Laboratorio de Química Ambiental OSP
ANEXO N° 6 Programa de monitoreo
PROGRAMA DE MONITOREO DE AGUA
“ANÁLISIS DE EFICIENCIA Y PROPUESTA DE DISEÑO DE UN TANQUE

ECUALIZADOR Y UN TANQUE DAF PARA LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE

AGUAS RESIDUALES EN LA EXTRACTORA DE ACEITE DE PALMA

TEOBROMA”

Programa de monitoreo de agua

Para la elaboración y ejecución del programa de muestreo se realizó en base a los


lineamientos establecidos en la Norma Técnica Ecuatoriana INEN 2226:2000, 2176:98

Alcance y campo de aplicación.


El programa de muestreo pretende caracterizar el agua residual, e identificar los parámetros
de medición que están fuera de la normativa ambiental vigente en cuanto al Sistema de
Tratamiento de la empresa.

Requerimientos
Personal

Para realizar las actividades programadas se requirió de un Técnico de la empresa que


conozca las operaciones de la misma y oriente a las estudiantes en cada etapa del sistema de
tratamiento de aguas residuales.

Seguridad y salud ocupacional

En el ámbito de seguridad y salud es necesario conocer y tomar a consideración lo siguiente:

• El riesgo de intoxicación por emanación de posibles gases.


• El riesgo de sofocación causada por altas temperaturas.
• Posible estrés térmico por exposición a altas temperaturas.
• El riesgo de enfermedades causadas por organismos patógenos presentes en las
aguas residuales.
• El riesgo de caídas o deslizamientos.

Por lo tanto se debe utilizar de manera obligatoria el uso de Equipo de Protección Personal
para la toma de muestras, y realizarlos de manera adecuada evitando incidentes y accidentes.
Metodología
Determinación de puntos de muestreo

Los puntos de muestreo se los determino en base a la dinámica del procedimiento que se tiene
en el sistema de tratamiento de agua residual de la Empresa TEOBROMA y lo establecido en
la NORMA INEN 2266 apartado 3.5.2.1 literal a) en donde se especifica que debe ser a la
entrada, salida y en las diferentes etapas de tratamiento.

Los puntos de muestreo se determinaron en la primera visita de campo a la extractora el 10 de


septiembre del 2015, identificando los siguientes puntos de muestreo:

Etapa del
Punto Código Ubicación Referencia
Sistema
Laguna de Entrada efluente al
X: 683691
desaceitado y Laguna 1 P1 sistema de
de enfriamiento Y: 9994506 tratamiento de agua

Laguna X: 683709
Laguna 2 P2 Salida 1-entrada 2
Anaerobia Y: 9994496

Laguna X: 683676
Laguna 3 P3 Salida 2-entrada 3
Facultativa 1 Y: 9994470
Laguna X: 683718
Laguna 4 P4 Salida 4-entrada 5
Facultativa 2 Y: 9994449
X: 683704
Laguna
Laguna 5 P5 Salida 5
Aerobia
Y: 9994390

Tabla 46 Puntos de Muestreo de Agua

Definición de parámetros de muestreo

De acuerdo a la finalidad del muestreo los parámetros a analizar corresponde a la Tabla 12:
PARÁMETROS DE MONITOREO DE LAS DESCARGAS INDUSTRIALES
(ELABORACIÓN DE ACEITES Y GRASAS DE ORIGEN VEGETAL Y ANIMAL) Anexo
1 Libro VI DEL TULSMA AM. 028, el mismo que se encontraba vigente en la fecha de
muestreo y los parámetros fueron además definidos mediante el análisis del historial de
resultados de laboratorio que la empresa ha realizado anualmente.
No. PARÁMETRO
1 Demanda Bioquímica de
Oxígeno
2 Demanda Químico de Oxígeno
3 Sólidos Suspendidos Totales
4 Tensoactivos
5 Grasas y aceites
6 Compuestos fenólicos
7 Cloruros
8 Nitrógeno total Kjedahl
9 Sulfatos

Tabla 47 Parámetros de Muestreo

Además se tomaron parámetros in situ mediante un Medidor Multiparámetros en donde se


tomaron datos de temperatura, pH, Conductividad y Oxígeno Disuelto

En el Anexo 4 se encuentran las fichas de monitoreo de agua realizadas en cada estación de


monitoreo in situ

Tipo de muestra

En cada estación de monitoreo se tomaron muestras compuestas debido a que se debe


garantizar la representatividad de las características y concentraciones de estos puntos.

Número de muestras

Se tomó 1 muestra compuesta en la entrada y salida de cada etapa del sistema de tratamiento
de agua.

Nº Muestra Ubicación
1 Muestra a la Entrada de la laguna Laguna Ácido Formadora
1 Muestra entrada de la Laguna Laguna Anaeróbica
anaeróbica
1 Muestra entrada de la laguna facultativa Laguna Facultativa 1
1
1 Muestra salida de la laguna facultativa 2 Laguna Facultativa 2
1 Muestra salida laguna Aerobia Laguna Aerobia

Tabla 48 Número de Muestras Compuestas


En total se tomaron 5 muestras compuestas por 3 días consecutivos de cada etapa de
tratamiento.

Frecuencia de muestreo

Los muestreos se realizaron por 3 días durante una semana a intervalos de 2 horas por un
periodo de 12 horas por día, se establece este período por los procesos productivos de la
empresa especialmente en el área de esterilización de la fruta en donde se descarga el efluente
cada 2 horas, además para obtener datos confiables se necesita mayor número de muestras y
así obtener un mayor intervalo de confianza.

La toma de muestras se llevó a cabo en los siguientes días: 29 y 30 de septiembre del 2015 y
el 01 de octubre del 2015.

Tamaño de la muestra:
El volumen total de la muestra compuesta diaria se determinó en base a la Norma INEN 2266
y al tiempo de muestreo (12 horas) así como también al requerimiento del laboratorio que
analizo las muestras que es de 4 L por cada muestra.

Alícuota

Volumen total de la muestra= Vm = 4 L

Tiempo de muestreo= Tm=12 horas

Tiempo de toma de alícuota= Ta= 2 horas

Volumen de alícuota= Va=?

𝑉𝑚 ∗ 𝑇𝑎
𝑉𝑎 =
𝑇𝑚
4𝐿 ∗ 2ℎ
𝑉𝑎 =
12 ℎ
𝑉𝑎 = 0,66 𝐿 ≈ 0,7 L

Ecuación N° 22 Cálculo del volumen de alícuota de agua para el volumen total de la


muestra de agua

Se tomarán 7 muestras simples cada 2 horas con una alícuota de 0,6 L para el alcanzar el
volumen requerido.
Aforo de Caudal

Una vez efectuada una salida de campo previa a realizar el monitoreo de agua se definió el
método de aforo de caudal más conveniente de acuerdo a la accesibilidad, seguridad y
viabilidad del lugar para la toma de dicho parámetro.

La empresa Teobroma descarga sus efluentes provenientes de los procesos de extracción de


palma mediante un canal abierto el cual dirige su efluente al sistema de tratamiento de agua.

Fotografía 7 Aforo de caudal de entrada al PTAR

El aforo de caudal se lo realizo a la entrada del Sistema de Tratamiento de Agua, mediante el


Método Volumétrico (metodología establecida por Romero, 2002), en donde se tomó el
volumen de agua por medio del uso de un recipiente aforado (60L), el cual ingresara al
efluente de descarga de manera que reciba todo el flujo y mediante el uso de un cronómetro
obtenemos el tiempo de llenado del volumen del recipiente.

El caudal se determina aplicando la siguiente ecuación:

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝐿
𝑄= ( )
𝑇𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑠

Ecuación N° 23 Cálculo de caudal por el método volumétrico

La empresa TEOBROMA tiene un caudal promedio de ingreso al sistema de tratamiento de


agua de 11,4 m3/h.

Los datos obtenidos del caudal de entrada al sistema de tratamiento de agua se muestran en el
Anexo 1 y su variación diaria en el Anexo 2
Análisis en Laboratorio

Los análisis fueron realizados por el Laboratorio de la Facultad de Ciencias Químicas de la


Universidad Central del Ecuador. (Laboratorio OSP)

El método utilizado para el análisis de laboratorio de los parámetros establecidos se detalla en


la siguiente tabla:

Parámetro Método
Sustancias Solubles en Hexano(Aceites MAM-40/APHA 5520 B
y grasas) MODIFICADO
Fenoles MAM-46/APHA 5530 B
MODIFICADO Y COLORÍMETRÍA
DE HACH
DBO5 MAM-38/ APHA 5210 B
MODIFICADO
DQO MAM-23A/COLORIMETRICO
MERCK MODIFICADO
Nitrógeno Total MAM-45/ METODO RAPIDO HACH
Sólidos Suspendidos MAM-31/ APHA 2540 D
MODIFICADO
Sustancias Activas al Azul de MAM-74/APHA 5540 C
Metileno(Detergente aniónicos) MODIFICADO

Tabla 49 Métodos de análisis de los parámetros de monitoreos


Fuente: Laboratorio OSP

Material de campo
o 1 Medidor o Tubo plástico para
Multiparámetros homogeneizar la
(medición de muestra.
temperatura, pH, o 3 Baldes plásticos de 5 a
Conductividad y 10 Litros
Oxígeno Disuelto) o Agentes preservantes
o 1 GPS (Ácido sulfúrico)
o 30 Envases de plástico o Pipeta de 5 mL para
de 2L de capacidad adición de reactivos y
ácidos para la
preservación de las o Guantes
muestras. o Papel absorbente
o Agua Destilada o 2 Cronometro
o 6 Coolers o Cinta adhesiva
o Hielo o Bolígrafo o marcador
o 1 Cinta métrica o Tabla Portapapeles
o Etiquetas o Botas de caucho

Determinación de parámetros in situ

Se tomaron parámetros in situ en los puntos de muestreo mediante un Medidor


Multiparámetros en donde se tomaron datos de temperatura, pH, Conductividad y Oxígeno
Disuelto

Fotografía 8 Toma de parámetros in situ

En el Anexo 4 se encuentran las fichas de estación de monitoreo con la información que se


detalla a continuación:

Análisis de eficiencia y propuesta de rediseño del sistema


de tratamiento de aguas residuales de la extractora de
aceite de palma “TEOBROMA”
FICHA INDIVIDUAL DE LA ESTACIÓN DE MUESTREO
ETAPA DEL
NÚMERO DE FICHA
SISTEMA

ALTURA CÓDIGO
X Y
COORDENADAS (m) DE ESTACIÓN DE
MUESTREO
FECHA
HORA
PROVINCIA
CANTÓN
SITIO-SECTOR
USOS DEL
AGUA
FACTORES ANTROPOGÉNICOS: Identificar el tipo de factor antropogénico (minería,
agricultura, ganadería, industrial, vertidos u otros), describir y georeferenciar la
actividad que puede alterar la calidad del agua)
PARÁMETROS INSITU:
T. AMBIENTAL °C T. MUESTRA °C OD(mg/l) PH CONDUCTIVIDAD(μs)

CROQUIS PUNTO INSPECCIONADO FOTOGRAFÍA DEL PUNTO INSPECCIONADO


OBSERVACIONES
ACCESIBILIDAD:
NUMERO DE FRASCOS COLECTADOS:
RESPONSABLE:
Tabla 50 Formato de las fichas de monitoreo in situ

Toma de muestra
a) La muestra simple se debe tomar en el centro de la corriente.

Fotografía 9 Toma de muestra simple

b) Se retira la tapa del recipiente y se enjuaga dos o tres veces el recipiente con el
agua a muestrear.

Fotografía 10 Enjuague de recipiente a muestrear


c) Se coloca la alícuota calculada al tiempo determinado para luego al finalizar el
procedimiento cerrar herméticamente.

Fotografía 11 Toma de alícuota de agua Fotografía 12 Colocación de alícuota de agua

d) Las muestras se etiquetan y se proceden a refrigeran para posteriormente enviarlas


al laboratorio para su análisis.

Fotografía 13 Envió de muestras de agua al Laboratorio OSP

Manejo y conservación de las muestras


Para la preservación de las muestras en los parámetros de:

• DQO
• GRASAS Y ACEITES
• FENOLES
• NITRÓGENO TOTAL

Añadir una gota de H2SO4 por cada dos litros de muestra.

Fotografía 14 Colocación de preservante H2SO4


Para los parámetros de:

• DBO
• SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES
• CLORUROS
• TENSOACTIVOS
• SULFATOS

Se requiere refrigeración.

Etiquetado

Una vez tomada la muestra de agua se secó el envase de modo que la etiqueta se adhiera sin
problemas, se llenaron los datos de la etiqueta con tinta a prueba de agua y una vez colocada
se cubrió con cinta adhesiva para evitar daños durante el transporte en hielo.
La información de la etiqueta se detalla a continuación:

Tabla 51 Formato de etiqueta de muestra de agua


Sellado y transporte

La muestra correctamente tapada y etiquetada se protegió con cinta adhesiva y plástico


burbuja para evitar derrames y contaminación durante su transporte e inmediatamente se
colocó en el cooler con hielo y se llevó al laboratorio lo más pronto posible.

Fotografía 15 Etiquetado y sellado de muestras


ANEXO N° 7: Planos del diseño del tanque ecualizador y sistema DAF
para la planta de tratamiento de agua
ANEXO N° 8: Catálogo Tanque DAF
ANEXO N° 9: Análisis de precios unitarios

DESGLOSE PRECIOS UNITARIOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL TANQUE ECUALIZADOR

ITEM A1 Rubro EXCAVACIÓN E IGUALAMIENTO Unidad= m3


B.-MAQUINARIA Y HERRAMIENTA

CLAVE NUMERO DESCRIPCION Horas-Equipo Costo/Hora Sub Total

6 6 EXCAVADORA 0.08 19.75 1.58


1.58
C.-MANO DE OBRA.

CLAVE CATEGORIA Horas- Hombre Costo/Hora Sub Total


2 CATEGORIA I/PEON 0.05 3.18 0.16
0.16
COSTOS DIRECTOS ( A+B+C+D) 1.74

COSTOS INDIRECTOS 10% 0.17

PRECIO U. 1.91
ITEM A2 Rubro HORMIGON F´C=180kg/cm2( columnas de 20x30cm) Unidad=m3

A.- MATERIALES
CLAVE NUMERO DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD P.UNITARIO Sub Total
1.1 1.1 AGUA LTR 25,00 0,03 0,75
2 2 CEMENTO ROCAFUERTE saco 1,00 7,02 7,02
3 3 ARENA m3 0,80 8,00 6,40
7 7 RIPIO TRITURADO m3 0,85 9,00 7,65
8 8 IMPERMEABILIZANTE SIKA1(MORTERO) 1kg 1,00 2,77 2,77
24,59
B.-MAQUINARIA Y HERRAMIENTA
CLAVE NUMERO DESCRIPCION Horas-Equipo Costo/Hora Sub Total
2 2 HERRAMIENTA MENOR 0,02 0,25 0,01
9 9 MEZCLADORA 0,02 25,00 0,50
0,51
C.-MANO DE OBRA.
CLAVE CATEGORIA Horas- Hombre Costo/Hora Sub Total
2 CATEGORIA I/PEON 0,02 3,18 0,06
3 ALBAÑIL 0,02 3,22 0,06
0,13
D.- TRANSPORTE
CLAVE NUMERO DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD P.UNITARIO Sub Total
2 2 CEMENTO ROCAFUERTE saco 1,00 0,20 0,20
0,20

COSTOS DIRECTOS ( A+B+C+D) 25,42


COSTOS INDIRECTOS 10% 2,54
PRECIO U. 27,97
ITEM A3 Rubro ENCOFRADO Unidad=m3

A.- MATERIALES
CLAVE NUMERO DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD P.UNITARIO Sub Total
15 15 PUNTALES DE ECUACALIPTO 2,50X0,30 u 1,00 1,00 1,00
18 18 TABLA DURA DE ENCOFRADO DE 25cm u 11,00 2,40 26,40
1.5 1.5 CLAVOS (2 1/2) lb 1,00 1,20 1,20
10 10 VARILLA u 1,00 1,72 1,72
30,32
B.-MAQUINARIA Y HERRAMIENTA
CLAVE NUMERO DESCRIPCION Horas-Equipo Costo/Hora Sub Total
2 2 HERRAMIENTA MENOR 0,08 0,25 0,02
0,02
C.-MANO DE OBRA.
CLAVE CATEGORIA Horas- Hombre Costo/Hora Sub Total
2 CATEGORIA I/PEON 0,10 3,18 0,32
3 ALBAÑIL 0,08 3,22 0,26
11 INSPECTOR DE OBRA 0,05 0,00
0,58

COSTOS DIRECTOS ( A+B+C+D) 30,92


COSTOS INDIRECTOS 10% 3,09
PRECIO U. 34,01
ITEM A4 Rubro ENLUCIDO PARED, e =20,0cm ( interno y externo) Unidad=m2
A.- MATERIALES
CLAVE NUMERO DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD P.UNITARIO Sub Total
1.1 1.1 AGUA LTR 12,00 0,03 0,36
2 2 CEMENTO ROCAFUERTE saco 0,20 7,02 1,40
3 3 ARENA kg 45,60 0,57 25,99
27,76
B.-MAQUINARIA Y HERRAMIENTA
CLAVE NUMERO DESCRIPCION Horas-Equipo Costo/Hora Sub Total
2 2 HERRAMIENTA MENOR 0,03 0,25 0,01
0,01
C.-MANO DE OBRA.
CLAVE CATEGORIA Horas- Hombre Costo/Hora Sub Total
2 CATEGORIA I/PEON 0,03 3,18 0,10
3 ALBAÑIL 0,03 3,22 0,10
0,19

COSTOS DIRECTOS ( A+B+C+D) 27,96


COSTOS INDIRECTOS 10% 2,80
PRECIO U. 30,75
DESGLOSE PRECIOS UNITARIOS PARA COLOCACIÓN DE TUBERÍAS

ITEM C1 Rubro Colocación de tubería con un diámetro de 22cm Unidad= u


A.- MATERIALES
CLAVE NUMERO DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD P.UNITARIO Sub Total
35 35 TUBERIAS DE PVC 250mmx6m u 1.00 40,00 40.00
40.00
B.-MAQUINARIA Y HERRAMIENTA
CLAVE NUMERO DESCRIPCION Horas-Equipo Costo/Hora Sub Total
2 2 HERRAMIENTA MENOR 1.00 0.25 0.25
0.25
C.-MANO DE OBRA.

CLAVE CATEGORIA Horas- Hombre Costo/Hora Sub Total


2 CATEGORIA I/PEON 1.00 3.18 3,18
3 ALBAÑIL 1.00 3.22 3.22

6.4
COSTOS DIRECTOS ( A+B+C+D) 46.65
COSTOS INDIRECTOS 10% 4.67
PRECIO U. 51.32
ITEM: C2 Rubro EXCAVACIÓN Y ZANJA Unidad= m3
A.- MATERIALES
CLAVE NUMERO DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD P.UNITARIO Sub Total
1 1 PIEDRA BOLA 3cm m2 1.00 1.55 1.55
1.3 1.3 TABLAS m2 1.00 1.00 1.00
1.5 1.5 CLAVOS (2 1/2) lb 1.00 0.80 0.80
3.35
B.-MAQUINARIA Y HERRAMIENTA
CLAVE NUMERO DESCRIPCION Horas-Equipo Costo/Hora Sub Total
2 2 HERRAMIENTA MENOR 1.00 0.25 0.25
0.25
C.-MANO DE OBRA.
CLAVE CATEGORIA Horas- Hombre Costo/Hora Sub Total
2 CATEGORIA I/PEON 1.00 3.18 3.18
3.18
D.- TRANSPORTE
CLAVE NUMERO DESCRIPCION UNIDAD CANTIDAD P.UNITARIO Sub Total
1 1 PIEDRA BOLA 3cm m2 1.00 0.20 0.20
1.3 1.3 TABLAS m2 1.00 0.20 0.20
1.5 1.5 CLAVOS (2 1/2) lb 1.00 0.05 0.05
0.45
COSTOS DIRECTOS ( A+B+C+D) 7.23
COSTOS INDIRECTOS 10% 0.72
PRECIO U. 7.95

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