propuesta de un rediseÑo de la eficiencia de las …
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UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS
CARRERA DE INGENIERIA AMBIENTAL
PROPUESTA DE UN REDISEÑO DE LA EFICIENCIA DE LAS LAGUNAS DE OXIDACIÓN EN EL TRATAMIENTO DE
LAS AGUAS RESIDUALES TESIS
Trabajo de titulación como requisito previo para la obtención del título de
INGENIERA AMBIENTAL
AUTOR
GUAMÁN GOMEZ NOHELY VIRGINIA
TUTOR
ING. DIEGO IVAN MUÑOZ NARANJO Msc.
GUAYAQUIL – ECUADOR
2021
2
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4
Dedicatoria
Entrego mi esfuerzo y mi meta principal a DIOS que
es el promotor de llegar hasta este punto,
principalmente se la dedico con todo mi amor a mi hija
NOHELY RAPHAELA MERELO GUAMAN, mi motivo
de lucha cada día, mi fortaleza, mi pilar fundamental,
tú me das la seguridad y la confianza a ti amor de mi
vida te dedico mi esfuerzo y mi nuevo triunfo.
A mis padres ING. PABLO RAFAEL GUAMAN
ROBALINO E ING. ELVIA VIRGINIA GOMEZ
SANCHEZ. Gracias por ser los principales motores de
mis sueños, gracias por confiar y creer en mis
expectativas por siempre estar dispuestos a darme su
compañía, porque siempre encuentran las palabras
exactas y motivadoras para levantarme y seguir
adelante.
Gracias a mi Tíos MARTHA ISABEL GUAMAN
ROBALINO y SANTIAGO MURRIETA LEON por
haberme apoyado con mi Hija incondicionalmente por
haber estado en las alegrías y debilidades en
momentos difíciles.
5
Agradecimiento
Agradezco a la UNIVERSIDAD AGRARIA DEL
ECUADOR por haberme aceptado y ser parte de ella,
así como también a los diferentes docentes que
brindaron sus conocimientos y su apoyo para seguir
adelante día a día.
Agradezco a mi Asesor de Tesis al ING. DIEGO
MUÑOZ por su orientación y compartir sus
conocimientos, así como también haberme tenido la
paciencia para guiarme en el desarrollo de la tesis.
Agradezco a la EMPRESA EMAPA EP DAULE por
haberme permitido realizar mi Tesis y continuar
desarrollándola quedo de antemano agradecida ante
los Ingenieros encargados del área de las Lagunas de
Oxidación y haberme encaminado con sus
conocimientos durante el proceso.
6
7
Índice general
PORTADA ............................................................................................................. 1
APROBACIÓN DEL TUTOR ..................................... ¡Error! Marcador no definido.
APROBACIÓN DEL TRIBUNAL DE SUSTENTACIÓN ............ ¡Error! Marcador no
definido.
Dedicatoria ........................................................................................................... 4
Agradecimiento .................................................................................................... 5
Autorización de Autoría Intelectual ........................ ¡Error! Marcador no definido.
Índice general ....................................................................................................... 6
Índice de tablas .................................................................................................. 11
Índice de figuras ................................................................................................ 12
Resumen ............................................................................................................. 13
Abstract .............................................................................................................. 14
1. Introducción ................................................................................................... 15
1.1 Antecedentes del problema......................................................................... 16
1.2 Planteamiento y formulación del problema ............................................... 18
1.2.1 Planteamiento del problema ............................................................. 18
1.2.2 Formulación del problema ................................................................ 19
1.3 Justificación de la investigación................................................................. 19
1.4 Delimitación de la investigación ................................................................. 20
1.5 Objetivo general ........................................................................................... 21
1.6 Objetivos específicos .................................................................................. 21
1.7 Hipótesis ....................................................................................................... 21
2. Marco teórico ................................................................................................. 22
8
2.1 Estado del arte ............................................................................................. 22
2.2 Bases teóricas .............................................................................................. 26
2.2.1 Agua ................................................................................................... 26
2.2.1.1 Generalidades ................................................................................. 26
2.2.2 Aguas residuales ............................................................................... 26
2.2.2.1 Parámetros fisicoquímicos ............................................................ 27
2.2.2.2 Parámetros microbiológicos ......................................................... 30
2.2.3 Carga contaminante .......................................................................... 31
2.2.4 Niveles de tratamientos de aguas residuales .................................. 31
2.2.4.1 Pretratamiento ................................................................................ 31
2.2.4.2 Tratamiento Primario...................................................................... 31
2.2.4.3 Tratamiento Secundario ................................................................. 32
2.2.4.4 Tratamientos más avanzados ........................................................ 32
2.2.5 Tipos de lagunas ............................................................................... 32
2.2.5.1 Lagunas anaerobias ....................................................................... 33
2.2.5.2 Lagunas facultativas ...................................................................... 33
2.2.5.3 Lagunas aerobias o de maduración .............................................. 33
2.2.6 Eficiencia............................................................................................ 34
2.2.7 Diseño de lagunas ............................................................................. 34
2.2.7.1 Carga volumétrica .......................................................................... 34
2.2.7.2 Carga orgánica ............................................................................... 35
2.2.7.3 Tiempo de retención hidráulico ..................................................... 35
2.2.7.4 Caudal de diseño ............................................................................ 35
2.2.7.5 Relación largo/ancho ..................................................................... 35
2.2.7.6 Coeficiente de mortalidad bacteriana ........................................... 36
9
2.2.8 Diseño de laguna anaerobia ............................................................. 36
2.2.9 Diseño de laguna facultativa ............................................................ 36
2.2.10 Diseño de laguna de maduración ................................................... 37
2.3 Marco legal ................................................................................................... 37
2.3.1 Constitución de la República del Ecuador, Vigente desde el 2008 37
2.3.2 Ley de Gestión Ambiental ................................................................. 41
2.3.3 Ley de Prevención y Control de la Contaminación Ambiental ....... 43
2.3.4 Texto Unificado De Legislación Ambiental Secundaria del
Ministerio del Ambiente. ................................................................................ 44
3. Materiales y métodos ..................................................................................... 47
3.1 Enfoque de la investigación ........................................................................ 47
3.1.1 Tipo de investigación ........................................................................ 47
3.1.2 Diseño de la investigación. ............................................................... 47
3.2 Metodología .................................................................................................. 48
3.2.1 Variables ............................................................................................ 48
3.2.1.1 Variable independiente .................................................................. 48
3.2.1.2 Variable dependiente...................................................................... 49
3.2.2 Recolección de datos ........................................................................ 49
3.2.2.1 Recursos ......................................................................................... 49
3.2.2.2 Métodos y técnicas......................................................................... 49
3.2.3 Análisis estadístico ........................................................................... 55
4. Resultados ...................................................................................................... 57
4.1 Caracterización los parámetros fisicoquímicos del agua residual al
ingreso y salida de las lagunas de oxidación obtenidos del archivo del
Departamento Ambiental de la empresa EMAPA Daule. ................................. 57
10
4.2 Evaluación de la eficiencia de las lagunas de oxidación, mediante una
propuesta de diseño teórico y un análisis real del porcentaje de remoción de
carga contaminante y patógenos. .................................................................... 60
4.3 Calculó del porcentaje de remoción de carga contaminante y patógenos,
comparando el cumplimiento con la norma ambiental vigente. ..................... 69
4.4 Manual de mantenimiento de las lagunas de oxidación que permitan un
aumento en la eficiencia en la remoción de carga contaminante y
patógenos……………………………………………………………………………….73
5. Discusión ........................................................................................................ 69
6. Conclusiones ................................................................................................. 71
7. Recomendaciones ......................................................................................... 73
8. Bibliografía ..................................................................................................... 75
9. Anexos ............................................................................................................ 81
9.1 Anexo 1.Tablas complementarias ............................................................... 81
9.2 Anexo 2.Figuras complementarias ............................................................. 90
11
Índice de tablas
Tabla 1. Geolocalización del área de estudio ...................................................... 81
Tabla 2. Límites Máximos Permisibles de descargas a un cuerpo de agua dulce
TULSMA ............................................................................................................. 81
Tabla 3. Valores anuales del Potencial de hidrógeno (pH) .................................. 83
Tabla 4. Valores anuales de Oxígeno disuelto (O2) ............................................ 83
Tabla 5. Valores anuales de Temperatura (T°) ................................................... 83
Tabla 6. Valores anuales de Conductividad eléctrica (σ) ..................................... 84
Tabla 7. Valores anuales de Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) ............... 84
Tabla 8. Valores anuales de Demanda Química de Oxígeno (DQO)................... 84
Tabla 9. Valores anuales de Sólidos Suspendidos Totales (SST) ....................... 85
Tabla 10. Valores anuales de Nitrógeno total (Nt) ............................................... 85
Tabla 11. Valores anuales de Fósforo (P) ........................................................... 86
Tabla 12. Valores anuales de Coliformes fecales (CF)........................................ 86
Tabla 13. Parámetros de Diseño Laguna Anaerobia .......................................... 86
Tabla 14. Parámetros de Diseño Laguna Facultativa ......................................... 87
Tabla 15. Parámetros de Diseño Laguna de Maduración ................................... 87
Tabla 16. Porcentajes de Remoción Real .......................................................... 88
Tabla 17. Porcentajes de Remoción del Diseño Lagunar Propuesto ................... 88
12
Índice de figuras
Figura 1. Localización de las lagunas de oxidación de Daule, con Google Earth Pro
............................................................................................................................ 90
Figura 2. Diagrama de Procesos del trabajo investigativo ................................... 91
Figura 3. Propuesta de configuración lagunar ..................................................... 92
Figura 4. Representación del pH anual y sus variaciones porcentuales .............. 92
Figura 5. Representación del Oxígeno disuelto anual y sus variaciones ............. 93
Figura 6. Representación de la temperatura anual y sus variaciones .................. 93
Figura 7. Representación de la conductividad eléctrica anual y su % de remoción
............................................................................................................................ 94
Figura 8. Representación de la DBO anual y sus % de remoción ....................... 94
Figura 9. Representación de la DQO anual y su % de remoción ......................... 95
Figura 10. Representación de SST anual y su % de remoción ............................ 95
Figura 11. Representación del Nitrógeno total anual y su % de remoción ........... 96
Figura 12. Representación del fósforo anual y su % de remoción ....................... 96
Figura 13. Representación de las coliformes fecales y su % de remoción .......... 97
Figura 14. Representación de los parámetros fisicoquímicos más representativos y
su % de remoción ............................................................................................... 97
Figura 15. Representación los parámetros fisicoquímicos más representativos vs la
normativa ambienta vigente ................................................................................ 98
Figura 16. Parámetros fisicoquímicos del agua ................................................... 98
Figura 17. Permiso de la Empresa Emapa-EP Daule para utilizar datos y resultados
de los parámetros fisicoquímicos del agua residual ............................................ 99
13
Resumen
El presente trabajo de grado tuvo como objetivo proponer un rediseño de las
lagunas de oxidación en el cantón Daule de la provincia del Guayas y estimar su
eficiencia mediante los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos del agua
residual a tratar, además de evaluar la remoción de contaminantes, el cumplimiento
de las regulaciones ambientales vigentes y la elaboración de un manual de
mantenimiento. Las unidades de tratamiento se diseñaron de acuerdo con la
caracterización del afluente. Las unidades incluidas son las siguientes: 4 lagunas
anaerobias conectadas a 2 lagunas facultativas trabajando en paralelo y 2 lagunas
de maduración trabajando en serie. Siendo este un rediseño creado para la
población actual del cantón, obteniendo una reducción del 98,6 de DBO y 99,6 de
coliformes fecales reflejando un mayor porcentaje de remoción con respecto a las
lagunas de oxidación que se encuentran actualmente en funcionamiento. La
estimación de los porcentajes de remoción real de las aguas residuales se realizó
mediante las características fisicoquímicos y microbiológicos a la entrada y salida
del sistema lagunar durante un período de un año (verano/invierno), los parámetros
analizados fueron pH, T°, DBO, DQO, SST, Nt, P y coliformes fecales, los
resultados del efluente fueron comparados con el TULSMA LIBRO VI ANEXO 1
TABLA12. (Límites de descarga a un cuerpo de agua dulce) cumpliendo con la
normativa ambiental.
Palabras claves: afluente, efluente, parámetros fisicoquímicos, parámetros
microbiológicos.
14
Abstract
The objective of this degree work was to propose a redesign of the oxidation lagoons
in Daule canton of Guayas province and to estimate their efficiency, through the
physicochemical and microbiological parameters of the wastewater to be treated, in
addition to evaluate the removal of pollutants, compliance of current environmental
regulations and elaboration of a maintenance manual. The treatment units were
designed according to the characterization of the affluent. The units included are the
following: 4 anaerobic lagoons connected to 2 facultative lagoons working in parallel
and 2 maturation lagoons working in series. This being a redesign created for the
current population of the canton, obtaining a reduction of 98.6 of DBO and 99.6 of
fecal coliforms, reflecting a higher percentage of removal with respect to the
oxidation ponds that are currently in operation. The estimate of the actual removal
percentages of wastewater, was carried out by means of the physicochemical and
microbiological characteristics at the entrance and exit of the lagoon system during
a period of one year (summer / winter), the parameters analyzed were pH, T °, DBO,
DQO, SST, Nt, P and fecal coliforms, the effluent results were compared with the
TULSMA BOOK VI ANNEX 1 TABLE12. (Límits of discharge to a body of fresh
water) complying with environmental regulations.
Keywords: affluent, effluent, physicochemical parameters, microbiological
parameters.
15
1. Introducción
La Empresa Pública de Agua Potable y Alcantarillado de Daule (EMAPA-EP)
tiene en la actualidad un sistema de tratamiento que está constituido por lagunas
de oxidación trabajando en serie y paralelo con el fin de tratar las aguas residuales
para su posterior descarga en cuerpos receptores.
De acuerdo con información suministrada por la Empresa Pública de Agua
Potable y Alcantarillado de Daule (2019) afirma “Las lagunas de tratamiento
existentes están ubicadas en la periferia de la ciudad de Daule, cuenta con: 2
cuerpos de Lagunas Facultativas y 4 cuerpos de Lagunas de Maduración”.
El motivo por el que se eligió este tema se debe a que la ciudad de Guayaquil en
la últimas décadas ha experimentado un gran crecimiento urbano esta condición
motiva a que la ciudad enfrente problemas tales como el tratamiento de sus
aguas residuales domésticas e industriales; en la mayoría de los casos, las
aguas residuales de Guayaquil han sido descargadas a cuerpos de agua (Río
Daule o Río Guayas) los cuales han sido utilizados como cuerpos receptores por
muchos años debido a sus grandes caudales; sin embargo, dado el crecimiento
de la ciudad propone una duda respecto a la capacidad que tendrán estos cuerpos
de aguas, lo que hace imprescindible que los sistemas de tratamiento de agua que
tiene la ciudad sean eficientes.
El trabajo investigativo está conformado por 7 capítulos, el primero contiene la
presentación del problema, en el segundo se desarrollan las bases teóricas y
marco legal de la investigación, en el tercer punto se explica el marco
metodológico a seguir junto a sus respectivas variables, en el cuarto se desarrolla
el rediseño de las lagunas de oxidación y se presentan los resultados, en el quinto
capítulo se expone la discusión de los resultados obtenidos versus estudios
16
similares realizados, en el sexto punto se presentan las conclusiones y en el
último punto se presentan las recomendaciones para el estudio realizado.
1.1 Antecedentes del problema
A nivel mundial el agua contaminada se pondera como un riesgo significativo a
la salud, presentándose enfermedades como: Diarrea, infecciones y malnutrición
que ocasionan 1.7 millones de muertes al año; el 90% de estas muertes se dan en
países en vías de desarrollo especialmente a causa de la ingestión de patógenos
fecales de humanos y animales (Organización de las Naciones Unidas para el
Medio Ambiente, 2019).
El 80% de las aguas residuales regresa a los ecosistemas sin ser tratada resalta
el reporte “Las aguas residuales – El recurso desaprovechado” anunciado por la
Organización de la ONU (El Universo, 2017). Una medida que corresponde además
a Latinoamérica y el Caribe entre 70 y 80% para las aguas recuperadas de las redes
del alcantarillado urbano, primordial fuente de contaminación hídrica (Organización
de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, 2017). Países como Singapur e
Israel lideran los tratamientos de aguas residuales, los países más ricos tratan 70%
de las aguas residuales que desarrollan, un apunte que cae hasta 38% en las
naciones de renta media y a 8% entre las más pobres, según el reporte anunciado
por ONU-Agua y la Unesco (Organización de las Naciones Unidas para el Medio
Ambiente, 2019).
El tratamiento adecuado de las aguas residuales genera nuevas fuentes de agua
y de vida, en Estados Unidos el agua de algunos ríos es reutilizada hasta 20 veces
antes de llegar al mar, un ejemplo claro de esto es el que se vive en la Estación
Espacial Internacional donde el agua para lavarse y beber y la que procede de la
orina es la misma; en Sudáfrica ciudad Windhoek se trata el 35% de sus aguas
17
residuales para volver a alimentar las reservas de agua potable, en Singapur y San
20 diego California beben agua reciclada (Organización de las Naciones Unidas
para el Medio Ambiente, 2017).
Las descargas de aguas residuales, provenientes de proyectos, obras o
actividades, son de preocupación constante para la Autoridad Ambiental por la
afectación que pueden generar (Dirección de Comunicación Ministerio del
Ambiente, 2017).
La problemática ambiental que se vive por la contaminación de los recursos
hídricos es demasiado elevada, puesto que solo un 22% de los municipios de
Colombia cuentan con tratamiento adecuado de aguas residuales. Esta situación
trae efectos sociales, ambientales y económicos, viéndose enmarcados en el
deterioro de la salud de los habitantes de Pacho, la difícil recuperación de los
cuerpos de agua y el aumento de los costos del tratamiento del recurso hídrico
(Ministerio del Ambiente, 2002).
En Ecuador el 63.3% de los GAD Municipales realizan tratamientos de sus
aguas residuales previo a su descarga final, mientras que el 32.6 % no realizan
tratamiento alguno (Asociación de Municipios del Ecuador, 2016). El 43.8% de la
disposición final del agua residual tratada se realizan a los ríos locales, el 30.3%
en Quebradas, el 12.2% en infiltraciones al suelo, y el 13.7% otros (Asociación de
Municipios del Ecuador, 2016). El 56.3% de los municipios dispone el agua
residual no tratada en los ríos, el 30.4% en quebradas y el 13.3% sobrante en
acequias de riego, canales, mar entre otros (Cedeño, 2019). Desde el año 2013,
las lagunas de oxidación de la planta de tratamiento de aguas residuales del
cantón San Vicente cuentan con láminas de geomembrana, según los
contratistas, éstas evitarían que las aguas servidas contaminen el suelo y agua
18
del estuario (Cevallos, 2013). Sin embargo, en el año 2014, una de las
compuertas de la laguna de oxidación número 2 colapsó, afectando a cerca de
300 viviendas del barrio Los Perales (Bosco, 2014). A pesar de las medidas
tomadas, las aguas servidas representaron un riesgo para los habitantes, por
tanto, las autoridades declararon en emergencia sanitaria al sector; ya que, las
aguas residuales son la causa principal de contaminación del ambiente,
provocando epidemias y aumento de vectores 21 infecciosos; así como
afectaciones al agua superficial y manto freático (López & Zambrano, 2015).
1.2 Planteamiento y formulación del problema
1.2.1 Planteamiento del problema
La Empresa Pública de Agua Potable y Alcantarillado de Daule (EMAPA-EP)
está a cargo de los sistemas de agua potable, alcantarillado y recolección de aguas
lluvias de la ciudad, así como el manejo de los sistemas de tratamiento de aguas
residuales y potabilización del agua.
Las lagunas de oxidación para el tratamiento de aguas residuales de la empresa
(EMAPA-EP) Daule se encuentran ubicadas en la periferia de la ciudad del mismo
nombre trabajando continuamente las 24 horas del día con caudal constante.
El principal problema ambiental es el aumento constante de la demanda para
tratar las aguas residuales provenientes de fuentes domésticas, industriales,
fluviales y de alcantarillado público, la cual contiene una alta carga de
contaminantes y patógenos debido a un mayor crecimiento poblacional del cantón.
Los sistemas de aguas naturales han estado en constante deterioro por la
actividad antropogénica, el agua como recurso vital para el ser humano a entrado
en debate mundial para su protección y cuidado mediante el mejoramiento de la
19
legislación ambiental. Esto en los últimos años ha venido garantizando un cuidado
sustentable del recurso mediante inversiones en lo referente a su tratamiento.
EMAPA-EP Daule es consciente de los problemas ambientales que surgen al
descargar aguas residuales directamente a cuerpos receptores, es por lo que está
comprometido en mejorar constantemente sus procesos de tratamiento y manejo
de aguas residuales en sus lagunas de oxidación, cumpliendo estándares
nacionales de calidad de agua para descargas.
1.2.2 Formulación del problema
Las aguas residuales generadas en el cantón Daule con alta carga de
contaminantes y patógenos después de pasar por el sistema de lagunas de
oxidación EMAPA Daule; ¿el diseño lagunar es eficiente? ¿cuál es el porcentaje de
remoción de carga orgánica y patógenos? y ¿cómo se están realizando las
descargas a un cuerpo receptor de agua dulce con respecto a la normativa
ambiental vigente?
1.3 Justificación de la investigación
En la literatura referida a las lagunas de estabilización, se le admite que es el
exclusivo desarrollo que puede producir efluentes de una calidad tal que se puede
usar para riego en la agricultura, acuicultura, entre otros; por medio del estudio y
evaluación de los sistemas de lagunas de estabilización que están en desempeño
en el planeta, se obtuvieron resultados efectivos del desarrollo de régimen,
especialmente en la remoción de patógenos (Martinez & Guzman, 2003).
El tema de las lagunas de oxidación del cantón Daule merece ser investigado
por la importancia que este tiene para mejorar el ecosistema del río en donde es
descargada el agua tratada en las lagunas, y de esta manera contar con una
20
herramienta que permita apoyar a la municipalidad con fundamentos técnicos
ambientales a un tratamiento adecuado de las aguas residuales del cantón.
El presente trabajo investigativo se realiza con el fin de evaluar la eficiencia que
tienen estas lagunas de oxidación para el tratamiento de aguas residuales, conocer
si el efluente generado cumple o no con la normativa ambiental vigente y realizar
un estudio que nos ayude a mejorar o brindar alternativas para una mejor eficiencia
y buen funcionamiento de la configuración lagunar, previniendo la contaminación
de los cuerpos receptores de aguas superficiales y subterráneos que se encuentra
en sectores colindantes a la implantación de las lagunas de oxidación de Daule.
En consecuencia, la finalidad de esta investigación es estimar el grado de
eficiencia de estas lagunas de oxidación mediante un rediseño teórico y un análisis
real, calculando porcentajes de remoción de contaminantes y patógenos.
Adicionalmente se realizará un análisis comparativo de la calidad del agua tanto al
ingreso como a la salida del sistema para conocer si cumple con los parámetros
fisicoquímicos típicos establecidos en el TULSMA.
1.4 Delimitación de la investigación
• Espacio: Provincia del Guayas, cantón Daule, a 1000 metros al Sur Oeste
de la ciudad y a 200 m de la ribera del estero del río Daule en las lagunas
de oxidación pertenecientes a las instalaciones de la empresa pública
municipal EMAPA-EP Daule (ver anexo tabla 1).
• Tiempo: 4 meses
El área de cobertura para realizar el estudio de las lagunas de oxidación,
considerando además los alrededores del cuerpo lagunar corresponde a 53
hectáreas (ver anexo figura 1).
21
1.5 Objetivo general
✓ Proponer un rediseño de la eficiencia de las lagunas de oxidación en el
tratamiento de las aguas residuales.
1.6 Objetivos específicos
✓ Caracterizar los parámetros fisicoquímicos obtenidos del archivo del
Departamento Ambiental de la empresa EMAPA Daule de la
caracterización del agua residual al ingreso y salida de las lagunas de
oxidación.
✓ Estimar la eficiencia de las lagunas de oxidación, mediante una propuesta
de diseño teórico y un análisis real del porcentaje de remoción de carga
contaminante y patógenos.
✓ Calcular el porcentaje de remoción de carga contaminante y patógenos,
comparando el cumplimiento con la norma ambiental vigente.
✓ Crear un manual de mantenimiento de las lagunas de oxidación que
permitan un aumento en la eficiencia en la remoción de carga
contaminante y patógenos.
1.7 Hipótesis
Las lagunas de oxidación como tratamiento de aguas residuales serán eficientes
en el caso de que el efluente presente un porcentaje de remoción de carga
contaminante y de patógenos alta y así mismo se encuentre en los límites máximos
permisibles de descarga a cuerpos de agua dulce. Y al proponer un rediseño
lagunar eficiente este arrojará resultados aun mas factibles y seguros.
22
2. Marco teórico
2.1 Estado del arte
Pinzón & González (2015) determinaron un diseño de una alternativa de
tratamiento a las aguas residuales por lagunas de oxidación en el casco urbano del
Municipio de Pacho – Cundinamarca mediante parámetros de caracterización de
las aguas residuales (DBO, coliformes totales, sólidos en suspensión), por medio
del diseño de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) un esquema
adecuado de lagunas de estabilización utilizando la norma RAS 2000 obteniendo
los siguientes resultados Tiempo de retención para lagunas anaeróbicas 3 días
facultativas 9 días y de maduración 10 días, volumen de la laguna anaeróbicas
11086,24 𝑚3 facultativas 33258,73 𝑚3 y de maduración 36954,14 𝑚3, profundidad
de la laguna anaeróbicas 3,8 m, facultativas 2,1 m y de maduración 1,2 m, DBO
laguna anaeróbica 94,70 mg/L facultativas 0 mg/L y de maduración 0 mg/L,
Eficiencia anaeróbicas 50%, facultativas 89% . El efluente de tratamiento presentó
los siguientes valores fisicoquímicos promedios: el valor de DBO fue 189,41 mg/l,
sólidos en suspensión el valor fue 104,64 mg/l, coliformes fecales totales el valor
fue de 4,26E+07 mg/l, los valores de DBO, solidos suspendidos y coliformes totales
están por encima del límite máximo establecido por la CAR.
Peralta, Yungan & Ramírez (1999) determinaron un diseño de lagunas de
estabilización para el tratamiento de aguas residuales provenientes de las
industrias procesadoras (empacadoras) de camarón mediante un diseño de las
unidades de tratamiento seleccionadas de acuerdo con la caracterización del
efluente. Las unidades incluidas son las siguientes: un sistema de desbaste, 2
lagunas anaerobias y una facultativa obteniendo como resultado una reducción del
23
94% de la DBO5, 80% de los sólidos disueltos y la eliminación total de la materia
flotante (Peralta, Yungan, & Ramiréz, 1999).
Chávez (2017) determinó la eficiencia de las lagunas de estabilización en la
planta de tratamiento de aguas servidas en la ciudad de Balzar de la provincia del
Guayas, mediante la descripción de los procesos e infraestructura, estimación de
la remoción de contaminantes, evaluación del cumplimiento de las regulaciones
ambientales vigentes y la elaboración de un plan de acción correctivo y preventivo.
Para la estimación de la remoción de los contaminantes de las aguas residuales se
aplicó monitoreos a la entrada de laguna anaerobia y la salida de la laguna de
maduración durante tres meses en época de invierno y verano, los parámetros
analizados fueron cuatro los análisis fueron comparados con la caracterización de
aguas residuales por Metcalf y Eddy 2004 y los efluentes con el Acuerdo Ministerial
097-A; y obtuvo que la eficiencia de remoción de los contaminantes presentes en
las lagunas de oxidación se realizó mediante una ecuación donde se obtuvieron los
siguientes resultados promedios DB05 (61,36%), SST (-33,91%), N (77,05%) y CF
(31,93%) indicando que a pesar del porcentaje de eficiencia el sistema requiere
formas técnicas para la depuración de las aguas servidas (Chávez, 2017).
Satalaya (2015) determinó la eficiencia de las aguas residuales de las lagunas
de estabilización mediante una evaluación de los parámetros físicos químicos,
evaluación de las aguas tratadas según la disposición de los LMP (D.S. N°003-
2010-MINAN) y propuso alternativas de solución. La investigación se realizó en el
distrito de Uchiza, cuyas coordenadas son Este 339378 y Norte 90675333.
Políticamente localizado en la provincia Tocache, departamento San Martin. Y
se obtuvo que la eficiencia del sistema de tratamiento para la DBO5 fue de 20,76%
y para STS fue de 23,56%, estos valores son muy bajos ya que la eficiencia optima
24
del DBO5 es de 70–80 % y de STS es de 90 %, los resultados obtenidos determinan
un mal funcionamiento del sistema de tratamiento, esto se debe al poco tiempo de
retención hidráulica que hay en ambas lagunas lo que no permite que los
microorganismos descompongan la materia orgánica, simplemente se forman y se
proliferan (Satalaya , 2015).
Martinez & Guzman (2003) determinaron cuál es la calidad de efluente que sale
de las lagunas, y qué deterioro se ha producido por la falta de operación y
mantenimiento rutinario mediante el estudio y evaluación de estos sistemas
lagunares, se comparó con la eficiencia en remoción teórica que debe ser de un 70
a 95% en DBO, 55 a 95 % en sólidos suspendidos y un 90% como mínimo en la
remoción de patógenos; y se obtuvo que: para la base militar de Jutiapa se tiene
un 82,07% de remoción de DBO, 30,56% de remoción de sólidos suspendidos y
70% de remoción de patógenos. Para la colonia militar de Jutiapa se tiene un
52,51% de remoción de DBO, 16,67% de remoción de sólidos suspendidos y un
50% de remoción de patógenos. Para la escuela politécnica se tiene un 79,90% de
remoción de DBO, 79,91% de remoción de sólidos suspendidos y un 80% de
remoción de patógenos, siendo ésta última la que mejor tratamiento da a las aguas
residuales a pesar de no contar con nada de operación y mantenimiento (Martinez
& Guzman, 2003).
Monserrate & Peralta (2013) determinaron el comportamiento actual de las
lagunas de estabilización utilizadas para el tratamiento de las aguas residuales
domésticas del Municipio de Junín, mediante una evaluación y monitoreó del
comportamiento de estas en donde se concluyó que el tratamiento de las aguas
residuales no funciona de manera correcta, a pesar de existir depuración de los
componentes del agua, se determinan escenarios bajos de eficiencia del régimen,
25
30% en relación a la DQO, DBO5, ST. Y valores nulos en la remoción de agentes
patógenos, coliformes fecales (Monserrate & Peralta, 2013).
López (2015) determinó la eficiencia de la laguna de oxidación de aguas
residuales del camal municipal del cantón Lago Agrio, mediante un análisis de la
calidad del agua residual que se descarga al estero Estrella del Aguarico, para
identificar el grado de contaminación se utilizó información recolectada de los
muestreos y sus análisis físicos químicos y microbiológicos realizados en
laboratorio las aguas residuales del afluente y efluente se analizó y evalúo la
eficiencia con respecto a cada parámetro utilizado el DBO5, DQO, pH, oxígeno
disuelto, solidos totales y coliformes fecales y como alternativa de respuesta se
elaboró el rediseño de una planta de tratamiento con el fin de mejorar los límites
máximos permisibles en la descargas a un cuerpo de agua dulce como es el estero
estrella aguarico de los análisis de los muestreos realizados se concluyó
remociones con eficiencias DBO5 en promedio 28,88%, DQO remoción promedio
24,64%, el pH remoción promedio 10,06%, solidos totales remoción promedio
37,83%, coliformes totales remoción promedio 43,88% y coliformes fecales
remoción promedio 89,49% y se llegó a la conclusión de la necesidad de realizar
un sistema de tratamiento de aguas industriales que remuevan gran parte de los
contaminantes (López J. A., 2015).
Yance & Villanueva (2017) determinaron como mejorar la eficiencia de remoción
de materia orgánica y coliformes termo tolerantes en la Planta de Tratamiento de
Agua Residual del distrito de Huáchac-Chupaca mediante una evaluación de la
operación de sus componentes mediante la revisión de los diseños en el expediente
técnico, verificación en campo, evaluación de los parámetros de operación y
funcionamiento de la PTAR. Para cumplir el objetivo se realizaron diferentes
26
actividades como: rediseño e instalación de la rejilla en el tratamiento preliminar,
con un mantenimiento rutinario para evitar obstrucciones en las tuberías. Se
monitoreó la adaptación y proliferación de la especie H. Bonariensis. Se instaló una
zanja de disposición final de residuos sólidos generados en la PTAR. Se realizó la
remoción periódica de natas y sólidos flotantes de las lagunas facultativas. Se
monitoreó la calidad de agua residual en los puntos de monitoreo establecidos de
acuerdo a la RM N°273-2013-VIVIENDA, y finalmente se procedió al cálculo de la
eficiencia de remoción de materia orgánica y coliformes termo tolerantes
obteniendo los siguientes valores: 84,2% de DBO, 86,3% de DQO y 77,3% de
coliformes termo tolerantes (Yance & Villanueva, 2017).
2.2 Bases teóricas
2.2.1 Agua
2.2.1.1 Generalidades
El agua es un elemento esencial para la vida. Es impensable la vida en la Tierra
sin agua. Por definición el agua es un líquido transparente incoloro, inodoro e
insípido. Sin embargo, en el agua se disuelven substancias que pueden darle un
cierto sabor, olor, color o varias de estas cosas a la vez. La aparición de un
determinado gusto u olor anormal en el agua suele interpretarse como una señal
de que existe algún problema en el agua (Sancho, Bota, & Castro , 1999).
2.2.2 Aguas residuales
Las aguas residuales son aquellos líquidos procedentes de las actividades
desarrollados por el ser humanos, caracterizadas por presentar una fracción de
agua y un elevado porcentaje de residuos contaminantes (López & Martín, 2017).
27
2.2.2.1 Parámetros fisicoquímicos
Las principales características físico-químicas de las aguas residuales son :
materia orgánica, oxígeno disuelto, demanda bioquímica de oxígeno, demanda
química de oxígeno, pH, sólidos totales, sólidos disueltos, sólidos en suspensión,
Nitrógeno (Orgánico, Amoniacal, nitrato, nitrito), fósforo (orgánico, inorgánico),
cloruros, alcalinidad, grasas, carbono orgánico total, boro, metales pesados
(cadmio, níquel, cromo, cobre, hierro, plomo, mercurio, manganeso, zinc),
pesticidas (organoclorados y organofosforados) (Romero J. , 2004).
2.2.2.1.1 Materia Orgánica
La materia orgánica representa uno de los parámetros más importantes de la
contaminación, es aquella que agota el oxígeno disuelto en las masas de agua. En
el agua residual de descomposición típica cerca del 70% de los sólidos suspendidos
y el 45-50% de los sólidos fijos. La materia orgánica está compuesta de carbono,
hidrógeno, oxígeno y de nitrógeno en algunos casos. La materia orgánica se divide
en diferentes grupos. Proteínas: constituyen del 40 al 60% de las aguas residuales,
la urea y las proteínas son la principal fuente de nitrógeno en las aguas residuales
y si se encuentran en grandes cantidades pueden producir malos olores.
Carbohidratos: constituyen del 25 al 50% de las aguas residuales, provienen de la
materia vegetal, este grupo incluye a los azucares, almidones, celulosa y fibra de
madera. Aceites y grasas: se generan en la comida, son compuestos muy estables
y difíciles de descomponer por bacterias. Surfactantes: Son las moléculas grandes
ligeramente solubles en agua y causan espuma, conocidos como detergentes se
usan generalmente en la limpieza y pueden ocasionar problemas en la aireación
(Romero J. , 2004).
28
2.2.2.1.2 Oxígeno disuelto
El Oxígeno disuelto es uno de los principales parámetros de las aguas
residuales, muchos organismos dependen de él para mantener los procesos
metabólicos, para obtener energía y efectuar su reproducción. Además, se
constituye el principal indicador del estado contaminación de una masa de agua, ya
que la materia orgánica contenida en esta tiene como efecto directo el consumo del
oxígeno disuelto. Como indicador de calidad de agua residual debe tener un
máximo de 110% de la concentración de saturación (Romero J. , 2004).
2.2.2.1.3 Demanda Bioquímica de Oxígeno
La demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO) es causada por la materia orgánica
arrojada a las masas y corrientes de agua, la cual se constituye en el alimento para
las bacterias que se reproducirán rápidamente (Orozco, 2005).
2.2.2.1.4 Demanda Química de Oxígeno
La medida de la DQO es una estimación de las materias oxidables presentes en
el agua cualquiera que sea su origen orgánico o mineral (hierro ferroso, nitritos,
amoniaco, sulfuros y cloruros). La DQO corresponde al volumen de oxígeno
requerido para oxidar la fracción orgánica de una muestra susceptible de oxidación
al dicromato o permanganato en medio acido. El DQO generalmente es mayor que
la DBO (Tchobanoglous, 2000).
2.2.2.1.5 Potencial hidrógeno
Mide la magnitud de acidez o alcalinidad del agua residual. Es importante
mencionar que el intervalo de pH adecuado para la existencia de la mayor parte de
la vida biológica es relativamente estrecho, normalmente entre pH 5 y 9. Si el pH
del agua residual tratada no es ajustado antes de ser vertido, el pH de la fuente
receptora puede ser alterado, por esta causa la mayoría de los efluentes de las
29
plantas de tratamiento de aguas residuales deben ser descargados dentro de los
limites específicos de pH (Metcalf & Eddy, 1996).
2.2.2.1.6 Materia sólida
La materia sólida del agua residual está presente en forma disuelta y suspensión,
la determinación de esta es importante para establecer el mayor o menor grado de
depuración que se obtendrá de acuerdo con la eficiencia del tratamiento. La
concentración de sólidos totales indica la cantidad de lodos que se producirán
diariamente en condiciones normales, además indican la turbiedad debido a los
sólidos no filtrables (Metcalf & Eddy, 1996).
2.2.2.1.7 Nitrógeno
Es fundamental para la síntesis de proteínas, se requiere comprender datos
sobre la existencia de este nutriente en el momento de considerar la tratabilidad del
agua residual mediante procesos biológicos; y en casos de que la concentración de
nitrógeno sea insuficiente será necesario adicionarlo para lograr que el agua
residual sea tratable (Metcalf & Eddy, 1996).
2.2.2.1.8 Fósforo
La concentración de fósforo total es comúnmente de 4-15 mg/l en aguas
residuales. El fósforo se puede encontrar en tres formas distintas: fósforo orgánico
(especies particuladas), ortofosfatos y polifosfatos (especies disueltas). El fósforo
es un nutriente esencial para el crecimiento de las plantas y microorganismos
protistas, por tal razón, al nitrógeno y al fósforo se los llama bioestimuladores (Ib.).
Este parámetro físico se encuentra en el agua residual urbana principalmente
por la materia fecal humana (50-65%), de los vertidos de residuos alimenticios y de
los compuestos de fosfato inorgánico contenidos en los detergentes y de los
productos de limpieza. El uso de los detergentes como sustituto del jabón ha
30
aumentado en gran medida el contenido de fósforo de las aguas residuales
domésticas (Sawyer, 2001).
2.2.2.1.9 Temperatura
La temperatura es un parámetro físico que permite medir las sensaciones de
calor y frío. Desde el punto de vista microscópico, la temperatura se considera
representación de la energía cinética interna media de las moléculas que integran
el cuerpo estudiado, en este caso el agua. Esta energía cinética se manifiesta en
forma de agitación térmica, que resulta de la colisión entre las moléculas que
forman el agua. Es importante conocer la temperatura del agua porque puede
ayudar a predecir y confirmar otras condiciones del agua. La temperatura tiene
influencia directa en otros factores de la calidad del agua tales como el oxígeno
disuelto (OD), la demanda biológica de oxígeno (DBO) y la supervivencia de
algunas especies biológicas (Universidad Complutense de Madrid, 2015).
2.2.2.1.10 Conductividad eléctrica
Es la medida de la capacidad del agua para conducir electricidad. Es indicativa
de la materia ionizable total presente en el agua. La unidad estándar de
resistencia eléctrica es el ohm o como microsiemens por centímetro (Rigola,
1990).
2.2.2.2 Parámetros microbiológicos
2.2.2.2.1 Coliformes fecales
Se denominan coliformes fecales (CF) a las bacterias coliformes capaces de
crecer a 44.5°C, entre las cuales se encuentra Escherichia coli, que es una bacteria
común en el tracto digestivo, normalmente no patógena sin embargo, incluye cepas
que pueden ser enterotóxicas, enterohemorrágicas, enteropatogénicas o
enteroinvasivas; su presencia ha sido interpretada como indicativa de encontrar
31
posiblemente organismos enteropatógenos incluyendo a Salmonella y Shigella
(Botello, Rendón von Osten, Gold, & Agraz, 2005).
2.2.3 Carga contaminante
Medida que representa la masa de contaminante por unidad de tiempo que es
vertida por una corriente residual. Comúnmente se expresa en T/año, T/día o Kg/d.
La fórmula utilizada para determinar la carga contaminante es:
𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑋 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 = 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑘𝑔
𝑙 𝑥
𝑙
𝑑=
𝑘𝑔
𝑑 (Metodología para la evaluación
aproximada de la carga contaminante, 1998).
2.2.4 Niveles de tratamientos de aguas residuales
Las aguas residuales se pueden someter a diferentes niveles de tratamiento,
dependiendo del grado de purificación que se quiera. Es tradicional hablar de
tratamiento primario, secundario, etc., aunque muchas veces la separación entre
ellos no es totalmente clara.
2.2.4.1 Pretratamiento
Es un proceso en el que usando rejillas y cribas se separan (se desbastan) restos
voluminosos como palos, telas, plásticos, etc.
2.2.4.2 Tratamiento Primario
Hay que sedimentar los materiales suspendidos, en algunos casos
simplemente dejando las aguas residuales un tiempo en grandes tanques o, en el
caso de los tratamientos primarios mejorados, añadiendo al agua contenida en
estos grandes tanques sustancias químicas quelantes (sustancias que se unen a
otras de forma más o menos estable, para favorecer su arrastre) que hacen más
rápida y eficaz la sedimentación. También se incluyen en estos tratamientos la
neutralización del del pH y la eliminación de contaminantes volátiles como el
amoniaco (desorción) (Camargo, 2013).
32
2.2.4.3 Tratamiento Secundario
Elimina las partículas coloidales y similares. El proceso secundario más habitual
es un proceso biológico en el que se facilita que bacterias aerobias digieran la
materia orgánica que llevan las aguas. Se lleva el efluente que sale del tratamiento
primario a tanques en los que se mezcla con agua cargada de lodos activos (con
microorganismos que se alimentan de materia orgánica). Estos tanques tienen
sistemas de aireación (por burbujeo o por agitación) que garantizan condiciones
aerobias para el crecimiento de los microorganismos. Posteriormente se conduce
este líquido a tanques cilíndricos, en los que se realiza la decantación de los lodos.
Separados los lodos, el agua que sale contiene muchas menos impurezas
(Camargo, 2013).
2.2.4.4 Tratamientos más avanzados
Consisten en procesos físicos y químicos especiales con los que se consigue
limpiar las aguas de contaminantes concretos: fósforo, nitrógeno, minerales,
metales pesados, virus, compuestos orgánicos, etc. Es más caro, por lo que se usa
en casos especiales: purificar desechos de algunas industrias en los países más
desarrollados o para volverla a usar como potable en las zonas con escasez de
agua. También en las zonas declaradas sensibles (ecosistemas valiosos con
peligro de eutrofización) en las que los vertidos deben ser bajos en nitrógeno y
fósforo (Camargo, 2013).
2.2.5 Tipos de lagunas
La clasificación más frecuente de las lagunas de estabilización se basa en el
dominio relativo de uno de los dos procesos (anaerobio y aerobio) de eliminación
de la materia orgánica. En base a esto las lagunas se denominan anaerobias,
facultativas y aerobias.
33
2.2.5.1 Lagunas anaerobias
Trabajan con altas cargas orgánicas consiguiéndose la eliminación de la materia
orgánica casi exclusivamente mediante procesos anaerobios. En estas lagunas la
sedimentación de los sólidos sedimentables y la flotación natural de los flotantes
son también operaciones importantes de tratamiento.
Las lagunas anaerobias son alimentadas con agua residual bruta, aunque en
algunas ocasiones el agua residual es sometida a un pretratamiento.
2.2.5.2 Lagunas facultativas
Funcionan con cargas orgánicas más reducidas que las anteriores, permitiendo
el desarrollo de algas en las capas superiores donde se dan unas condiciones
aerobias debido al oxígeno aportado por las propias algas en su fotosíntesis. En las
capas inferiores el oxígeno disuelto está ausente. De esta manera se forman dos
zonas, una inferior en la que, en ausencia de oxígeno disuelto, se producen
fenómenos de descomposición anaerobia, y una superior en la que se produce una
oxidación aerobia de la materia orgánica. La actividad bacteriana se desarrolla en
simbiosis con la producción de oxígeno por la actividad fotosintética de las algas.
Hay además una zona de transición entre las dos zonas anteriores, designada
zona facultativa, cuyas fronteras varían con diversos factores (energía luminosa,
viento, etc.). En una serie de lagunas, las facultativas pueden ser unidades
primarias o secundarias, recibiendo en este último caso el efluente parcialmente
clarificado de las lagunas anaerobias.
2.2.5.3 Lagunas aerobias o de maduración
Estas lagunas se destinan al tratamiento del efluente de las lagunas facultativas
con el objetivo principal de eliminar los microorganismos patógenos. Son totalmente
34
aerobias y dado que la mayor parte de la materia orgánica es eliminada en las
lagunas previas funcionan con cargas orgánicas muy reducidas (Ferrer, 2018).
2.2.6 Eficiencia
La evaluación de la eficiencia de remoción se entiende como la capacidad que
tiene el sistema de lagunaje para la eliminación de las concentraciones de
contaminantes, que se encuentran presentes en las aguas residuales (Chávez,
2017).
𝐸𝑅 (%) = (𝐶𝑖 − 𝐶𝑓) 𝑥 100
𝐶𝑖
Dónde:
ER = Eficiencia de remoción
Ci = Concentración inicial
Cf = Concentración final.
2.2.7 Diseño de lagunas
El diseño de las lagunas de estabilización se ha realizado comúnmente por
medio de métodos empíricos y simplificados, basados en la mayoría de los casos
en la supresión de materia orgánica como variable. Hay una extensa variedad de
métodos de interfaz, lo que constituye un reflejo de las diversas condiciones en las
que estas fueron deducidos(distintos tipos de nutrición, circunstancia geográfica,
condiciones climáticas, etc.). Los parámetros en los que se basan normalmente los
cálculos son: carga volumétrica, gramos DBO5/m3.día; carga orgánica por área, Kg
DBO5/ha.día;tiempo de retención hidráulico, días (Sainz, 2005).
2.2.7.1 Carga volumétrica
La carga orgánica volumétrica (L), expresada en 𝑘𝑔/𝑚3𝑑í𝑎 se define como la
relación entre la concentración contaminante del efluente (S0), expresada en mg/L,
35
y el tiempo de residencia hidráulico (TRH). Se representa por la expresión: 𝐿 =𝑆𝑜
𝑇𝑅𝐻
(Metcalf & Eddy, 1996).
2.2.7.2 Carga orgánica
Es el flujo másico de materia orgánica por unidad de volumen del filtro. Se
expresa como la velocidad a la que se suministra al sistema la materia orgánica
disuelta (kg DQO/m3 d o kg DBO5/m3 d). Entre mayor sea L, mayor será la relación
alimento: microorganismos, y más rápido crecerán las bacterias del sistema que
consumen el sustrato. Con altas cargas orgánicas se puede tener una menor
concentración de sustrato en la descarga del tratamiento, si la aireación,
composición de sustrato u otro factor, no se convierten en limitantes (Reyes &
Reyes, 2009).
2.2.7.3 Tiempo de retención hidráulico
Es el tiempo que teóricamente pasa el agua dentro del sistema de régimen
biológico y que se usa en el diseño. Se puede deducir desde la siguiente relación:
t= V/Q, donde: V: Volumen total de líquido contenido dentro de la laguna, m3;
Q: Gasto de agua, m3/d (Orozco, 2005).
2.2.7.4 Caudal de diseño
El caudal de diseño es igual al caudal medio diario (Qmd) más el caudal de
infiltración (Qi), tal como lo expresa la fórmula siguiente: Qd = Qmd + Qi (Malavé &
Quillay, 2019).
2.2.7.5 Relación largo/ancho
Largo, ancho y alto son adjetivos que permiten señalar el volumen de los
cuerpos. El largo y el ancho corresponden a la dimensión horizontal (Fernandez,
2017).
36
2.2.7.6 Coeficiente de mortalidad bacteriana
Permite predecir razonablemente el contenido de coliformes fecales del efluente
de lagunas de estabilización, expresado en unidades log10 (Talavera, 2019).
2.2.8 Diseño de laguna anaerobia
El método utilizado para el diseño de una laguna anaerobia más utilizado y
recomendado es el método por la carga volumétrica, a continuación, se detallan las
fórmulas que fueron planteadas por diferentes autores.
𝑉𝑎 =(𝐷𝐵𝑂𝑜 𝑋 𝑄𝑑)
𝐶𝑣𝑎
Donde:
Va = Volumen de la laguna anaeróbica (m3)
DBOo = Concentración inicial de DBO5 en el afluente (mg/l)
Qd = Caudal de diseño (m3 /día)
Cva = Carga orgánica volumétrica de DBO5 (g/m3.día) (Malavé & Quillay,
2019).
2.2.9 Diseño de laguna facultativa
El diseño se realiza en base a la carga orgánica superficial de DBO5, esta
ecuación fue propuesta por la Universidad de Paraiba, Brasil, tras realizar varios
estudios en lagunas pilotos localizadas en Extrables.
𝐶𝑠𝑚á𝑥 = 250 𝑥 (1,085)𝑇−20
Donde:
Csmáx = Carga superficial máxima de diseño (kg DBO5/ha.día)
T = Temperatura media mensual mínima del aire (°C) (Malavé & Quillay, 2019).
37
2.2.10 Diseño de laguna de maduración
El tiempo de retención hidráulica es de entre 5 a 7 días para obtener una
remoción suficiente de coliformes fecales. El área que se requiere para la laguna
de maduración se calcula con la siguiente fórmula:
𝐴𝑚 = 𝑄𝑑 𝑥 𝑇𝑟ℎ
Donde:
Am = Área de la laguna de maduración (m2)
Qd = Caudal de diseño (m3/día)
Tr = Tiempo de retención (días)
h = altura de la laguna (m) (Malavé & Quillay, 2019).
2.3 Marco legal
2.3.1 Constitución de la República del Ecuador, Vigente desde el 2008
Título II. Derechos.
Capítulo Segundo; Derechos del buen vivir.
Sección primera. Agua y Alimentación.
Art. 12.- El derecho humano al agua es fundamental e irrenunciable. El agua
constituye patrimonio nacional estratégico de uso público, inalienable,
imprescriptible, inembargable y esencial para la vida.
Sección segunda. Ambiente sano.
Art. 14.- Se reconoce el derecho de la población a vivir en un ambiente sano y
ecológicamente equilibrado, que garantice la sostenibilidad y el buen vivir, sumak
kawsay. Se declara de interés público la preservación del ambiente, la conservación
de los ecosistemas, la biodiversidad y la integridad del patrimonio genético del país,
la prevención del daño ambiental y la recuperación de los espacios naturales
degradados.
38
Capítulo Séptimo; Derechos de la naturaleza.
Art. 71.- La naturaleza o Pacha Mama, donde se reproduce y realiza la vida,
tiene derecho a que se respete integralmente su existencia y el mantenimiento y
regeneración de sus ciclos vitales, estructura, funciones y procesos evolutivos.
Toda persona, comunidad, pueblo o nacionalidad podrá exigir a la autoridad
publica el cumplimiento de los derechos de la naturaleza. Para aplicar e interpretar
estos derechos se observarán los principios establecidos en la Constitución, en lo
que proceda, El Estado incentivará a las personas naturales y jurídicas, y a los
colectivos, para que protejan la naturaleza, y promoverá el respeto a todos los
elementos que forman un ecosistema.
Art. 72.- La naturaleza tiene derecho a la restauración. Esta restauración será
independiente de la obligación que tienen el Estado y las personas naturales o
jurídicas de Indemnizar a los individuos y colectivos que dependan de los sistemas
naturales afectados. En los casos de impacto ambiental grave o permanente,
incluidos los ocasionados por la explotación de los recursos naturales no
renovables, el Estado establecerá los mecanismos más eficaces para alcanzar la
restauración, y adoptará las medidas adecuadas para eliminar o mitigar las
consecuencias ambientales nocivas.
Art. 74.- Las personas, comunidades, pueblos y nacionalidades tendrán derecho
a beneficiarse del ambiente y de las riquezas naturales que les permitan el buen
vivir. Los servicios ambientales no serán susceptibles de apropiación; su
producción, prestación, uso y aprovechamiento serán regulados por el Estado.
Capítulo Noveno; Responsabilidades.
Art. 83.- Son deberes y responsabilidades de las ecuatorianas y los
ecuatorianos, sin perjuicio de otros previstos en la Constitución y la ley: su ítem 6
39
nos indica: Respetar los derechos de la naturaleza, preservar un ambiente sano y
utilizar los recursos naturales de modo racional, sustentable y sostenible.
Título V. Organización territorial del Estado.
Capítulo Cuarto; Régimen de competencias.
Art. 264.- Ítem 4. Prestar los servicios públicos de agua potable, alcantarillado,
depuración de aguas residuales, manejo de desechos sólidos, actividades de
saneamiento ambiental y aquellos que establezca la ley.
Título VII. Régimen del buen vivir.
Capítulo Segundo; Biodiversidad y recursos naturales.
Sección primera. Naturaleza y ambiente.
Art. 395.- La Constitución reconoce los siguientes principios ambientales:
1. El Estado garantizará un modelo sustentable de desarrollo, ambientalmente
equilibrado y respetuoso de la diversidad cultural, que conserve la biodiversidad y
la capacidad de regeneración natural de los ecosistemas, y asegure la satisfacción
de las necesidades de las generaciones presentes y futuras.
2. Las políticas de gestión ambiental se aplicarán de manera transversal y serán
de obligatorio cumplimiento por parte del Estado en todos sus niveles y por todas
las personas naturales o jurídicas en el territorio nacional.
3. El Estado garantizará la participación activa y permanente de las personas,
comunidades, pueblos y nacionalidades afectadas, en la planificación, ejecución y
control de toda actividad que genere impactos ambientales.
4. En caso de duda sobre el alcance de las disposiciones legales en materia
ambiental, éstas se aplicarán en el sentido más favorable a la protección de la
naturaleza.
40
Art. 396.- El Estado adoptará las políticas y medidas oportunas que eviten los
impactos ambientales negativos, cuando exista certidumbre de daño. En caso de
duda sobre el impacto ambiental de alguna acción u omisión, aunque no exista
evidencia científica del daño, el Estado adoptará medidas protectoras eficaces y
oportunas. La responsabilidad por daños ambientales es objetiva. Todo daño al
ambiente, además de las sanciones correspondientes, implicará también la
obligación de restaurar integralmente los ecosistemas e indemnizar a las personas
y comunidades afectadas. Cada uno de los actores de los procesos de producción,
distribución, comercialización y uso de bienes o servicios asumirá la
responsabilidad directa de prevenir cualquier impacto ambiental, de mitigar y
reparar los daños que ha causado, y de mantener un sistema de control ambiental
permanente. Las acciones legales para perseguir y sancionar por daños
ambientales serán imprescriptibles.
Art. 397.- En caso de daños ambientales el Estado actuará de manera inmediata
y subsidiaria para garantizar la salud y la restauración de los ecosistemas. Además
de la sanción correspondiente, el Estado repetirá contra el operador de la actividad
que produjera el daño las obligaciones que conlleve la reparación integral, en las
condiciones y con los procedimientos que la ley establezca. La responsabilidad
también recaerá sobre las servidoras o servidores responsables de realizar el
control ambiental. Para garantizar el derecho individual y colectivo a vivir en un
ambiente sano y ecológicamente equilibrado, el Estado se compromete a:
1. Permitir a cualquier persona natural o jurídica, colectividad o grupo humano,
ejercer las acciones legales y acudir a los órganos judiciales y administrativos, sin
perjuicio de su interés directo, para obtener de ellos la tutela efectiva en materia
ambiental, incluyendo la posibilidad de solicitar medidas cautelares que permitan
41
cesar la amenaza o el daño ambiental materia de litigio. La carga de la prueba sobre
la inexistencia de daño potencial o real recaerá sobre el gestor de la actividad o el
demandado.
2. Establecer mecanismos efectivos de prevención y control de la contaminación
ambiental, de recuperación de espacios naturales degradados y de manejo
sustentable de los recursos naturales.
3. Regular la producción, importación, distribución, uso y disposición final de
materiales tóxicos y peligrosos para las personas o el ambiente.
4. Asegurar la intangibilidad de las áreas naturales protegidas, de tal forma que
se garantice la conservación de la biodiversidad y el mantenimiento de las
funciones ecológicas de los ecosistemas. El manejo y administración de las áreas
naturales protegidas estará a cargo del Estado.
5. Establecer un sistema nacional de prevención, gestión de riesgos y desastres
naturales, basado en los principios de inmediatez, eficiencia, precaución,
responsabilidad y solidaridad.
Sección Sexta. Agua.
Art. 411.- El Estado garantizará la conservación, recuperación y manejo integral
de los recursos hídricos, cuencas hidrográficas y caudales ecológicos asociados al
ciclo hidrológico. Se regulará toda actividad que pueda afectar la calidad y cantidad
de agua, y el equilibrio de los ecosistemas, en especial en las fuentes y zonas de
recarga de agua. La sustentabilidad de los ecosistemas y el consumo humano
serán prioritarios en el uso y aprovechamiento del agua (Asamblea Nacional
Constituyente de la República del Ecuador, 2018).
2.3.2 Ley de Gestión Ambiental
Título I. Ámbito y principios de la gestión ambiental.
42
Art. 1.- La presente Ley establece los principios y directrices de política
ambiental; determina las obligaciones, responsabilidades, niveles de participación
de los sectores público y privado en la gestión ambiental y señala los límites
permisibles, controles y sanciones en esta materia.
Art. 3.- El proceso de Gestión Ambiental, se orientará según los principios
universales del Desarrollo Sustentable, contenidos en la Declaración de Río de
Janeiro de 1992, sobre Medio Ambiente y Desarrollo.
Título II. Del régimen institucional de la gestión ambiental.
Capítulo IV. De la participación de las instituciones del estado.
Art. 9.- Le corresponde al Ministerio del ramo: Coordinar con los organismos
competentes sistemas de control para la verificación del cumplimiento de las
normas de calidad ambiental referentes al aire, agua, suelo, ruido, desechos y
agentes contaminantes.
Art. 12.- Son obligaciones de las instituciones del Estado del Sistema
Descentralizado de Gestión Ambiental en el ejercicio de sus atribuciones y en el
ámbito de su competencia, las siguientes:
a) Aplicar los principios establecidos en esta Ley y ejecutar las acciones
específicas del medio ambiente y de los recursos naturales;
b) Ejecutar y verificar el cumplimiento de las normas de calidad ambiental, de
permisibilidad, fijación de niveles tecnológicos y las que establezca el Ministerio del
ramo;
c) Participar en la ejecución de los planes, programas y proyectos aprobados por
el Ministerio del ramo;
43
d) Coordinar con los organismos competentes para expedir y aplicar las normas
técnicas necesarias para proteger el medio ambiente con sujeción a las normas
legales y reglamentarias vigentes y a los convenios internacionales;
e) Regular y promover la conservación del medio ambiente y el uso sustentable
de los recursos naturales en armonía con el interés social; mantener el patrimonio
natural de la Nación, velar por la protección y restauración de la diversidad
biológica, garantizar la integridad del patrimonio genético y la permanencia de los
ecosistemas; f) Promover la participación de la comunidad en la formulación de
políticas para la protección del medio ambiente y manejo racional de los recursos
naturales; y, g) Garantizar el acceso de las personas naturales y jurídicas a la
información previa a la toma de decisiones de la administración pública, relacionada
con la protección del medio ambiente (Ministerio del medio ambiente, 2005).
2.3.3 Ley de Prevención y Control de la Contaminación Ambiental
Capítulo II. De la prevención y control de la contaminación de las aguas.
Art. 6.- Queda prohibido descargar, sin sujetarse a las correspondientes normas
técnicas y regulaciones, a las redes de alcantarillado, o en las quebradas, acequias,
ríos, lagos naturales o artificiales, o en las aguas marítimas, así como infiltrar en
terrenos, las aguas residuales que contengan contaminantes que sean nocivos a la
salud humana, a la fauna, a la flora y a las propiedades.
Art. 7.- El Consejo Nacional de Recursos Hídricos, en coordinación con los
Ministerios de Salud y del Ambiente, según el caso, elaborarán los proyectos de
normas técnicas y de las regulaciones para autorizar las descargas de líquidos
residuales, de acuerdo con la calidad de agua que deba tener el cuerpo receptor.
44
Art. 8.- Los Ministerios de Salud y del Ambiente, en sus respectivas áreas de
competencia, fijarán el grado de tratamiento que deban tener los residuos líquidos
a descargar en el cuerpo receptor, cualquiera sea su origen.
Art. 9.- Los Ministerios de Salud y del Ambiente, en sus respectivas áreas de
competencia, también, están facultados para supervisar la construcción de las
plantas de tratamiento de aguas residuales, así como de su operación y
mantenimiento, con el propósito de lograr los objetivos de esta Ley (Ministerio del
medio ambiente, 2004).
2.3.4 Texto Unificado De Legislación Ambiental Secundaria del Ministerio
del Ambiente.
Acuerdo ministerial 097. Anexo 1. Libro VI. Capítulo 4: Norma de calidad
ambiental y de descarga de efluentes: recurso agua.
4.2 Criterios generales para la descarga de efluentes.
4.2.1 Normas generales para descarga de efluentes, tanto al sistema de
alcantarillado, como a los cuerpos de agua.
4.2.1.1 El regulado deberá mantener un registro de los efluentes generados,
indicando el caudal del efluente, frecuencia de descarga, tratamiento aplicado a los
efluentes, análisis de laboratorio y la disposición de los mismos, identificando el
cuerpo receptor.
4.2.1.3 Se prohíbe la utilización de cualquier tipo de agua, con el propósito de
diluir los efluentes líquidos no tratados.
4.2.1.4 Las municipalidades de acuerdo a sus estándares de Calidad Ambiental
deberán definir independientemente sus normas, mediante ordenanzas,
considerando los criterios de calidad establecidos para el uso o los usos asignados
45
a las aguas. En sujeción a lo establecido en el Reglamento para la Prevención y
Control de la Contaminación.
4.2.1.6 Las aguas residuales que no cumplan previamente a su descarga, con
los parámetros establecidos de descarga en esta Norma, deberán ser tratadas
mediante tratamiento convencional, sea cual fuere su origen: público o privado. Por
lo tanto, los sistemas de tratamiento deben ser modulares para evitar la falta
absoluta de tratamiento de las aguas residuales en caso de paralización de una de
las unidades, por falla o mantenimiento.
4.2.1.8 Los laboratorios que realicen los análisis de determinación del grado de
contaminación de los efluentes o cuerpos receptores deberán haber implantado
buenas prácticas de laboratorio, seguir métodos normalizados de análisis y estar
certificados por alguna norma internacional de laboratorios, hasta tanto el
organismo de acreditación ecuatoriano establezca el sistema de acreditación
nacional que los laboratorios deberán cumplir.
4.2.1.14 El regulado deberá disponer de sitios adecuados para caracterización y
aforo de sus efluentes y proporcionarán todas las facilidades para que el personal
técnico encargado del control pueda efectuar su trabajo de la mejor manera posible.
A la salida de las descargas de los efluentes no tratados y de los tratados, deberán
existir sistemas apropiados, ubicados para medición de caudales. Para la medición
del caudal en canales o tuberías se usarán vertederos rectangulares o triangulares,
medidor Parshall u otros aprobados por la Entidad Ambiental de Control.
4.2.1.16 De acuerdo con su caracterización toda descarga puntual al sistema de
alcantarillado y toda descarga puntual o no puntual a un cuerpo receptor, deberá
cumplir con las disposiciones de esta Norma. La Entidad Ambiental de Control
46
dictará la guía técnica de los parámetros mínimos de descarga a analizarse o
monitorearse, que deberá cumplir todo regulado.
4.2.1.20 Cuando los regulados, aun cumpliendo con las normas de descarga,
produzcan concentraciones en el cuerpo receptor o al sistema de alcantarillado,
que excedan los criterios de calidad para el uso o los usos asignados al agua, la
Entidad Ambiental de Control podrá exigirles valores más restrictivos en la
descarga, previo a los estudios técnicos realizados por la Entidad Ambiental de
Control, justificando esta decisión.
4.2.3 Normas de descarga de efluentes a un cuerpo de agua o receptor: Agua
dulce y agua marina.
4.2.3.4 Las normas locales para descargas serán fijadas considerando los
criterios de calidad establecidos para el uso o los usos asignados a las aguas. Las
normas guardarán siempre concordancia con la norma técnica nacional vigente,
pudiendo ser únicamente igual o más restrictiva y deberán contar con los estudios
técnicos y económicos que lo justifiquen.
4.2.3.7 Toda descarga a un cuerpo de agua dulce, deberá cumplir con los valores
establecidos a continuación (ver tabla 12).
4.2.3.11 Los municipios serán las autoridades encargadas de realizar los
monitoreos a la calidad de los cuerpos de agua ubicados en su jurisdicción, llevando
los registros correspondientes, que permitan establecer una línea base y de fondo
que permita ajustar los límites establecidos en esta Norma en la medida requerida
(Ministerio del Ambiente, 2016).
47
3. Materiales y métodos
3.1 Enfoque de la investigación
3.1.1 Tipo de investigación
El proyecto de investigación que se realizó fue de tipo documental bibliográfico
con un nivel de conocimiento descriptivo. Según Baena (1985) “La investigación
documental es una técnica que consiste en la selección y recopilación de
información por medio de la lectura y crítica de documentos y materiales
bibliográficos, de bibliotecas, hemerotecas, centros de documentación e
información”. Para el siguiente estudio se utilizaron fuentes de información:
Primaria: Tesis, libros, revistas, normativa ambiental ecuatoriana, publicaciones
oficiales de sitios web, informes y documentación de la empresa EMAPA-EP Daule.
Secundaria: Índice bibliográfico, artículos de revista y periódicos, resúmenes de
trabajos científicos y reportajes.
El nivel de conocimiento descriptivo dentro de este proyecto de investigación se
vio reflejado en una propuesta de rediseño lagunar y la evaluación de la situación
real del tratamiento biológico de oxidación en lo que refiere al porcentaje de
remoción de carga contaminante y patógenos dentro del sistema de lagunas de
oxidación y llegar a determinar una eficiencia verídica y subjetiva.
3.1.2 Diseño de la investigación.
La investigación fue de carácter no experimental, porque se utilizó información
documentada en registros que reposan en la empresa EMAPA-EP del cantón Daule
y otros medios de obtención de datos.
48
3.2 Metodología
3.2.1 Variables
3.2.1.1 Variable independiente
Parámetros de diseño lagunar
Caudal de diseño (mg/l)
Relación larga/ancho (adimensional)
Tiempo de retención (días)
Áreas(m2) y;
Características fisicoquímicas del agua residual a la entrada y salida del sistema
de lagunas de oxidación
pH
Oxígeno disuelto (mg/l)
T° (°C)
Conductividad eléctrica (uS/cm)
DBO (mg/l)
DQO (mg/l)
SST (mg/l)
N (mg/l)
P (mg/l) (Malavé & Quillay, 2019).
49
3.2.1.2 Variable dependiente
Eficiencia teórica del dimensionamiento de rediseño de la laguna de oxidación.
3.2.2 Recolección de datos
En el emprendimiento de exploración la información que se anunció se consiguió
de fuentes secundarias desde documentos, libros, revistas científicas con respecto
al desarrollo de las lagunas de estabilización. De la misma manera se recopiló
información de fuentes primarias, por medio de la observación directa de las
técnicas de depuración de los contaminantes de las aguas servidas y se llegó a la
conclusión con una entrevista al director de la planta.
3.2.2.1 Recursos
Equipos y materiales: El proyecto que se realizó fue de investigación documental
y descriptiva, por lo cual el principal equipo a utilizar fue una computadora con sus
softwares, registros del análisis de calidad del agua antes y después de pasar por
el proceso en las lagunas de oxidación.
Recursos bibliográficos: Se utilizaron documentos con validez técnica y científica
como: papers, tesis, libros, páginas web, normativa ambiental vigente, leyes e
información de la biblioteca virtual de la Universidad Agraria del Ecuador.
Recursos humanos: Encargado del departamento ambiental de la empresa
EMAPA-EP Daule, autoras del trabajo y el docente tutor.
3.2.2.2 Métodos y técnicas.
La técnica para utilizar en el trabajo investigativo fue de tipo documental. Es una
técnica que consiste en una serie de actividades que se realizan una vez
seleccionado el tema, para la localización, selección, organización y análisis de
datos que permitirán conocer el estado del tema; es decir, estudios realizados y los
resultados obtenidos (Álvarez Cardona , 2012).
50
Esta técnica fue aplicada en cada uno de los objetivos planteados para el
cumplimiento del presente trabajo.
Con respecto al primer objetivo la información fue recolectada de los informes
de caracterización del agua residual a la entrada y salida de la laguna de oxidación
proporcionada por el encargado del Departamento Ambiental de la empresa
EMAPA-EP Daule, para su posterior tabulación en el programa Excel.
Para el cumplimiento del segundo objetivo se utilizaron los datos obtenidos de la
caracterización del agua residual a tratar para la realización del rediseño lagunar
teórico siguiendo los criterios de construcción propuestos por varios autores como
base para realizar los cálculos de los principales parámetros. La configuración
propuesta para un rediseño óptimo lagunar fue en paralelo y estuvo conformado
por 4 lagunas anaerobias, 2 facultativas y 2 de maduración conectadas en serie
(ver anexo figura 3). Para realizar el rediseño de las lagunas anaerobias se utilizó
el método por cavfr5wrga volumétrica planteado por Arthur & Mara (1992).
𝑉𝑎 =(𝐷𝐵𝑂𝑜 𝑥 𝑄𝑑)
𝐶𝑣𝑎
Donde:
Va = Volumen de la laguna anaeróbica (m3)
DBO0 = Concentración inicial de DBO5 en el afluente (mg/l)
Qd = Caudal de diseño (m3/día)
Cva = Carga orgánica volumétrica de DBO5 (g/m3.día) (Malavé & Quillay, 2019).
Obteniendo el volumen de la laguna anaeróbica, el cálculo del tiempo de
retención fue calculado mediante la siguiente fórmula:
𝑇𝑟 =𝑉𝑎
𝑄𝑑
51
Donde:
Tr = Tiempo de retención (días)
Va = Volumen de la laguna anaeróbica (m3)
Qd = Caudal de diseño (m3/día) (Malavé & Quillay, 2019).
Finalmente, para determinar las dimensiones de laguna anaerobia se realizó a
través de la relación Largo/Ancho (L/W) y para la remoción de DBO5 se emplearon
las mismas fórmulas que se muestran en el caso de las lagunas facultativas
(Malavé & Quillay, 2019).
Para la realización del diseño de las lagunas facultativas se las hizo en base a
la carga orgánica superficial de DBO5, esta ecuación fue propuesta por la
Universidad de Paraiba, Brasil.
𝐶𝑠𝑚á𝑥 = 250 𝑥 (1,085)𝑇−20
Donde:
Csmáx = Carga superficial máxima de diseño (kg DBO5/ha.día)
T = Temperatura media mensual mínima del aire (°C) (Malavé & Quillay, 2019).
Determinando nuestra Carga Superficial Máxima de diseño se procedió a
calcular el área requerida de la laguna facultativa mediante la siguiente ecuación:
𝐴𝑓 =(10 𝑥 𝐷𝐵𝑂𝑎 𝑥 𝑄𝑑)
𝐶𝑠𝑚á𝑥
Donde:
Af = Área de la laguna facultativa (m2)
DBOa = Concentración de DBO5 en el efluente (mg/l)
Qd = Caudal de diseño (m3/día)
Csmáx = Carga orgánica superficial máxima de DBO5 (kg/ha.día) (Malavé &
Quillay, 2019).
52
Y finalmente las dimensiones de la laguna facultativa se realizó mediante la
relación Largo/Ancho (L/W).
𝑋 =𝐿
𝑊
𝑊 = √𝐴
𝑋
Donde:
X= Relación largo/ancho (adimensional)
L = Largo de la laguna (m)
W = Ancho de la laguna (m)
A = Área de la laguna (m2)
El tiempo de retención se calculó con la siguiente ecuación:
𝑇𝑟 = 𝑉𝑓
𝑄𝑑
Donde:
Tr = Tiempo de retención (días)
Vf = Volumen de la laguna anaeróbica (m3)
Qd = Caudal de diseño (m3/día) (Malavé & Quillay, 2019).
Para el cálculo del área de las lagunas de maduración se utilizó la siguiente
fórmula:
𝐴𝑚 = 𝑄𝑑 𝑥 𝑇𝑟
ℎ
Donde:
Am = Área de la laguna de maduración (m2)
Qd = Caudal de diseño (m3/día)
Tr = Tiempo de retención (días)
h = altura de la laguna (m)
53
Una vez realizados todos los cálculos pertinentes se procedió a determinar la
remoción del DBO5 en la laguna de maduración con la siguiente fórmula:
𝐶𝑠𝑟 = (0,765 𝑥 𝐶𝑠𝑚á𝑥) − 0,80
Donde:
Csr = Carga superficial removida (kg DBO5/ha.día)
Csmáx = Carga superficial máxima de diseño (kg DBO5/ha.día) (Malavé & Quillay,
2019).
Para conocer la remoción de coliformes se utilizaron las siguientes ecuaciones:
El coeficiente de mortalidad neto puede ser corregido con la siguiente relación
de dependencia de la temperatura.
𝐾𝑏 = 𝐾20 𝑥 (1,07)𝑇−20
𝐾𝑏 = 1,1 𝑥 (1,07)𝑇−20
Donde:
Kb = Coeficiente de mortalidad bacteriana neto a la temperatura Tai
K20 = Coeficiente de mortalidad bacteriana neto a 20°C
T = Temperatura media mensual mínima del aire (°C)
La relación largo/ancho (L/W) nos sirvió para calcular el número de dispersión
dada por Thirumurthi (1969) (Malavé & Quillay, 2019).
𝑑 =𝑥
−0,26118 + 0,25392(𝑥) + 1,01368(𝑥2)
Donde:
d = Número de dispersión (adimensional)
x = Relación largo/ancho (adimensional) (Malavé & Quillay, 2019).
Una vez que se hayan obtenido los valores de tiempo de retención, número de
dispersión y la constante de remoción de coliformes, se procedió a calcular el valor
de la constante a, mediante la siguiente ecuación:
54
𝑎 = [1 + (4 𝑥 𝐾𝑏 𝑥𝑇𝑟 𝑥 𝑑)]1/2
La cantidad de concentración de coliformes fecales que salen de la laguna
facultativa se establece con la siguiente ecuación:
𝑁𝑒
𝑁𝑜=
4 𝑥 𝑎 𝑥 𝑒(1−𝑎)/(2𝑥𝑑)
(1 + 𝑎)2
Donde:
Ne = Número de coliformes fecales en el efluente (Nmp/100ml)
No = Número de coliformes fecales en el afluente (Nmp/100ml) (Malavé &
Quillay, 2019).
Una vez realizados todos los cálculos para el rediseño lagunar se procedió a
realizar una comparación de las eficiencias teóricas obtenidas mediante el diseño
lagunar y eficiencias reales obtenidas a partir de porcentajes de remoción.
En el tercer objetivo se realizó un cuadro comparativo de los parámetros
fisicoquímicos del efluente vs la norma ambiental vigente TULSMA libro VI Anexo1
Tabla 12. Límites Máximos Permisibles para descargas a cuerpos de agua dulce
para verificar si cumple o no con la norma; luego se realizó el cálculo del porcentaje
de remoción de carga contaminante basándonos en los parámetros más
representativos como son: DQO (mg/l), DBO (mg/l), SST (mg/l), N (mg/l), P (mg/l);
con respecto al porcentaje de remoción de patógenos se analizará el de coliformes
fecales, Romero (2009) señala que esta evaluación de la eficiencia de remoción se
obtiene utilizando la fórmula:
𝐸𝑅 (%) =𝐶𝑖 − 𝐶𝑓
𝐶𝑖 𝑥 100
Dónde:
ER = Eficiencia de remoción
Ci = Concentración inicial
55
Cf = Concentración final (Chávez, 2017).
Para el cuarto objetivo se analizó el diagrama de procesos y datos
proporcionados por la empresa EMAPA-EP Daule, que una vez organizados y
sistematizados permitieron obtener un diagnóstico inicial de cómo operan y
funcionan las lagunas de oxidación, de esta manera proporcionar los ajustes que
se consideren necesarios. Para la formulación y creación del manual de
mantenimiento se tomó como referencia y guía; documentos que contengan: bases
jurídico-administrativas, registros estadísticos, actas de reuniones, entrevistas
virtuales con el personal de operaciones y todos los documentos de otras fuentes
que contengan información relevante para el estudio. En base a todo este análisis
se creó un instrumento de apoyo operacional que va a agrupar procedimientos
puntuales con un objetivo común. (Ver diagrama de proceso).
3.2.3 Análisis estadístico
El análisis estadístico fue descriptivo porque cuantificó la información arrojada
por la técnica de recolección de datos, reduciendo este conjunto y obteniendo un
pequeño número de valores descriptivos de una muestra, trabajando sobre
realidades de hecho y su interacción con el medio.
Se realizó el análisis de varianza de una clasificación por rangos de Kruskal-
Wallis es una prueba no paramétrica aplicable para más de dos grupos
independientes, que determina si existen diferencias entre los mismos.
Ho= Las medianas de los parámetros fisicoquímicos de calidad de agua son
iguales.
H1= Al menos uno de los parámetros fisicoquímicos de calidad de agua tiene
una media distinta a los otros.
Nivel de Confianza = 95%
56
Para realizar el análisis se utilizó los datos de los parámetros fisicoquímicos
del agua (ver anexo tabla 18, figura 16) obteniendo un valor de H=0,011
comparando con el valor crítico (0,916) este último es mayor a H motivo por el
cual se acepta la Hipótesis nula donde las variables de estudio no se encuentran
asociadas.
Para realizar este análisis se lo hizo por parámetro en el lapso de un año
tomando el período de jun-2019 hasta may-2020, donde los diferentes parámetros
fueron representados con gráficos de barra y el límite máximo permisible mediante
una representación lineal, también se analizaron los valores máximos y mínimos de
concentración de contaminantes mediante la tabulación de datos y creación de
gráficos. Se indicaron parámetros estadísticos de medias semestrales en la
estación verano e invierno y medianas de la medición del agua que ingresa a la
laguna y la que sale para ser descargada al cuerpo de agua receptor, también se
efectuó mediante un gráfico combinado una comparación de cumplimiento con lo
estipulado en el TULSMA LIBRO VI ANEXO 1 TABLA 12 (Límites de descarga a
un cuerpo de agua dulce).
Se realizó el análisis de Varianza de una clasificación por rangos de Kruskal-
Wallis utilizando el programa estadístico SPSS es una prueba no paramétrica
aplicable para más de dos grupos independientes, que determinó si existen
diferencias entre los mismos. Para realizar este análisis se utilizaron los datos de
los parámetros fisicoquímicos del agua al ingreso y salida de la laguna de oxidación.
57
4. Resultados
4.1 Caracterización los parámetros fisicoquímicos del agua residual al
ingreso y salida de las lagunas de oxidación obtenidos del archivo del
Departamento Ambiental de la empresa EMAPA Daule.
La caracterización de agua de descarga en las lagunas de oxidación se las
realizó por parámetro en el lapso de un año tomando el período de jun-2019 hasta
may-2020, donde los diferentes parámetros fueron representados con gráficos de
barra. Se indicó la medición de agua que ingresó a la laguna y la que salió para ser
descargada al cuerpo de agua receptor y así mismo con esta caracterización se
reflejó en los gráficos el mayor y menor valor de cada parámetro y su porcentaje
máximo y mínimo de variación.
El potencial de hidrógeno mide el nivel de acidez y basicidad del agua con esta
información (ver anexo tabla 3) se visualizó que en el mes de oct-2019 (verano)
ingresó el menor valor 6,23 (ácido) a la laguna de oxidación y se descargó en ese
mes un valor de 8,12 (básico), teniendo su máxima variación del 30,34 % (ver figura
4), mientras que para el mes de ene-20 ingresó el valor más alto 7,62 (invierno) y
se descargó en ese mes un valor de 8,11.
El oxígeno disuelto es uno de los principales parámetros para el tratamiento de
aguas residuales ya que los microorganismos existentes en el agua dependen de
esté, al realizar el análisis se observó (ver anexo tabla 4, figura 5) que la mayor
concentración de oxígeno disuelto en el afluente se dio en el mes de oct-2019
(verano) con un valor de 9,45mg/l y el efluente con un valor de 1,98 mg/l arrojando
una variación negativa del 79,05% que fue el dato más representativo durante el
período de estudio, lo que nos indicó que la disponibilidad de oxígeno disminuyó
debido a una gran actividad biológica microbiana de oxidación de la materia
58
orgánica. Comparando con el mes de ene-2020 (invierno) se observó en el afluente
una concentración menor del 5,50 mg/l lo que nos reflejó que el agua cruda que
ingresó este mes a la laguna fue de menor calidad con respecto a la del mes de
oct-2019 (verano).
La temperatura es un parámetro del agua que afecta a la solubilidad de sales,
gases y en general a todas sus propiedades químicas y a su comportamiento
microbiológico, y su medición debe efectuarse en el momento de la toma de la
muestra es decir in situ, mediante el análisis de este parámetro se observó (ver
anexo tabla 5, figura 6) que en el mes de nov-2019 (verano) ingresó el menor valor
25,3°C a la laguna de oxidación y se descargó en ese mes un valor de 28,20°C,
teniendo una variación del 11,46 %, mientras que para el mes de abril-2020 ingresó
el valor más alto 30,00°C (invierno) y se descargó en ese mes un valor de 31,30°C
obteniendo una variación mínima del 4,33%.
La conductividad eléctrica al ser un parámetro físico del agua que mide la
capacidad para conducir una corriente eléctrica en micro siemens sobre centímetro
(Us / cm). En el análisis de los datos que fueron obtenidos in situ (ver anexo tabla
6, figura 7) en época de verano se observó que la mayor concentración del afluente
se dio en el mes de jun- 2019 con un valor de 890 Us/cm y de su efluente con un
valor de 604 Us/cm dando la máxima remoción con un 32,13% de sólidos
suspendidos totales analizando este parámetro ya que estos son los que le otorgan
al agua la capacidad de conducción mientras que para el mes de may-20 época de
invierno se obtuvo un valor del afluente fue de 589,00 Us/cm con un valor del
efluente de 561 Us/cm y una remoción de sólidos suspendidos totales mínima del
4,74%.
59
Mediante el análisis de la Demanda Bioquímica de Oxígeno (ver anexo tabla7,
figura 8) en los meses de jun-19 y nov-19 ambos correspondientes a la época de
verano ingresó a la laguna el menor valor de 23 mg/l y como efluente 17 mg/l y 13
mg/l respectivamente, el mayor valor de afluente que se observó en todo el período
se dio en la época de invierno en el mes de abr-20 con un valor de 50 mg/l y de
efluente 11 mg/l.
La Demanda Química de Oxígeno es la proporción de oxígeno que se requiere
para la oxidación total de los compuestos orgánicos a inorgánicos, se observó que
en el mes de nov-19 (verano) ingresó el máximo valor de DQO con 487,34 mg/l y
efluente de 117 mg/l. Para el mes de may-20 (invierno) ingresa el valor de afluente
mínimo con 189,43 mg/l y su efluente de 19 mg/l (ver anexo tabla 8, figura 9).
Observando la tabla 9, figura 10 se determinó que en la época de verano mes
de nov-19 ingresó el menor valor de sólidos suspendidos totales 18 mg/l y como
efluente 11mg/l, el valor máximo de afluente se registró en el mes de abr-20
(invierno) 76 mg/l y su efluente fue de 13 mg/l.
Para el análisis de nitrógeno total mediante la tabla 10, figura 11 se determinó
un valor mínimo y máximo de concentración en el afluente obteniendo como
resultado que el mes de ago-19 (verano) registró el menor valor 18,3 mg/l y su
efluente fue de 10,20 mg/l y en el mes de feb-20 (invierno) donde se registró un
valor máximo de 89,78 mg/l y para el efluente un valor de 47 mg/l.
Analizando el parámetro fósforo en el mes de jun-19 se obtuvo el menor valor de
afluente con una carga contaminante de 0,54 mg/l y el efluente de 0 mg/l mientras
tanto en la época de invierno se tuvo la máxima concentración contaminante en el
afluente con 9,50 mg/l y una descarga del 8,04mg/l. (ver anexo tabla 11, figura 12).
60
4.2 Evaluación de la eficiencia de las lagunas de oxidación, mediante una
propuesta de diseño teórico y un análisis real del porcentaje de remoción de
carga contaminante y patógenos.
Para el rediseño teórico de las lagunas de oxidación propuesto para la empresa
EMAPA-EP del cantón Daule se consideraron los siguientes datos y criterios.
Población=120000 hab
Área total = 53 ha
Para el caudal de diseño (Qd) se calculó un caudal medio (Qm) y un caudal de
infiltración (Qi), 𝑄𝑖 = 0,1 𝑥 𝐴𝑝 ; 𝑄𝑖 = 0,1 𝑥 53 ℎ𝑎; 𝑸𝒊 = 𝟓, 𝟑 𝒍/𝒔
Para el cálculo del Qm se tomaron los siguientes valores:
Dotación media futura 𝐷 = 250𝑙
ℎ𝑎𝑏 𝑑í𝑎
Coeficiente de retorno C= 78 %
𝑄𝑚 =𝑃 𝑥 𝐷 𝑥 𝐶
86400
𝑄𝑚 =(120000 ℎ𝑎𝑏 𝑥 250
𝑙ℎ𝑎𝑏. 𝑑í𝑎
𝑥 0,78
86400
𝑸𝒎 = 𝟐𝟕𝟎, 𝟖 𝒍/𝒔
𝑄𝑑 = 𝑄𝑚 + 𝑄𝑖
arrojando como resultado un Qd= 276,1 l/s = 23855,04 m3/día.
Temperatura anual media mínima: T= 23,5 °C
Se define las siguientes concentraciones de los siguientes parámetros al ingreso
de la laguna:
DB05= 300 mg/l
Coliformes Fecales = 100000000 Nmp/100ml
El sistema lagunar debe cumplir con los límites máximos permisibles
estipulados en el TULSMA de descarga a un cuerpo de agua dulce.
61
DBO5 < 100 mg/l
Coliformes Fecales < 2000 Nmp/100ml
Profundidad individual de la laguna anaerobia (sabiendo que el sistema lagunar
está conformado por cuatro) : h = 3 m
Carga orgánica volumétrica: Cva = 350 gr/m3/día
Porcentaje de remoción de DBO5 según criterio para la laguna anaerobia:
% Remoción DBO5 = 50%
Profundidad individual laguna facultativa (sabiendo que el sistema lagunar está
conformado por dos): h = 3,5 m.
Profundidad individual laguna de maduración ( sabiendo que el sistema lagunar
está conformado por dos): h = 3 m.
Tiempo de retención individual laguna de maduración : Trmad = 6 días.
El diseño lagunar se lo hizo de manera individual empezando por las 4 lagunas
anaeróbicas, realizando los cálculos para un diseño unitario anaeróbico ya que las
tres restantes son una réplica de esta. Para el dimensionamiento calculamos:
- Cálculo del volumen
𝑉𝑎 =(𝐷𝐵𝑂0 𝑥 𝑄𝑑)
𝐶𝑣𝑎
𝑉𝑎 =(300
𝑔𝑚3𝑑í𝑎
𝑥 23855,04 𝑚3
𝑑í𝑎 )
350 𝑔
𝑚3𝑑í𝑎
𝑉𝑎 = 20447,2 𝑚3
𝑉𝑎1 =20447,2 𝑚3
4
𝑉𝑎1 = 5111,8 𝑚3
- Cálculo del área de la laguna
62
𝐴𝑎1 =𝑉𝑎1
ℎ𝑎=
5111,8 𝑚3
3 𝑚
𝐴𝑎1 = 1703,9 𝑚2
- Cálculo del largo y ancho de la laguna
Se aplicó la relación L/W = (2/1)
𝑊 = √𝐴𝑎1
𝑋= √
1703,9 𝑚2
2
𝑊 = 29,2 𝑚 = 29 𝑚
𝐿 = 2 𝑥 𝑊 = 58 𝑚
Se corrige el área y volumen de la laguna
Aa1 = L x W = 58 m x 29 m = 1682 m2
Va1 = Aa x ha = 1682 m2 x 3 m = 5046 m3
- Cálculo del tiempo de retención
𝑇𝑟𝑎1 =𝑉𝑎1
𝑄𝑑
𝑇𝑟𝑎1 =5046 𝑚3
23855,04𝑚3
𝑑í𝑎
𝑇𝑟𝑎1 = 0,21 𝑑í𝑎𝑠
- Concentración de DBO5 en el efluente
Asumiendo una eficiencia teórica del 50 % de remoción de DBO
𝐷𝐵𝑂𝑒𝑎1 = 𝐷𝐵𝑂𝑜 𝑥 (1 − 𝐸) = 300 𝑔𝐷𝐵𝑂5
𝑚3𝑥 (1 − 0,50)
𝐷𝐵𝑂𝑒𝑎1 = 150 𝑚𝑔/𝑙 (ver anexo tabla 13).
La configuración lagunar propuesta se compone de dos lagunas facultativas, se
realizó el diseño lagunar de una ya que la otra es réplica de esta.
- Cálculo de la carga superficial máxima
𝐶𝑠𝑚á𝑥 = 250 𝑥 (1,085)𝑇−20
63
𝐶𝑠𝑚á𝑥 = 250 𝑥 (1,085)23,5−20
𝐶𝑠𝑚á𝑥 = 332,6 𝑘𝑔𝐷𝐵𝑂5
ℎ𝑎. 𝑑í𝑎
- Cálculo del área de la laguna
𝐴𝑓 =(10 𝑥 𝐷𝐵𝑂𝑜𝑎 𝑥 𝑄𝑑)
𝐶𝑠𝑚á𝑥
𝐴𝑓 =(10 𝑥 150
𝑘𝑔𝐷𝐵𝑂5𝑚3 𝑥 23855,04
𝑚3
𝑑í𝑎)
332,6 𝑘𝑔𝐷𝐵𝑂5ℎ𝑎. 𝑑í𝑎
𝐴𝑓 = 107584,4 𝑚2
𝐴𝑓1 =107584,4
2 𝑚2
𝐴𝑓1 = 53792,2 𝑚2
- Cálculo del volumen de la laguna
𝑉𝑓1 = 𝐴𝑓1 𝑥 ℎ𝑓1 = 53792,2 𝑚2𝑥 3,5 𝑚
𝑉𝑓1 = 188272,6 𝑚3
- Cálculo del largo y ancho de la laguna
Se aplicó la relación L/W = (1/2)
𝑊 = √𝐴𝑓1
𝑋= √
53792,2 𝑚2
12
𝑊 = 328 𝑚
𝐿 =1
2 𝑥 𝑊 = 164 𝑚
Se corrige el área y volumen de la laguna
Af1 = L x W = 328 m x 164 m = 53792 m2
Vf1 = Af1 x hf = 53792 m2 x 3,5 m = 188272 m3
- Cálculo del tiempo de retención
64
𝑇𝑟𝑓1 =𝑉𝑓1
𝑄𝑑
𝑇𝑟𝑓1 =188272 𝑚3
23855,04𝑚3
𝑑í𝑎
𝑇𝑟𝑓1 = 7,9 𝑑í𝑎𝑠
- Cálculo de la carga superficial removida
𝐶𝑠𝑟 = (0,765 𝑥 𝐶𝑠𝑚á𝑥) − 0,8
𝐶𝑠𝑟 = (0,765 𝑥 332,6 𝑘𝑔𝐷𝐵𝑂5
ℎ𝑎. 𝑑í𝑎) − 0,8
𝐶𝑠𝑟 = 253,6𝑘𝑔𝐷𝐵𝑂5
ℎ𝑎. 𝑑í𝑎
- Concentración de DBO5 en el efluente
𝐷𝐵𝑂𝑒𝑓1 =𝐴𝑓1 𝑥 (Csmax − Csr)
10 𝑥 𝑄𝑑
𝐷𝐵𝑂𝑒𝑓1 =53792 𝑚2 𝑥 (332,6
𝐾𝑔𝐷𝐵𝑂5
ha. día− 253,6
𝐾𝑔𝐷𝐵𝑂5
ha. día)
10 𝑥 23855,04𝑚3
𝑑í𝑎
𝐷𝐵𝑂𝑒𝑓1 = 17,8𝑚𝑔
𝑙
- Cálculo de la concentración de coliformes fecales en el efluente
𝑑 =𝑥
−0,26118 + 0,25392(𝑥) + 1,01368(𝑥2)
𝑑 =
12
−0,26118 + 0,25392 (12) + 1,01368(
12
2
)
𝑑 = 4,2
𝐾𝑏 = 1,1 𝑥 (1.07)𝑇−20 = 1,1 𝑥 (1.07)23,5−20
𝐾𝑏 = 1,39
𝑎 = [1 + (4 𝑥 𝐾𝑏 𝑥 𝑇𝑟𝑓1 𝑥 𝑑)]1/2
65
𝑎 = [1 + (4 𝑥 1,39 𝑥 7,9 𝑥 4,2)]1/2
𝑎 = 13,6
𝑁𝑒
𝑁𝑜=
4 𝑥 𝑎 𝑥 𝑒(1−𝑎)/(2𝑥𝑑)
(1 + 𝑎)2
𝑁𝑒𝑓1 = 4 𝑥 13,6 𝑥 𝑒(1−13,6)/(2𝑥4,2)
(1 + 13,6)2
𝑁𝑒𝑓1 = 5695252,4𝑁𝑚𝑝
100𝑚𝑙
- Cálculo de la eficiencia de remoción de coliformes fecales
%𝐸 =𝑁𝑜 − 𝑁𝑒𝑓1
𝑁𝑜
%𝐸 =100000000
𝑁𝑚𝑝100𝑚𝑙
− 5695252,4𝑁𝑚𝑝
100𝑚𝑙
100000000𝑁𝑚𝑝
100𝑚𝑙
𝑥100
%𝐸 = 94,3% (ver anexo tabla 14).
Finalmente, la configuración lagunar propuesta se compone de dos lagunas de
maduración, se realizó el diseño lagunar de una ya que la otra es réplica de esta.
Para el dimensionamiento calculamos:
- Cálculo del área de la laguna
𝐴𝑚 =𝑄𝑑 𝑥 𝑇𝑟𝑚
ℎ𝑚
𝐴𝑚 =23855,04
𝑚3
𝑑í𝑎 𝑥 6 𝑑í𝑎𝑠
3 𝑚
𝐴𝑚 = 47710,1 𝑚2
𝐴𝑚1 =47710,1
2 𝑚2
𝐴𝑚1 = 23855,04 𝑚2
- Cálculo del largo y ancho de la laguna
Se aplicó la relación L/W = (1/2)
66
𝑊 = √𝐴𝑚1
𝑋= √
23855,04 𝑚2
12
𝑊 = 218,4 𝑚 = 218 𝑚
𝐿 =1
2 𝑥 𝑊 = 109 𝑚
Se corrige el área y volumen de la laguna
Am1 = L x W = 218 m x 109 m = 23762 m2
Vm1 = Af1 x hf1 = 23762 m2 x 3 m = 71286 m3
- Cálculo de la carga superficial máxima
𝐶𝑠𝑚á𝑥 =10 𝑥 17,8
𝑚3
𝑑í𝑎 𝑥 23855,04
𝑚3
𝑑í𝑎23855,04 𝑚2
𝐶𝑠𝑚á𝑥 = 178𝐾𝑔𝐷𝐵𝑂5
ℎ𝑎. 𝑑í𝑎
- Cálculo de la carga superficial removida
𝐶𝑠𝑟 = (0,765 𝑥 𝐶𝑠𝑚á𝑥) − 0,8
𝐶𝑠𝑟 = (0,765 𝑥 178 𝐾𝑔𝐷𝐵𝑂5
ℎ𝑎. 𝑑í𝑎) − 0,8
𝐶𝑠𝑟 = 135,4𝐾𝑔𝐷𝐵𝑂5
ℎ𝑎. 𝑑í𝑎
- Concentración de DBO5 en el efluente
𝐷𝐵𝑂𝑒𝑚1 =𝐴𝑚1 𝑥 (Csmax − Csr)
10 𝑥 𝑄𝑑
𝐷𝐵𝑂𝑒𝑚1 =23855,04 𝑚2 𝑥 (178
𝐾𝑔𝐷𝐵𝑂5
ha. día− 135,4
𝐾𝑔𝐷𝐵𝑂5
ha. día)
10 𝑥 23855,04𝑚3
𝑑í𝑎
𝐷𝐵𝑂𝑒𝑚1 = 4,26𝑚𝑔
𝑙
- Cálculo de la eficiencia de remoción de DBO5 en el efluente
67
𝐸 =𝐷𝐵𝑂𝑒𝑓 − 𝐷𝐵𝑂𝑒𝑚1
𝐷𝐵𝑂𝑒𝑓𝑥100
𝐸 =17,8
𝑚𝑔𝑙
− 4,26𝑚𝑔
𝑙
17,8𝑚𝑔
𝑙
𝑥100
𝐸 = 76,1%
- Cálculo de la concentración de coliformes fecales en el efluente
𝑑 =𝑥
−0,26118 + 0,25392(𝑥) + 1,01368(𝑥2)
𝑑 =
12
−0,26118 + 0,25392 (12
) + 1,01368(12
2
)
𝑑 = 4,2
𝐾𝑏 = 1,1 𝑥 (1.07)𝑇−20 = 1,1 𝑥 (1.07)23,5−20
𝐾𝑏 = 1,39
𝑎 = [1 + (4 𝑥 𝐾𝑏 𝑥 𝑇𝑟𝑓1 𝑥 𝑑)]1/2
𝑎 = [1 + (4 𝑥 1,39 𝑥 6 𝑥 4,2)]1/2
𝑎 = 11,9
𝑁𝑒
𝑁𝑜=
4 𝑥 𝑎 𝑥 𝑒(1−𝑎)/(2𝑥𝑑)
(1 + 𝑎)2𝑥 𝑁𝑒𝑓1
𝑁𝑒𝑚1 = 4 𝑥 11,9 𝑥 𝑒(1−11,9)/(2𝑥4,2)
(1 + 11,9)2𝑥5695252, 4
𝑁𝑒𝑚1 = 445032,5𝑁𝑚𝑝
100𝑚𝑙
- Cálculo de la eficiencia de remoción de coliformes fecales
%𝐸 =𝑁𝑜𝑓 − 𝑁𝑒𝑚1
𝑁𝑜𝑓
%𝐸 =5695252,4
𝑁𝑚𝑝100𝑚𝑙
− 445032,5𝑁𝑚𝑝
100𝑚𝑙
5695252,4𝑁𝑚𝑝
100𝑚𝑙
𝑥100
68
%𝐸 = 92,2% (ver anexo tabla 15).
Una vez que se realizó la propuesta de rediseño teórico lagunar para evaluar la
eficiencia de esta se toman como datos los porcentajes de remoción obtenidos del
sistema lagunar real (ver anexo tabla 16) y el propuesto (ver anexo tabla 17).
Mediante la recolección de datos de los archivos de caracterización obtenidos
del departamento de Análisis y calidad de Agua de la Empresa EMAPA-EP DAULE
realizamos los análisis porcentual de remoción de contaminantes de la
configuración lagunar existente y en funcionamiento dándonos los siguientes
resultados 95,20% remoción de coliformes fecales; 77,07% remoción del DQO;
61,45% en SST, 59,90% en DBO, 44,56% en remoción de Nitrógeno y un 16,40%
en remoción de fósforo (ver anexo tabla 16, figura 14) y finalmente el porcentaje
para el sistema lagunar de oxidación fue un 95,20%. Según Ortiz (2014) “la
eficiencia de cada proceso unitario corresponde a los siguientes valores: DBO (70-
85%), DQO (70-90%), Nitrógeno (30-50%), Fósforo (20-60%), SST (80-90%), CF
(> 90%)” en el análisis se observó que el sistema no cumple las eficiencias teóricas
asignadas para DQO, SST y fósforo mientras que DBO, nitrógeno y Coliformes
Fecales se encuentra dentro de las eficiencias teóricas para estos sistemas de
tratamiento de aguas residuales mediante métodos de oxidación.
Los porcentajes de remoción porcentual teórica del rediseño en la configuración
lagunar fue 98,6 % para la DBO siendo esta mayor con 38,7 puntos porcentuales a
la remoción real de DBO mientras que para los coliformes fecales la remoción
porcentual teórica de diseño fue de 99,6% siendo esta de mayor en 4,4 puntos
porcentuales a la remoción real.
69
4.3 Calculó del porcentaje de remoción de carga contaminante y patógenos,
comparando el cumplimiento con la norma ambiental vigente.
Para realizar el análisis de porcentaje de remoción de los principales parámetros
DBO, DQO, SST, NT, P y coliformes fecales se lo hizo mediante la fórmula
establecida por Romero, 2009. El LMP se lo realizó por parámetro fisicoquímico
(exceptuando oxígeno disuelto y conductividad eléctrica) y microbiológico mediante
una representación lineal y se efectuó el cálculo de medias y medianas para su
comparación de cumplimiento según lo estipulado en el TULSMA LIBRO VI ANEXO
1 TABLA 12 (Límites de descarga a un cuerpo de agua dulce) (ver figura 15).
Observando el gráfico del pH (ver anexo figura 4) se determinó que el efluente
en todo el período de estudio cumple la norma ambiental vigente, esto se ve
reflejado en el valor de la media el cual nos da un valor de afluente de 7,03 y
efluente 7,95 a lo largo del período de estudio, adicionalmente se realizó el cálculo
de la mediana con el fin de obtener un valor más exacto ya que la media se ve
afectada por tener una mayor dispersión de datos, en donde se obtuvo un valor de
mediana para el afluente de 7,07 y efluente 7,98 indicándonos que no existe mayor
diferencia entre los valores de media y mediana.
Según los LMP para la temperatura en los meses de jun-19, ago-19, feb-20, mar-
20, no cumplen con la normativa ambiental vigente (ver figura 6). Al realizar el
análisis de la media nos arroja un valor para el afluente de 27,52 y efluente 30,08
a lo largo del período de estudio, adicionalmente se realizó el cálculo de la mediana
con el fin de obtener un valor más exacto ya que la media se ve afectada por tener
una mayor dispersión de datos, en donde se obtuvo un valor de mediana para el
afluente de 27,52 y efluente 30,25 indicándonos que no existe mayor diferencia
entre los valores de media y mediana.
70
Mediante los datos obtenidos para la DBO (ver figura 8) se observa que el agua
cruda durante todo el período de estudio ingresa al sistema lagunar cumpliendo con
los límites máximos permisibles por ende la calidad del efluente para descargas al
río Daule se mantiene en parámetros de cumplimiento. Con respecto a los
porcentajes de remoción el mínimo ocurre en el mes de ene-2020 (invierno) con un
valor del 23,88% y el mayor en el mes de may-20 (invierno) con un valor del 94,04%.
El cumplimiento con la normativa se ve reflejado en el valor de la media el cual
nos da con respecto al afluente 32,08 y efluente 12,86 a lo largo del período de
estudio, adicionalmente se realizó el cálculo de la mediana con el fin de obtener un
valor más exacto ya que la media se ve afectada por tener una mayor dispersión
de datos, en donde se obtuvo un valor de mediana para el afluente de 29,50 y
efluente 14,00 indicándonos que no existe mayor diferencia entre los valores de
media y mediana.
Para la Demanda Química de Oxígeno se observó que en el mes de nov-19
(verano) ingresó el máximo valor de DQO con 487,34 mg/l sobre los límites
máximos permisibles sin embargo mediante el proceso en la laguna de oxidación
se da un porcentaje de remoción del 75,99% resultando un efluente de 117 mg/l
por debajo de los LMP cumpliendo con la normativa ambiental vigente. Para el mes
de may-20 (invierno) ingresa el valor de afluente mínimo con 189,43 mg/l
cumpliendo con los LMP y en este mes se dio el mayor porcentaje de remoción de
89,97% arrojando un valor para el efluente mínimo de 19 mg/l (ver figura 9). La
media nos da un valor de afluente de 316,34 por encima de los LMP y efluente
72,54 cumpliendo los LMP a lo largo del período de estudio, adicionalmente se
realizó el cálculo de la mediana con el fin de obtener un valor más exacto ya que la
media se ve afectada por tener una mayor dispersión de datos, en donde se obtuvo
71
un valor de mediana para el afluente de 299,53 y efluente 73,75 indicándonos que
figura 10 no existe mayor diferencia entre los valores de media y mediana y que en
ambos casos el efluente arroja valores de cumplimiento con la norma.
Analizando los resultados de los SST se verificó que todos los valores de nuestro
período de estudio cumplen con la normativa ambiental vigente , esto se ve
reflejado en el valor de la media el cual nos da un valor de afluente de 42,58 y
efluente 16,42 a lo largo del período de estudio cumpliendo con los LMP
adicionalmente se realizó el cálculo de la mediana con el fin de obtener un valor
más exacto ya que la media se ve afectada por tener una mayor dispersión de
datos, en donde se obtuvo un valor de mediana para el afluente de 40,00 y efluente
12,00 indicándonos que no existe mayor diferencia entre los valores de media y
mediana.
Para el Nt el mayor porcentaje de remoción se registró en el mes de mayo
(invierno) con un valor de 63,54% y el menor en el mes de nov-2019 (verano) con
un valor de 14,75%. En el cálculo de medias y medianas tenemos los valores de
afluente de 38,98 y efluente 21,61 a lo largo del período de estudio y para la
mediana un valor de afluente de 30,75 y efluente 17,35 indicándonos que existe
una diferencia entre los valores de media y mediana, debido a que la mediana se
ve afectada al tener una mayor dispersión de datos, sim embargo los valores se
encuentran dentro de los LMP (ver figura 11).
Analizando el parámetro fósforo se tuvo una remoción total del 100% en la época
de verano en el mes de jun-19, mientras tanto se obtuvo en el mes de nov-19 el
menor porcentaje de remoción con un 5,27% la distribución de estos valores en el
tiempo siempre estuvieron bajo la norma ambiental vigente para descarga con un
valor máximo de 10 mg/l (ver figura 12), esto se ve reflejado en el valor de la media
72
el cual nos da un valor de afluente de 4,53 y efluente 3,78 a lo largo del período de
estudio, adicionalmente se realizó el cálculo de la mediana con el fin de obtener un
valor más exacto ya que la media se ve afectada por tener una mayor dispersión
de datos, en donde se obtuvo un valor de mediana para el afluente de 3,61 y
efluente 3,15 indicándonos que no existe mayor diferencia entre los valores de
media y mediana y ambos cumpliendo con los LMP.
Para el análisis de coliformes fecales (ver anexo tabla 12, figura 13) se obtuvo el
valor máximo de concentración en el afluente en el mes de may-20 (invierno) con
48000 Nmp/100ml y el efluente fue de 600 Nmp/100 ml en este mismo mes se logró
el mayor porcentaje de remoción con un 99%, el menor valor de concentración en
el afluente ocurrió en ago-2019 (verano) con 4500 Nmp/100 ml y el efluente fue de
500 Nmp/100 ml. Durante el período de estudió el afluente ingreso con valores
sobre los LMP sin embargo el agua de descarga cumplió con los valores
especificados en la normativa ambiental vigente, esto se ve reflejado en el valor de
la media el cual nos da un valor de afluente de 13411,58 y efluente 644,00 a lo largo
del período de estudio, adicionalmente se realizó el cálculo de la mediana con el fin
de obtener un valor más exacto ya que la media se ve afectada por tener una mayor
dispersión de datos, en donde se obtuvo un valor de mediana para el afluente de
9250,00 y efluente 615,00 indicándonos que existe una diferencia representativa
entre los valores de media y mediana para el afluente sin embargo el efluente
cumple los LMP en ambos casos.
73
4.4 Manual de mantenimiento de las lagunas de oxidación que permitan un
aumento en la eficiencia en la remoción de carga contaminante y patógenos.
CONTENIDO
1. Introducción………………………………………………………………….………3
2. Objetivos……………………………………………………………………….……..3
2.1 Objetivo General……………………………………………………………….……3
2.2 Objetivos Específicos……………………………………………………………....4
3. Personal, responsabilidades y equipamiento administrativo ………….…..4
3.1 Personal Necesario…………………………………………………….……….…..4
Cuadro1. Personal necesario para el mantenimiento de las
lagunas……………………………………………………………………………….......4
3.2 Descripción de responsabilidades………………………………………………...4
3.3 Documentación requerida por el jefe de la planta…………………………….…7
3.4 Equipo de trabajo……………………………………………………………………7
3.5 Requerimientos complementarios…………………………………………………8
4. Proceso de Mantenimiento para las Lagunas de Oxidación………………...8
Cuadro 2. Mantenimiento a tuberías de distribución…………………………………9
Cuadro 3. Mantenimiento de Rejas y rejillas………………………………………….9
Cuadro 4. Mantenimiento de lagunas de estabilización……………………………10
Bibliografía……………………………………………………………………………..10
3
1. Introducción
Las lagunas de oxidación cuando están correctamente diseñadas, construidas
y mantenidas tienen la característica de contar con una alta capacidad de remoción
de carga orgánica y biológica, y además que no afecta al medio ambiente ni
producen problemas a la comunidad.
El potencial de máxima utilidad de un sistema de lagunas de estabilización es
obtenido mediante un adecuado mantenimiento realizado por operadores
debidamente capacitados.
El mantenimiento adecuado favorece de muchas formas, en primer lugar,
acredita al operador y subordinados ante la comunidad y así mismo presenta una
imagen positiva de la Empresa Prestadora de Servicios.
2. Objetivos
2.1 Objetivo General
Establecer procedimientos de Mantenimiento al sistema lagunar implantado en
la empresa “EMAPA DAULE” con el fin de garantizar el desempeño de depuración
de las aguas residuales que se tratan en la empresa
2.2 Objetivos Específicos
• Proporcionar una guía adecuada a seguir por eventuales problemas que
puedan suscitarse al momento de realizar el mantenimiento del sistema
lagunar.
• Mantener los linderos y áreas periféricas del sistema lagunar en óptimas
condiciones y evitar la proliferación de vegetación.
4
• Capacitar constantemente al personal sobre el correcto mantenimiento
lagunar para los procesos externos a la depuración del agua residual.
3. Personal, responsabilidades y equipamiento administrativo
3.1 Personal Necesario
Para determinar el personal para el mantenimiento de las lagunas de oxidación
es importante tener presente el tamaño de la instalación, así como también los
procesos de tratamiento dentro de esta, todo esto se lleva a cabo con la finalidad
que las lagunas de oxidación operen con el personal idóneo y de manera correcta.
A continuación, en el cuadro 1 se detalla el personal requerido para realizar las
actividades de mantenimiento en las lagunas de oxidación.
Cuadro 1. Personal necesario para el mantenimiento de las lagunas
3.2 Descripción de responsabilidades
Jefe de Planta
El ingeniero supervisor será el responsable del funcionamiento de las lagunas,
de la misma manera debe tener conocimientos sobre el mantenimiento de estos
sistemas y deberá ser capacitado periódicamente. Las funciones que deberá
desempeñar son:
• Dirigir las acciones de mantenimiento de las lagunas de oxidación y
ejercer autoridad directa sobre el personal bajo su responsabilidad.
• Coordinar con el Ingeniero Químico (laboratorista) los aspectos relativos
al control de la calidad de las aguas residuales crudas y tratadas.
Jefe de Planta
Ingeniero Ambiental (Director Departamento Ambiental)
Ingeniero Químico, Laboratorio o afines (supervisor de laboratorio)
Electromecánico
Obreros
Operadores (maquinaria pesada, vehículos y herramientas)
5
• Elaborar periódicamente los informes relativos al mantenimiento de las
lagunas de oxidación.
• Capacitar al personal que labora en las lagunas de oxidación en lo
referente a labores de mantenimiento.
Ingeniero Ambiental
Será el encargado de coordinar las interacciones entre el GAD de Daule
y la empresa prestadora de servicios para el tratamiento de aguas residuales
EMAPA-EP Daule. Estará a cargo de las siguientes funciones:
• Toma de muestras de agua residual para el análisis de calidad.
• Coordinar con el laboratorista el análisis fisicoquímico y microbiológico
del agua residual.
• Realizar un informe de cumplimiento ambiental.
Ingeniero Químico (laboratorista)
Las actividades para desarrollar por el laboratorista serán:
• Registrar y archivar adecuadamente los resultados de los análisis
realizados a las muestras de aguas residuales.
• Solicitar con tiempo previsto insumos, equipos, étc necesarios para
realizar las determinaciones analíticas programadas.
• Informar al Jefe de Planta sobre los resultados de las pruebas analíticas
en general.
Electromecánico
Dentro de las actividades a ser desarrolladas tenemos:
6
• Efectuar un mantenimiento preventivo de los equipos eléctricos y
mecánicos de las lagunas de oxidación, manteniendo un registro de
incidencias.
• Realizar un mantenimiento correctivo de todos los equipos
electromecánicos.
• Realizar un inventario inicial de todos los equipos eléctricos y mecánicos
de las lagunas de oxidación y actualizarlo periódicamente.
Obreros
Tenemos las siguientes actividades:
• Mantener limpias las estructuras de llegada de aguas residuales.
• Realizar la limpieza y mantenimiento de los taludes de los diques.
• Retirar las natas de la superficie de agua de las lagunas facultativas.
• Retirar el material y objetos que interfieren en la distribución de las aguas
residuales crudas o tratadas.
• Limpiar y guardar cuidadosa y correctamente el equipo de trabajo
concluida las actividades diarias
Operadores
Dentro de sus actividades tenemos:
• Coordinar las actividades de su responsabilidad con el Jefe de Planta.
• Supervisar el cumplimiento de todas las labores de mantenimiento
especificadas para las lagunas de oxidación y ejercer autoridad directa
sobre todos los obreros.
7
• Supervisar la manipulación de las compuertas de ingreso a la planta de
tratamiento y de los dispositivos de distribución de las aguas residuales
a las diferentes lagunas de estabilización.
• Supervisar la limpieza de las rejillas en las horas de mayor o menor
volumen de sólidos retenidos.
3.3 Documentación requerida por el jefe de la planta
• Manual de mantenimiento
• Planos de construcción del sistema lagunar
• Registros de análisis de calidad de agua
• Registros de mantenimiento
• Bitácora de observaciones
3.4 Equipo de trabajo
Algunos equipos y herramientas que serán utilizados para cumplir con los
mantenimientos preventivos, correctivos y predictivos en este manual son:
• Equipos de jardinería
o Rastrillos
o Podadora manual
o Podadora eléctrica
o Tijeras de corte
o Pala
o Pico
o Carretilla
• Vehículos
o Tractor
o Pala mecánica
8
o Camioneta
• Herramientas varias
o Desnatador de 12” de diámetro (malla metálica de 3 mm de
abertura) con asa metálica de 2 mts de largo
3.5 Requerimientos complementarios
Para el buen funcionamiento y realización de los mantenimientos requeridos
en las lagunas de oxidación es necesario contar con varios servicios
complementarios como:
o Suministro de agua potable constante
o Sistema de recolección de residuos solidos
o Distribuidor de insumos químicos (desinfectantes, pinturas,
control de plagas y reactivos químicos)
4. Proceso de Mantenimiento para las Lagunas de Oxidación
Realizar un mantenimiento rutinario de las lagunas de oxidación debe ser el
objetivo del operador. A continuación, se detallará el mantenimiento a realizar por
unidad de tratamiento.
Cuadro 2. Mantenimiento a tuberías de distribución
Actividades Frecuencia Requerimientos
1 Inspeccionar el estado de las
tuberías de distribución en la entrada de la planta para evitar obstrucciones en el sistema
Diario Operador
2 Retirar los sólidos que
obstruyan el paso del agua residual
Diario Palas, rastrillos
3 Mantenimiento y limpieza de tuberías
Mensual Tirabuzón
4 Verificar el estado de las
compuertas de acceso a la planta de tratamiento
Semanal Operador
9
Fuente: (Movilla, 2012) Elaboración: Guamán,2021
Cuadro 3. Mantenimiento de Rejas y rejillas
Actividades Frecuencia Requerimientos
1 Limpieza manual de
rejas y rejillas retirando el material suspendido
Diario Operador
2
Llevar los sólidos, basura y materiales retirados a los lechos de secado
Diario Palas, rastrillos, baldes,
carretillas
3
Disponer los sólidos una vez secados para ser retirados por la empresa de aseo
Semanal Empresa de aseo
4 Pintada de rejas,
rejillas y accesorios Semestral
Anticorrosivo, pintura, brocas, cepillos para retiro de
óxidos
Fuente: (Movilla, 2012) Elaboración: Guamán,2021
Cuadro 4. Mantenimiento de lagunas de estabilización
Actividades Frecuencia Requerimientos
1 Inspección del estado y
funcionamiento del sistema lagunar
Diario Operador
2 Remoción y retiro de
espumas, natas o material flotante
Diario
Cucharones de mango largo, cuchara grande de
malla metálica, mangueras, carretilla,
palas
3 Remover y retirar la
vegetación Diario Rastrillo y Criba
4 Verificar el nivel de las
lagunas Diario Operador
5 Lubricación de compuertas y accesorios
Semestral Lubricante
10
5
Mantener los bordes, caminos y accesos a las unidades y caminos adyacentes a las lagunas de oxidación libres de maleza
Semestral Podadoras, machete,
rastrillo. Palas, picos
6 Podar los taludes internos y
externos Mensual Podadoras
7 Verificación del grado de
sedimentación de las lagunas Semestral Operador
8 Retiro de arena, lodos y
sedimentos Anual
Retroexcavadora, palas, balde, carretilla
Fuente: (Movilla, 2012)
Elaboración: Guamán,2021
Bibliografía
Córdova, R. (2011). Guía para la Operación y Mantenimiento de Lagunas de Oxidación y
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69
5. Discusión
Una vez realizado el rediseño lagunar teórico para tratar las aguas residuales del
cantón Daule se pudo comprobar que la metodología por la cual se realizó es
eficiente, se puede resaltar que el optar por este rediseño de lagunas de oxidación
facilita el rendimiento que tendrá el tratamiento de las aguas residuales en
cuestiones de calidad ya que las áreas superficiales y el volumen de las lagunas
obtenidos son capaces de soportar las cargas orgánicas que el agua transporta y
de esta manera realizar un tratamiento adecuado a ésta.
Mediante el rediseño propuesto los parámetros de DBO y coliformes fecales
cumplen los parámetros estipulados con una remoción de DBO= 98,5 % y
Coliformes fecales= 99,6% donde Yance & Villanueva (2017) en sistemas similares
obtuvieron una remoción de DBO= 84,2% y un 77,3% para coliformes fecales.
Pinzón & González (2015) determinaron un diseño de una alternativa de
tratamiento a las aguas residuales por lagunas de oxidación en el casco urbano del
Municipio de Pacho – Cundinamarca mediante parámetros de caracterización de
las aguas residuales (DBO, coliformes totales, sólidos en suspensión), por medio
del diseño de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) un esquema
adecuado de lagunas de estabilización utilizando la norma RAS 2000 obteniendo
los siguientes resultados: Tiempo de retención laguna anaeróbica= 3 días, laguna
facultativa= 9 días y laguna de maduración= 10 días; volumen de la laguna
anaeróbica= 11086,24 m3, laguna facultativa= 33258,73 m3 y laguna de
maduración 36954,14 m3; profundidad de la laguna anaeróbica= 3,8 m, laguna
facultativa= 2,1 m y laguna de maduración= 1,2 m; DBO laguna anaeróbica= 94,70
mg/L, DBO laguna facultativa= 0 mg/L y DBO laguna de maduración= 0 mg/L;
Eficiencia laguna anaeróbica= 50%, eficiencia laguna facultativa= 89% en relación
70
a nuestro estudio se obtuvieron tiempos de retención para la laguna anaerobia =
0,21 días , laguna facultativa= 7,9 días, laguna de maduración= 6 días; volumen
lagunar anaeróbico= 5046 m3, laguna facultativa= 188272 m3, laguna de
maduración= 71286 m3; profundidad de la laguna anaeróbica= 3 m, laguna
facultativa= 3,5 m y laguna de maduración= 3 m; Eficiencia laguna anaeróbica=
50%, laguna facultativa= 88,1% y laguna de maduración 75,6% esta comparación
reflejó valores similares para el diseño, tomando en comparación que la carga
contamínate inicial es la misma sin embargo la configuración lagunar difiere una de
la otra. Los porcentajes de remoción de carga contaminante en el sistema lagunar
en funcionamiento en comparación con el porcentaje de remoción de contaminante
teórico de rediseño tienen una variación porcentual de 3,4%, sin embargo, para
ambos casos según Romero (2009) los porcentajes de remoción se encuentran
dentro de los parámetros.
Para evaluar la eficiencia en las lagunas de oxidación del cantón Daule se
analizaron los parámetros más importantes y comparados con la norma ambiental
vigente TULSMA LIBRO VI ANEXO 1 (Límites de descarga aun cuerpo de agua
dulce); donde estos valores promedio de la calidad de agua del efluente DBO (12,86
mg/l), DQO (72,54 mg/l), SST (16,42 mg/l), Nt (21,61mg/l), P (3,78 mg/l) y CF
(644,00 NMP/100ml) en donde cumplen con la normativa ambiental vigente para
descargas a un cuerpo receptor de agua dulce, en el estudio realizado a las salida
del sistema lagunar de Yaguachi por Malave & Quillay (2019) la evaluación de los
parámetros fisicoquímicos de agua para descarga obtuvo DBO (179 mg/l), DQO
(224 mg/l), SST (974 mg/l), Nt (110mg/l) y CF (54000 NMP/100ml) no cumplen con
la normativa ambiental vigente para descargas a un cuerpo receptor de agua dulce
lo que refleja el mal funcionamiento de su sistema de oxidación lagunar.
71
6. Conclusiones
Mediante el rediseño de las lagunas de oxidación para el año 2020 se obtuvo
como resultado un área total de 16,2 ha, siendo este mucho menor que las lagunas
ya construidas observando que este no es uno de los problemas para que el
sistema de tratamiento no cumpla con los límites de descarga, el sistema lagunar
propuesto resulta eficiente ya que cumple con los parámetros de remoción
establecidos de los elementos primarios de DBO y Coliformes fecales.
A través de la caracterización de los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos
se obtuvieron seis análisis con los que se calculó la eficiencia de remoción de
materia orgánica, estos son: DBO, DQO, Sólidos Suspendidos Totales, fósforo,
Nitrógeno total y coliformes fecales.
Los cálculos detallados muestran una eficiencia de remoción en las lagunas de
oxidación para la DBO del 59,90%, Nt del 44,56% y Coliformes fecales de 95,20%,
cumpliendo con las eficiencias teóricas para estos sistemas de tratamiento.
El sistema lagunar para el tratamiento de aguas residuales del cantón Daule
cumple con las normas ambientales estipuladas en el TULSMA Libro VI Anexo 1
Tabla 12 (límites de descarga a un cuerpo receptor de agua dulce) se analizó
también otros parámetros importantes los cuales fueron: pH, Oxígeno Disuelto,
Temperatura, Conductividad eléctrica, DBO, DQO, SST, Nt, P y coliformes fecales.
De los factores anteriormente mencionados demostraron que la descarga de éstos
hacia el río Daule cumplen con lo permitido. Como se observó la concentración más
elevada es la de los coliformes fecales, notándose que el agua cruda del río ya está
contaminada aún antes de ingresar al sistema lagunar.
72
La creación del manual de mantenimiento es una pieza clave para el
acompañamiento y perpetuidad de las condiciones del sistema lagunar con relación
a los porcentajes de remoción de contaminantes del agua a tratar.
73
7. Recomendaciones
Durante el rediseño lagunar, es imprescindible tener en cuenta los parámetros
de la caracterización del agua residual, los principales son DBO, DQO, Sólidos
Totales, Nitrógeno Total, Fósforo y Coliformes Fecales, que en este proyecto de
investigación fueron obtenidos de los informes de análisis de agua que reposan en
los archivos del Departamento Ambiental de la empresa EMAPA-EP Daule.
Tomando en cuenta el acelerado crecimiento poblacional, es recomendable
aumentar el área total del sistema para de esta manera incrementar la eficiencia de
remoción de carga contaminante y de esta manera obtener valores de descarga
que cumplan con las normas vigentes en el país.
Realizar monitores periódicos del efluente mediante un análisis fisicoquímico y
microbiológico en el laboratorio con la finalidad de comparar la información obtenida
con la normativa ambiental vigente y de esta manera contar con registros de la
eficiencia del funcionamiento de las lagunas de oxidación del cantón.
Impartir charlas acerca de las buenas prácticas ambientales con el fin de
minimizar la contaminación que existe en el río que se puede ver influenciado a
posibles descargas ilegales por parte de la población rural.
Contratar asistencia técnica calificada en Ingenieros Ambientales con el fin de
llevar a cabo actualizaciones que van a ser evidenciadas mediante la eficiencia
presentada en las lagunas de oxidación.
Es aconsejable el cumplimiento de la normativa ambiental vigente de los
parámetros fisicoquímicos y microbiológicos tanto de afluentes como efluentes
tratados y así incrementar la eficiencia de las lagunas de oxidación y así evitar la
contaminación del recurso hídrico (Río Daule), donde es realizada la descarga del
efluente.
74
Implementar mediante charlas y capacitaciones a los trabajadores el manual de
mantenimiento desde el momento que sea aprobado y entregado a la empresa.
75
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81
9. Anexos
9.1 Anexo 1.Tablas complementarias
Tabla 1. Geolocalización del área de estudio
Ubicación Este (m)
Norte (m)
Norte 611787 9792164
Sur 611816 9791876
Este 612036 9792069
Oeste 611553 9791972
Coordenadas geográficas UTM de localización del área de estudio Daule UTM WGS 1984 Datum, Zona 17 Sur, Meridiano 81dW. Guamán, 2020
Tabla 2. Límites Máximos Permisibles de descargas a un cuerpo de agua dulce TULSMA
Parámetros Expresado como Unidad Límite máximo
permisible
Aceites y Grasas Sustancias solubles en
hexano mg/l 30
Alkil mercurio mg/l No detectable
Aluminio Al mg/l 5
Arsénico total As mg/l 0,1
Bario Ba mg/l 2
Boro total B mg/l 2
Cadmio Cd mg/l 0,02
Cianuro total CN- mg/l 0,1
Cloro Activo Cl mg/l 0,5
Cloroformo Extracto carbón cloroformo ECC
mg/l 0,1
Cloruros Cl- mg/l 1000
Cobre Cu mg/l 1
Cobalto Co mg/l 0,5
Coliformes Fecales Nmp/100 ml 2000
Color real1 Color real unidades de
color Inapreciable en dilución: 1/20
Compuestos fenólicos Fenol mg/l 0,2
Cromo hexavalente Cr+6 mg/l 0,5
82
Demanda Bioquímica de Oxígeno (5 días)
D.B.O5. mg/l 100
Demanda Química de Oxígeno
D.Q.O. mg/l 250
Estaño Sn mg/l 5
Fluoruros F mg/l 5
Fósforo Total P mg/l 10
Hierro total Fe mg/l 10
Hidrocarburos Totales de Petróleo
TPH mg/l 20
Manganeso total Mn mg/l 2
Materia flotante Visibles Ausencia
Mercurio total Hg mg/l 0,005
Níquel Ni mg/l 2
Nitrógeno Amoniacal N mg/l 30
Nitrógeno Total Kjedahl N mg/l 50
Organoclorados totales Concentración de
organoclorados totales mg/l 0,05
Organofosforados totales Concentración de
organofosforados totales mg/l 0,1
Plata Ag mg/l 0,1
Plomo Pb mg/l 0,2
Potencial de hidrógeno pH 6—9
Selenio Se mg/l 0,1
Sólidos Suspendidos SST mg/l 130
Sólidos Totales ST mg/l 1600
Sulfatos SO4= mg/l 1000
Sulfuros S mg/l 0,5
Temperatura °C Condición Natural ±3
Tensoactivos Sustancias activas al azul
de metileno mg/l 0,5
Tetracloruro de carbono Tetracloruro de carbono mg/l 1
83
Zinc Zn mg/l 5
TULSMA. Libro VI. Anexo 1. Tabla 12 Guamán,2020
Tabla 3. Valores anuales del Potencial de hidrógeno (pH)
LMP: 6-9
Afluente Efluente Límite Máximo Permisible % Variación
VERANO
jun-19 7,18 7,46 6 9 3,90%
jul-19 6,78 7,98 6 9 17,70%
ago-19 7,59 8,39 6 9 10,54%
sep-19 7,07 7,98 6 9 12,87%
oct-19 6,23 8,12 6 9 30,34%
nov-19 7,67 7,92 6 9 3,26%
INVIERNO
dic-19 7,07 8,09 6 9 14,43%
ene-20 7,62 8,11 6 9 6,43%
feb-20 6,64 7,68 6 9 15,66%
mar-20 7,55 8,50 6 9 12,58%
abr-20 6,55 7,34 6 9 12,06%
may-20 6,44 7,84 6 9 21,74%
Guamán, 2020
Tabla 4. Valores anuales de Oxígeno disuelto (O2)
LMP: >6 mg/l
Afluente
(mg/l) Efluente
(mg/l) LMP
(mg/l) % Variación
VERANO
jun-19 7,38 3,57 6 -51,63%
jul-19 7,11 4,18 6 -41,21%
ago-19 8,13 2,87 6 -64,70%
sep-19 8,26 3,83 6 -53,63%
oct-19 9,45 1,98 6 -79,05%
nov-19 5,87 1,84 6 -68,65%
INVIERNO
dic-19 6,32 7,10 6 12,34%
ene-20 5,50 7,10 6 29,09%
feb-20 5,60 4,29 6 -23,39%
mar-20 5,89 2,55 6 -56,71%
abr-20 5,82 1,80 6 -69,07%
may-20 5,37 3,47 6 -35,38%
Guamán, 2020 Tabla 5. Valores anuales de Temperatura (T°)
LMP: Condición Natural ±3 (°C)
Afluente
(°C) Efluente
(°C) % Variación
VERANO
jun-19 27,80 31,00 11,51%
jul-19 26,30 28,80 9,51%
ago-19 26,30 29,40 11,79%
sep-19 26,00 28,80 10,77%
84
oct-19 27,30 28,90 5,86%
nov-19 25,30 28,20 11,46%
INVIERNO
dic-19 28,80 30,40 5,56%
ene-20 27,50 30,10 9,45%
feb-20 29,60 32,90 11,15%
mar-20 26,60 30,70 15,41%
abr-20 30,00 31,30 4,33%
may-20 28,70 30,50 6,27%
Guamán, 2020
Tabla 6. Valores anuales de Conductividad eléctrica (σ)
LMP: - (uS/cm)
Afluente
(uS/cm) Efluente (uS/cm)
% Remoción
jul-19 715,00 594,00 16,92%
ago-19 645,00 472,00 26,82%
sep-19 810,00 707,00 12,72%
oct-19 798,00 707,00 11,40%
nov-19 684,00 535,00 21,78%
INVIERNO
dic-19 676,00 554,00 18,05%
ene-20 703,00 547,00 22,19%
feb-20 680,00 560,00 17,65%
mar-20 598,00 554,00 7,36%
abr-20 683,00 549,00 19,62%
may-20 589,00 561,00 4,75%
Guamán, 2020
Tabla 7. Valores anuales de Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO)
LMP: 100 (mg/l)
Afluente
(mg/l) Efluente
(mg/l) LMP
(mg/l) % Remoción
VERANO
jun-19 23,00 17,00 100 26,09%
jul-19 28,00 11,60 100 58,57%
ago-19 34,00 15,00 100 55,88%
sep-19 26,00 3,70 100 85,77%
oct-19 34,00 18,00 100 47,06%
nov-19 23,00 13,00 100 43,48%
INVIERNO
dic-19 37,00 18,50 100 50,00%
ene-20 25,00 19,03 100 23,88%
feb-20 28,00 5,80 100 79,29%
mar-20 31,00 19,00 100 38,71%
abr-20 50,00 11,00 100 88,78%
may-20 46,00 2,74 100 94,04%
Guamán, 2020
Tabla 8. Valores anuales de Demanda Química de Oxígeno (DQO)
85
LMP: 250 (mg/l)
Afluente
(mg/l) Efluente
(mg/l) LMP
(mg/l) % Remoción
VERANO
jun-19 289,32 85,00 250 70,62%
jul-19 309,73 73,50 250 76,27%
ago-19 276,34 74,00 250 73,22%
sep-19 248,94 70,00 250 71,88%
oct-19 398,76 90,00 250 77,43%
nov-19 487,34 117,00 250 75,99%
INVIERNO
dic-19 274,58 68,00 250 75,23%
ene-20 312,45 70,01 250 77,59%
feb-20 365,54 75,00 250 79,48%
mar-20 245,43 52,00 250 78,81%
abr-20 398,21 77,00 250 80,66%
may-20 189,43 19,00 250 89,97%
Guamán, 2020
Tabla 9. Valores anuales de Sólidos Suspendidos Totales (SST)
LMP: 130 (mg/l)
Afluente
(mg/l) Efluente
(mg/l) LMP
(mg/l) % Remoción
VERANO
jun-19 24,00 10,00 130 58,33%
jul-19 20,00 23,00 130 -15,00%
ago-19 56,00 25,00 130 55,36%
sep-19 35,00 35,00 130 0,00%
oct-19 34,00 11,00 130 67,65%
nov-19 18,00 11,00 130 38,89%
INVIERNO
dic-19 24,00 11,00 130 54,17%
ene-20 45,00 10,00 130 77,78%
feb-20 66,00 10,00 130 84,85%
mar-20 68,00 15,00 130 77,94%
abr-20 76,00 13,00 130 82,89%
may-20 45,00 23,00 130 48,89%
Guamán, 2020
Tabla 10. Valores anuales de Nitrógeno total (Nt)
LMP: 50 (mg/l)
Afluente
(mg/l) Efluente
(mg/l) LMP
(mg/l) % Remoción
VERANO
jun-19 68,12 38,00 50 44,22%
jul-19 54,34 25,00 50 53,99%
ago-19 18,30 10,20 50 44,26%
sep-19 22,45 14,90 50 33,63%
oct-19 31,45 19,70 50 37,36%
nov-19 30,50 26,00 50 14,75%
INVIERNO dic-19 19,54 14,60 50 25,28%
ene-20 25,50 14,96 50 41,33%
86
feb-20 89,78 47,00 50 47,65%
mar-20 31,00 20,00 50 35,48%
abr-20 18,40 15,00 50 18,48%
may-20 38,40 14,00 50 63,54%
Guamán, 2020
Tabla 11. Valores anuales de Fósforo (P)
LMP: 10 (mg/l)
Afluente
(mg/l) Efluente
(mg/l) LMP
(mg/l) % Remoción
VERANO
jun-19 0,54 0,00 10 100,00%
jul-19 2,78 2,20 10 20,86%
ago-19 3,01 2,84 10 5,65%
sep-19 6,12 5,73 10 6,37%
oct-19 4,20 3,46 10 17,62%
nov-19 6,45 6,11 10 5,27%
INVIERNO
dic-19 9,50 8,04 10 15,37%
ene-20 8,45 7,79 10 7,81%
feb-20 5,30 3,65 10 31,13%
mar-20 2,63 1,97 10 25,10%
abr-20 2,89 1,75 10 39,45%
may-20 2,45 1,87 10 23,67%
Guamán, 2020
Tabla 12. Valores anuales de Coliformes fecales (CF)
LMP: 2000 (Nmp/100 ml)
Afluente
(Nmp/100 ml) Efluente
(Nmp/100 ml) LMP
(Nmp/100 ml) % Remoción
VERANO
jun-19 9300 720 2000 92%
jul-19 20000 800 2000 96%
ago-19 4500 500 2000 89%
sep-19 18300 1200 2000 93%
oct-19 9200 720 2000 92%
nov-19 4800 620 2000 87%
INVIERNO
dic-19 4839 300 2000 94%
ene-20 7500 320 2000 96%
feb-20 6500 600 2000 91%
mar-20 12000 738 2000 94%
abr-20 16000 600 2000 96%
may-20 48000 610 2000 99%
Guamán, 2020
Tabla 13. Parámetros de Diseño Laguna Anaerobia
Parámetro Valores Calculados
Relación 2/1
Carga volumétrica de diseño 350 gr/m3/día
DBO0 300 mg/l
87
Volumen de la laguna 5046 m3
Área de la laguna 1682 m2
Altura 3m
Largo 58 m
Ancho 29 m
Tiempo de retención 0,21 días
Eficiencia de remoción de DBO5 50%
Concentración de DBO5 en el efluente 150 mg/l Guamán, 2020
Tabla 14. Parámetros de Diseño Laguna Facultativa
Parámetro Valores Calculados
Relación ½
Carga superficial máxima 332,6 Kg DBO5/ha.día
Área de la laguna 53792 m2
Volumen de la laguna 188272 m3
Altura 3,5 m
Largo 164
Ancho 328 m
Tiempo de retención 7,9 días
Carga superficial removida 253,64 Kg DBO5/ha.día
Concentración de DBO5 en el efluente 17,8 mg/l
Eficiencia de remoción de DBO5 88,1%
Concentración de coliformes fecales en el efluente 5695252,4 Nmp/100ml
Eficiencia de remoción de coliformes fecales 94,3% Guamán, 2020
Tabla 15. Parámetros de Diseño Laguna de Maduración
Parámetro Valores Calculados
Relación ½
Volumen de la laguna 71286 m3
Altura 3 m
Largo 109 m
Ancho 218 m
Tiempo de retención 6 días
Carga superficial máxima 178 Kg DBO5/ha.día
Carga superficial removida 135,4 Kg DBO5/ha.día
Concentración de DBO5 en el efluente 4,26 mg/l
Eficiencia de remoción de DBO5 76,1 %
Concentración de coliformes fecales en el efluente 445032,5 Nmp/100ml
Eficiencia de remoción de coliformes fecales 92,2 % Guamán, 2020
88
Tabla 16. Porcentajes de Remoción Real
PARÁMETRO
Demanda Química
de Oxígeno
(mg/l)
Demanda Bioquímica
de Oxígeno
(mg/l)
Sólidos Suspendidos
Totales (mg/l)
Nitrógeno Total (mg/l)
Fósforo (mg/l)
Coliformes Fecales
(NMP/100 ml)
Afluente 316.34 32.08 42.58 38.98 4.53 13411.58
Efluente 72.54 12.86 16.42 21.61 3.78 644.00
% Remoción 77.07% 59.90% 61.45% 44.56% 16.40% 95.20%
Guamán, 2020
Tabla 17. Porcentajes de Remoción del Diseño Lagunar Propuesto
PARÁMETRO Demanda
Bioquímica de Oxígeno (mg/l)
Coliformes Fecales (NMP/100 ml)
Afluente 300.00 100000000.00
Efluente 4.26 445032.50
% Remoción 98.6% 99.6% Guamán, 2020
89
Tabla 18. Parámetros fisicoquímicos a la entrada y salida de la laguna de oxidación
Verano Invierno
Parámetro/ Mes
jun-19 jul-19 ago-19 sep-19 oct-19 nov-19 dic-19 ene-20 feb-20 mar-20 abr-20 may-20
Afluente Efluente Afluente Efluente Afluente Efluente Afluente Efluente Afluente Efluente Afluente Efluente Afluente Efluente Afluente Efluente Afluente Efluente Afluente Efluente Afluente Efluente Afluente Efluente
Potencial Hidrógeno(pH)
7,18 7,46 6,78 7,98 7,59 8,39 7,07 7,98 6,23 8,12 7,67 7,92 7,07 8,09 7,62 8,11 6,64 7,68 7,55 8,5 6,55 7,34 6,44 7,84
Oxígeno Disuelto (mg/l)
7,38 3,57 7,11 4,18 8,13 2,87 8,26 3,83 9,45 1,98 5,87 1,84 6,32 7,1 5,5 7,1 5,6 4,29 5,89 2,55 5,82 1,8 5,37 3,47
Temperatura (°C)
27,8 31 26,3 28,8 26,3 29,4 26 28,8 27,3 28,9 25,3 28,2 28,8 30,4 27,5 30,1 29,6 32,9 26,6 30,7 30 31,3 28,7 30,5
Conductividad Eléctrica (uS/cm)
890 604 715 594 645 472 810 707 798 707 684 535 676 554 703 547 680 560 598 554 683 549 589 561
Demanda Química de
Oxígeno (mg/l) 289,32 85 309,73 73,5 276,34 74 248,94 70 398,76 90 487,34 117 274,58 68 312,45 70,01 365,54 75 245,43 52 398,21 77 189,43 19
Demanda Bioquímica de Oxígeno (mg/l)
23 17 28 11,6 34 15 26 3,7 34 18 23 13 37 18,5 25 19,03 28 5,8 31 19 50 11 46 2,74
Sólidos Suspendidos Totales (mg/l)
24 10 20 23 56 25 35 35 34 11 18 11 24 11 45 10 66 10 68 15 76 13 45 23
Nitrógeno Total (mg/l)
68,12 38 54,34 25 18,3 10,2 22,45 14,9 31,45 19,7 30,5 26 19.54 14,6 25,5 14,96 89,78 47 31 20 18,4 15 38.4 14
Fósforo (mg/l) 0,54 0 2,78 2,2 3,01 2,84 6,12 5,73 4,2 3,46 6,45 6,11 9,5 8,04 8,45 7,79 5,3 3,65 2,63 1,97 2,89 1,75 2,45 1,87
Coliformes Fecales
(NMP/100 ml) 9300 720 20000 800 4500 500 18300 1200 9200 720 4800 620 4839 300 7500 320 6500 600 12000 738 16000 600 48000 610
Guamán, 2020
90
9.2 Anexo 2.Figuras complementarias
Figura 1. Localización de las lagunas de oxidación de Daule, con Google Earth Pro Guamán, 2020
91
Figura 2. Diagrama de Procesos del trabajo investigativo Guamán, 2020
92
Figura 3. Propuesta de configuración lagunar Guamán, 2020
Figura 4. Representación del pH anual y sus variaciones porcentuales Guamán, 2020
30,34%
3,26%0,00%5,00%10,00%15,00%20,00%25,00%30,00%35,00%
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
jun-1
9
jul-
19
ag
o-1
9
se
p-1
9
oct-
19
no
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9
dic
-19
en
e-2
0
feb
-20
mar-
20
ab
r-2
0
may-2
0
VERANO INVIERNO
Potencial de Hidrógeno (pH)
Afluente Efluente
Límite Máximo Permisible
% Variación
93
Figura 5. Representación del Oxígeno disuelto anual y sus variaciones Guamán, 2020
Figura 6. Representación de la temperatura anual y sus variaciones Guamán, 2020
9,45
5,50
1,98
7,10
-79,05%
29,09%
-100,00%
-80,00%
-60,00%
-40,00%
-20,00%
0,00%
20,00%
40,00%
0,001,002,003,004,005,006,007,008,009,00
10,00
jun
-19
jul-
19
ag
o-1
9
se
p-1
9
oct-
19
no
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9
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-19
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e-2
0
feb
-20
mar-
20
ab
r-2
0
may-2
0
VERANO INVIERNO
Oxígeno Disuelto (O2)
Afluente Efluente Límite Máximo Permisible % Variación
25,30
30,00
28,2031,30
11,46%
4,33%
0,00%
2,00%
4,00%
6,00%
8,00%
10,00%
12,00%
14,00%
16,00%
18,00%
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
jun-1
9
jul-
19
ag
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9
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p-1
9
oct-
19
no
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0
feb
-20
mar-
20
ab
r-2
0
may-2
0
VERANO INVIERNO
Temperatura (°C)
Afluente Efluente % Variación
94
Figura 7. Representación de la conductividad eléctrica anual y su % de remoción
Guamán, 2020
Figura 8. Representación de la DBO anual y sus % de remoción Guamán, 2020
890,00
589,00604,00
561,0032,13%
4,75%
0,00%
5,00%
10,00%
15,00%
20,00%
25,00%
30,00%
35,00%
0,00100,00200,00300,00400,00500,00600,00700,00800,00900,00
1000,00
jun
-19
jul-
19
ag
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9
se
p-1
9
oct-
19
no
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9
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0
feb
-20
mar-
20
ab
r-2
0
may-2
0
VERANO INVIERNO
Conductividad Eléctrica (uS/cm)
Afluente Efluente % Remoción
23,00 23,00
50,00
17,00 13,00 11,00
23,88%
94,04%
0,00%10,00%20,00%30,00%40,00%50,00%60,00%70,00%80,00%90,00%100,00%
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
jun-1
9
jul-
19
ag
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9
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p-1
9
oct-
19
no
v-1
9
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e-2
0
feb
-20
mar-
20
ab
r-2
0
may-2
0
VERANO INVIERNO
DBO (mg/l)
Afluente Efluente LMP % Remoción
95
Figura 9. Representación de la DQO anual y su % de remoción
Guamán, 2020
Figura 10. Representación de SST anual y su % de remoción Guamán, 2020
487,34
189,43
117,00
19,00
70,62%
89,97%
0,00%10,00%20,00%30,00%40,00%50,00%60,00%70,00%80,00%90,00%100,00%
0
100
200
300
400
500
600
jun-1
9
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19
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9
oct-
19
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e-2
0
feb
-20
mar-
20
ab
r-2
0
may-2
0
VERANO INVIERNO
DQO (mg/l)
Afluente Efluente LMP % Remoción
18,00
76,00
11,00 13,00
-15,00%
82,89%
-20,00%
0,00%
20,00%
40,00%
60,00%
80,00%
100,00%
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
140,00
jun-1
9
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19
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0
feb
-20
mar-
20
ab
r-2
0
may-2
0
VERANO INVIERNO
Sólidos Suspendidos Totales (mg/l)
Afluente Efluente LMP % Remoción
96
Figura 11. Representación del Nitrógeno total anual y su % de remoción
Guamán, 2020
Figura 12. Representación del fósforo anual y su % de remoción Guamán, 2020
18,30
89,78
10,20
14,75%
63,54%
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00
100,00
jun
-19
jul-
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0
feb-2
0
mar-
20
ab
r-20
may-2
0
VERANO INVIERNO
Nitrógeno Total (mg/l)
Afluente Efluente LMP % Remoción
0,54
9,50
8,04
100,00%
5,27%
0,00%
20,00%
40,00%
60,00%
80,00%
100,00%
120,00%
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
jun
-19
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9
oct-
19
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0
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20
ab
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0
may-2
0
VERANO INVIERNO
Fósforo (mg/l)
Afluente Efluente LMP % Remoción
97
Figura 13. Representación de las coliformes fecales y su % de remoción
Guamán, 2020
Figura 14. Representación de los parámetros fisicoquímicos más representativos y su % de remoción
Guamán, 2020
4500
48000
500610
87%
99%
80%82%84%86%88%90%92%94%96%98%100%
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
jun
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jul-
19
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9
oct-
19
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9
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0
feb-2
0
mar-
20
ab
r-2
0
may-2
0
VERANO INVIERNO
Coliformes Fecales (Nmp/100ml)
Afluente Efluente LMP % Remoción
316,3432,08 42,58 38,98
4,53
13411,58
72,5412,86 16,42 21,61
3,78
644,00
77,07%
59,90% 61,45%
44,56%
16,40%
95,20%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
DemandaQuímica de
Oxígeno(mg/l)
DemandaBioquímica de
Oxígeno(mg/l)
SólidosSuspendidosTotales (mg/l)
NitrógenoTotal (mg/l)
Fósforo (mg/l) ColiformesFecales
(NMP/100 ml)
Porcentaje de Remoción
Afluente Efluente % Remoción
98
Figura 15. Representación los parámetros fisicoquímicos más representativos vs la normativa ambienta vigente Guamán, 2020
Figura 16. Parámetros fisicoquímicos del agua
SPSS,2020
0,00
500,00
1000,00
1500,00
2000,00
2500,00
DemandaQuímica de
Oxígeno(mg/l)
DemandaBioquímicade Oxígeno
(mg/l)
SólidosSuspendidosTotales (mg/l)
NitrógenoTotal (mg/l)
Fósforo(mg/l)
ColiformesFecales
(NMP/100 ml)
Cumplimiento de la Normativa por Parámetro
Efluente Normativa
99
Figura 17. Permiso de la Empresa Emapa-EP Daule para utilizar datos y resultados de los parámetros fisicoquímicos del agua residual EMAPA EP-DAULE, 2020