UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y MANEJO DE

RIESGOS NATURALES

PROPUESTA DE DISEÑO DE UN SISTEMA DE BIOFILTRO

PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PRODUCIDAS EN LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA SACHA DE

LA UNIDAD DE NEGOCIO TERMOPICHINCHA – CELEC EP

TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO

DE INGENIERO AMBIENTAL Y MANEJO DE RIESGOS NATURALES

JIMMY ALEDMER VICENTE REYES

DIRECTOR: ING. SERGIO HOMERO MEDINA ROMO

Quito, Octubre 2014

© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2014

Reservados todos los derechos de reproducción

DECLARACIÓN

Yo JIMMY VICENTE, declaro que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que

no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional;

y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este

documento.

La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos

correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad

Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.

_________________________

Jimmy Vicente

C.I. 1723252928

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Propuesta de diseño de

un sistema de Biofiltro para el tratamiento de aguas residuales producidas

en la Central Termoeléctrica Sacha de la Unidad de Negocio

Termopichincha – CELEC EP”, que, para aspirar al título de Ingeniero

Ambiental y Manejo de Riesgos Naturales fue desarrollado por Jimmy

Aledmer Vicente Reyes, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de

Ciencias de la Ingeniería; y cumple con las condiciones requeridas por el

reglamento de Trabajos de Titulación artículos 18 y 25.

_________________________

Ing. Sergio Homero Medina Romo

DIRECTOR DEL TRABAJO

C.I. 1705652509

DEDICATORIA

El presente trabajo de investigación es dedicado:

A Dios, todopoderoso y misericordioso, guía de mi camino, protector y consuelo

en los momentos más difíciles y esperanza de la humanidad.

A María, madre ejemplar, amorosa e incondicional apoyo en mi vida.

A Edgar y Lisbeth, hermano y hermana, sepan que el éxito se alcanza con

dedicación, esfuerzo y sacrificio.

A Cever, Braulio y Gorelto, que más que tíos,son mis padres,brindándome

cariño y soporte cuando más lo he necesitado.

A Maite, Dariel y Milán, sobrina y sobrinos que me brindan alegrías cuando

estoy cuidando de ustedes.

A la familia Vicente Castillo y Chinchay Reyes, amigos íntimos de mi familia que

me han brindado apoyo y colaboración incondicional.

A mi familia y amigos en general, tanto residentes en el país como en el exterior

que me incentivaron y apoyaron en momentos que fueron necesarios.

A mi bisabuela Mariana, bisabuelo Melcho, Luis Guarnizo y Gaby Balseca,

personas que en su momento supieron extenderme la mano de manera

desinteresada y que lastimosamente ya no están entre nosotros pero me cuidan

desde el cielo.

Jimmy Vicente Reyes

AGRADECIMIENTOS

Mi sincero agradecimiento y gratitud infinita:

A The Condor Trust for Education, Chris, Stephen, Ma. Del Rosario, Fernando

P. y voluntarios que me brindaron apoyo irrestricto e incondicional en mis

estudios siendo un eje primordial en mi formación académica.

A todos mis profesores de educación básica, bachillerato y superior que con su

conocimiento, sabiduría y ejemplo hicieron de mí una persona con la capacidad

necesaria para asumir retos y responsabilidades.

A Lorena P., Andrés M., Sandra B., Fernando G., y Liliana M. del Departamento

de Gestión Social y Ambiental de Termopichincha y su Central emplazada en la

ciudad de Sacha que me abrieron las puertas de la empresa y todas las

facilidades necesarias para realizar este trabajo de investigación y Héctor J., de

Transelectric por su gentil y valiosa colaboración.

A los profesores de la escuela de Ingeniería Ambiental de la UTE que con

bondad y generosidad me brindaron su conocimiento, de manera especiala

Anita A., por su apoyo incondicional y aSergio M., por su orientación en la

dirección de mi trabajo de titulación.

A todos los amigos, profesionales y demás personas que de una u otra manera

formaron parte del desarrollo de este trabajo de titulación.

Jimmy Vicente Reyes

i

ÍNDICE DE CONTENIDOS

PÁGINA

RESUMEN xiii

ABSTRACT xiv

1. INTRODUCCIÓN 1

1.1. PROBLEMA 2

1.2. JUSTIFICACIÓN 2

1.3. OBJETIVO GENERAL 3

1.4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 3

2. MARCO TEÓRICO 4

2.1. ADMINISTRACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA 4

2.1.1. INTRODUCCIÓN 4

2.1.2. CONTAMINANTES DEL AGUA 4

2.1.2.1. Fuentes puntuales 5

2.1.2.2. Fuentes no puntuales 5

2.1.2.3. Demanda de oxigeno 5

2.1.2.4. Nutrientes 6

2.1.2.5. Microorganismos patógenos 6

2.1.2.6. Sólidos suspendidos 6

2.1.2.7. Sales minerales 7

2.1.2.8. Compuestos tóxicos 7

2.1.2.9. Calor 7

2.2. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES 8

2.2.1. INTRODUCCIÓN 8

ii

2.2.2. AGUAS RESIDUALES 8

2.2.3. CARACTERÍSTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS 10

2.2.3.1. Características físicas 10

2.2.3.2. Características químicas 10

2.2.4. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA RESIDUAL INDUSTRIAL 10

2.2.5. SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES 10

2.2.5.1. Sistemas tratamiento de aguas residuales 11

2.2.5.2. Pre Tratamiento 13

2.2.5.3. Tratamiento primario 13

2.2.5.4. Tratamiento secundario 13

2.2.5.5. Tratamiento avanzado 14

2.3. BIOFILTROS 14

2.3.1. INTRODUCCIÓN 14

2.3.2. TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE AGUAS RESIDUALES 15

2.3.2.1. Detalle 15

2.3.2.2. Tecnología 15

2.3.2.3. Utilidad 16

2.3.3. LOMBRIFILTRO O TÉCNICA TOHÁ 16

2.3.3.1. Antecedentes 16

2.3.3.2. Detalle 17

2.3.3.3. Etapas de tratamiento 18

2.3.3.4. Funcionamiento 19

2.3.3.5. Tecnología 20

2.3.3.6. Eficiencia 20

2.3.3.7. Ventajas y desventajas 22

2.3.3.7.1. Ventajas 22

2.3.3.7.2. Desventajas 22

2.3.4. LOMBRICULTURA 23

2.3.4.1. Introducción 23

2.3.4.2. Lombriz roja californiana 24

iii

2.3.4.2.1. Clasificación taxonómica 24

2.3.4.2.2. Características 25

2.4. CENTRAL TERMOELÉCTRICA SACHA 25

2.4.1. DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA 25

2.4.1.1. Central Termoeléctrica Sacha 25

2.4.1.2. Ubicación 26

2.4.1.3. Actividades 27

2.4.1.4. Compromiso social y ambiental 28

2.4.1.5. Abastecimiento de aguas blancas 28

2.4.1.6. Características de las aguas residuales 29

2.4.1.7. Generación de agua residual 29

2.4.1.8. Drenaje y disposición de aguas negras y grises 29

2.5. MARCO LEGAL 30

2.5.1. INTRODUCCIÓN 30

2.5.2. NORMATIVA LEGAL VIGENTE APLICABLE AL SECTOR

TERMOELÉCTRICO 31

2.5.2.1. Constitución política de la república del ecuador 31

2.5.2.2. Ley de prevención y control de la contaminación ambiental 32

2.5.2.3. Ley de gestión ambiental 32

2.5.2.4. Ley del régimen del sector eléctrico 32

2.5.2.5. Texto unificado de legislación ambiental secundaria del

ministerio del ambiente 33

2.5.2.6. Norma para la prevención y control de la contaminación

ambiental del recurso agua en centrales termoeléctricas 33

3. METODOLOGÍA Y EXPERIMENTACIÓN 35

3.1. INVESTIGACIÓN 35

3.1.1. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN 35

3.1.2. PROCEDIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN 35

3.2. POBLACIÓN 36

3.2.1. CARACTERÍSTICAS DE LA MUESTRA 36

iv

3.2.2. TIPO DE INVESTIGACIÓN 36

3.2.3. RECOLECCIÓN DE LA INFORMACIÓN 37

3.2.4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 37

3.2.5. PRESENTACIÓN DE INFORMACIÓN 37

3.3. PARTE EXPERIMENTAL 37

3.3.1. CENTRAL TERMOELÉCTRICA SACHA 37

3.3.1.1. Descripción de la empresa 37

3.3.1.2. Línea base 38

3.4. LOMBRIZ ROJA CALIFORNIANA (EISENIA FOETIDA) 40

3.4.1. ADQUISICIÓN 40

3.4.2. ADAPTACIÓN Y ACLIMATACIÓN 40

3.4.2.1. Adaptación a sustrato orgánico 40

3.4.2.2. Adaptación a aguas residuales 41

3.4.3. INDUMENTARIA DE PROTECCIÓN PERSONAL 43

3.5. DISEÑO DEL SISTEMA DE BIOFILTRO EXPERIMENTAL PARA EL

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES 44

3.5.1. DISEÑO DEL TANQUE DE HOMOGENIZADOR EXPERIMENTAL 44

3.5.2. DISEÑO DEL SEDIMENTADOR EXPERIMENTAL 45

3.5.3. DISEÑO DEL BIOFILTRO EXPERIMENTAL 46

3.6. TÉCNICA DEL BIOFILTRO 46

3.6.1. PROCEDIMIENTO DE TRATAMIENTO DEL BIOFILTRO 47

3.7. TRATAMIENTO DE AGUAS GRISES Y NEGRAS DE LA CENTRAL

TERMOELÉCTRICA SACHA 47

3.7.1. MATERIALES Y EQUIPOS 47

3.7.2. DESCRIPCIÓN DEL TRATAMIENTO 48

3.7.3. VARIABLES DE DISEÑO DE LA PLANTA PILOTO 49

3.7.4. PROCESO DE TRATAMIENTO EN LA PLANTA PILOTO 50

3.7.4.1. Biofiltro Experimental 1 50

3.7.4.1.1. Materiales, equipos y componentes 50

3.7.4.1.2. Proceso 51

3.7.4.2. Biofiltro Experimental 2 52

v

3.7.4.2.1. Materiales, equipos y componentes 52

3.7.4.2.2. Proceso 53

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 55

4.1. BIOFILTRO EXPERIMENTAL 1 56

4.1.1. ANÁLISIS DE TEMPERATURA 58

4.1.2. ANÁLISIS DE POTENCIAL HIDRÓGENO 58

4.1.3. ANÁLISIS DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES 59

4.1.4. ANÁLISIS DE SÓLIDOS TOTALES 60

4.1.5. ANÁLISIS DE COLIFORMES FECALES 60

4.1.6. ANÁLISIS DE ACEITES Y GRASAS 61

4.1.7. ANÁLISIS DE DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO 62

4.1.8. ANÁLISIS DE DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO 62

4.1.9. ANÁLISIS DE HIERRO 63

4.2. BIOFILTRO EXPERIMENTAL 2 64

4.2.1. ANÁLISIS DE TEMPERATURA 66

4.2.2. ANÁLISIS DE POTENCIAL HIDRÓGENO 66

4.2.3. ANÁLISIS DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES 67

4.2.4. ANÁLISIS DE SÓLIDOS TOTALES 68

4.2.5. ANÁLISIS DE CLORO TOTAL RESIDUAL 68

4.2.6. ANÁLISIS DE COLIFORMES FECALES 69

4.2.7. ANÁLISIS DE ACEITES Y GRASAS 70

4.2.8. ANÁLISIS DE DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO 70

4.2.9. ANÁLISIS DE DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO 71

4.2.10. ANÁLISIS DE HIERRO 72

4.3. ANÁLISIS DE RESULTADOS DE TODOS LOS PARÁMETROS

MONITOREADOS EN EL PROCESO DE TRATAMIENTO EXPERIMENTAL 72

4.4. DISEÑO DEL SISTEMA DE BIOFILTRO PARA TRATAR LAS AGUAS

RESIDUALES DE USO SOCIAL DE LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA SACHA 75

4.4.1. DATOS PARA EL DISEÑO DEL BIOFILTRO 75

4.4.2. CÁLCULOS PARA EL DISEÑO DEL BIOFILTRO 76

vi

4.4.2.1. Caudal medio de diseño 77

4.4.2.2. Canal de entrada 77

4.4.2.3. Diseño de rejas 78

4.4.2.4. Cálculo de velocidad a través de rejas 79

4.4.2.5. Cálculo de altura del tirante de agua 79

4.4.2.6. Altura del canal 80

4.4.2.7. Cálculo de la longitud de barrotes 80

4.4.2.8. Cálculos de la suma de la separación de barrotes 80

4.4.2.9. Cálculo del número de barrotes 81

4.4.3. FILTRO BIOLÓGICO 81

4.4.3.1. Tasa de tratamiento del Biofiltro 83

4.4.3.2. Dimensiones del módulo 83

4.4.3.3. Cálculo de puntos de distribución 83

4.5. DISEÑO DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

PARA LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA SACHA 84

4.5.1. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO 84

4.5.2. COMPONENTES DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO 86

4.5.2.1. Retención de sólidos 86

4.5.2.2. Homogenización 86

4.5.2.3. Biofiltración 87

4.5.2.3.1. Red de riego 89

4.5.2.4. Desinfección 89

4.5.3. COSTOS DE INVERSIÓN, MANTENIMIENTO Y COSTO POR

METRO CÚBICO AGUA TRATADA DEL SISTEMA DE BIOFILTRO 90

4.5.3.1. Costo estimado de inversión del Biofiltro 90

4.5.3.2. Costo estimado de mantenimiento del Biofiltro 91

4.5.3.3. Costo estimado por metro cúbico de agua tratada en el Biofiltro 92

4.5.3.3.1. Mano de obra 92

4.5.3.3.2. Depreciación de equipos 93

4.5.3.3.3. Mantenimiento 93

4.5.3.3.4. Gastos operativos 94

vii

4.5.3.3.5. Costo total mensual 94

4.5.3.3.6. Costo de volumen agua tratada al mes 95

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 96

5.1. CONCLUSIONES 96

5.2. RECOMENDACIONES 99

NOMENCLATURA / GLOSARIO 100

BIBLIOGRAFÍA 101

ANEXOS 109

viii

ÍNDICE DE TABLAS

PÁGINA

Tabla 1.Sistemas y/o tecnologías de tratamiento de aguas residuales 12

Tabla 2.Eficiencias mínimas del sistema de Biofiltro 21

Tabla 3. Coordenadas de la Central Termoeléctrica Sacha 27

Tabla 4. Límites máximos permisibles de descarga un cuerpo de agua dulce

desde Centrales Termoeléctricas 34

Tabla 5.Materiales y equipos utilizados en la adaptación al sustrato orgánico 40

Tabla 6.Distribución de sustrato orgánico y agua cada tres días 41

Tabla 7.Materiales y equipos utilizados en la adaptación a aguas residuales 42

Tabla 8.Distribución diaria de aguas residuales 43

Tabla 9.Materiales de protección personal 43

Tabla 10.Materiales y equipos utilizados en el proceso de experimentación 48

Tabla 11.Detalle de empaques de los Biofiltros experimentales 49

Tabla 12.Materiales y equipos utilizados en el Biofiltro experimental 1 50

Tabla 13.Componentes utilizados en el Biofiltro Experimental 1 51

Tabla 14.Componentes utilizados en el Biofiltro Experimental 2 52

Tabla 15.Materiales y equipos utilizados en el Biofiltro experimental 2 53

Tabla 16.Caracterización del afluente 55

Tabla 17. Caracterización media del efluente del Biofiltro Experimental 1 57

Tabla 18. Caracterización media del efluente del Biofiltro Experimental 2 65

Tabla 19. Datos para el diseño del Biofiltro 75

Tabla 20. Datos de proyección del Biofiltro 76

Tabla 21. Presupuesto estimativo de construcción de Biofiltro 90

Tabla 22. Presupuesto estimativo de mantenimiento anual de Biofiltro 91

Tabla 23. Prestaciones mensuales del trabajador en el Ecuador 92

Tabla 24. Gasto operativo anual de Biofiltro 94

ix

ÍNDICE DE FIGURAS

PÁGINA

Figura 1.Etapas de tratamiento de aguas residuales 11

Figura 2. Filtro biológico 16

Figura 3.Dr. José Tohá Castellá 17

Figura 4.Modelo de Biofiltro o Lombrifiltro de la Técnica Tohá 18

Figura 5.Esquema del Sistema de Tratamiento con Biofiltro 19

Figura 6. Lombricompostadora casera 23

Figura 7.Lombriz roja californiana (Eisenia foetida) 24

Figura 8. Ubicación de la Central Termoeléctrica Sacha, Orellana 26

Figura 9.Vista panorámica de la Central Termoeléctrica Sacha 27

Figura 10.Pozos sépticos de la Central Termoeléctrica Sacha 30

Figura 11.Lombrices en adaptación a sustrato orgánico 41

Figura 12.Lombrices en aclimatación a aguas residuales 42

Figura 13. Esquema de la planta piloto para el tratamiento del agua

residual de una Central Termoeléctrica 44

Figura 14.Tanque homogenizador de la planta piloto de tratamiento 45

Figura 15.Sedimentador de la planta piloto de tratamiento 45

Figura 16.Biofiltro de la planta piloto de tratamiento 46

Figura 17.Tratamiento del agua residual en el Biofiltro experimental 1 52

Figura 18. Tratamiento del agua residual en el Biofiltro experimental 2 54

Figura 19. Temperatura del afluente y efluente de la planta piloto

del Biofiltro 1 58

Figura 20. pH del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1 59

Figura 21. SST del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1 59

Figura 22. ST del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1 60

Figura 23. Colonias del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1 61

Figura 24. A&G del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1 61

x

Figura 25. DQO del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1 62

Figura 26. DBO del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1 63

Figura 27. Hierro del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1 63

Figura 28. Temperatura del afluente y efluente de la planta piloto

del Biofiltro 2 66

Figura 29. pH del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2 67

Figura 30. SST del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2 67

Figura 31. ST del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2 68

Figura 32. Cloro del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2 69

Figura 33. Colonias del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2 69

Figura 34. A&G del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2 70

Figura 35. DQO del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2 71

Figura 36. DBO del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2 71

Figura 37. Hierro del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2 72

Figura 38. Concentrado de parámetros del afluente y efluentes de la

planta piloto de tratamiento 74

Figura 39. Diagrama de flujo del tratamiento de aguas residuales para la

Central Termoeléctrica Sacha 85

xi

ÍNDICE DE ECUACIONES

PÁGINA

Ecuación 1. Caudal medio 77

Ecuación 2. Caudal 77

Ecuación 3. Área 78

Ecuación 4. Sustitución de Ecuación 3 78

Ecuación 5. Altura inicial del canal 78

Ecuación 6. Altura de tirante de agua 79

Ecuación 7. Altura de canal final 80

Ecuación 8. Inclinación de barrotes 80

Ecuación 9. Longitud de barrotes 80

Ecuación 10. Separación de barrotes 80

Ecuación 11. Número de barrotes 81

Ecuación 12. Factor de flujo Harmon 81

Ecuación 13. Caudal de diseño máximo 82

Ecuación 14. Caudal de diseño medio 82

Ecuación 15. Área total del Biofiltro 83

Ecuación 16. Puntos de distribución 83

Ecuación 17. Depreciación anual del Biofiltro 93

Ecuación 18. Depreciación mensual del Biofiltro 93

Ecuación 19. Costo de mantenimiento mensual del Biofiltro 93

Ecuación 20. Costo operativo mensual del Biofiltro 94

Ecuación 21. Costo total mensual de tratamiento en el Biofiltro 94

Ecuación 22. Volumen de producción mensual de agua residual 95

Ecuación 23. Costo de tratamiento por metro cúbico de agua residual 95

xii

ÍNDICE DE ANEXOS

PÁGINA

ANEXO 1. 109

Fotografías de la etapa de adaptación de lombrices al sustrato orgánico

ANEXO 2. 110

Fotografías del proceso adaptativo de las lombrices a las aguas residuales

ANEXO 3. 111

Fotografías de tratamiento de aguas servidas en Biofiltro con empaque

de fibra de coco

ANEXO 4. 112

Fotografías de tratamiento de aguas servidas en Biofiltro con empaque

de aserrín y viruta

ANEXO 5. 113

Reporte GRUNTEC 1406262-AG001 de análisis de fosa séptica de oficina

ANEXO 6. 114

Reporte GRUNTEC 1406264-AG002 de análisis de fosa séptica de

oficina P2

ANEXO 7. 115

Reporte GRUNTEC 1406264-AG003 de análisis de fosa séptica de

oficina M2

ANEXO 8. 116

Reporte GRUNTEC 1406290-AG001 de análisis de fosa séptica de

oficina M2

ANEXO 9. 117

Lay Out del sistema de tratamiento de aguas residuales para la Central

Termoeléctrica Sacha

ANEXO 10. 118

Set de planos

xiii

RESUMEN

La Central Termoeléctrica Sachase encuentra ubicada en la provincia de

Orellana y se encarga de la generación de energía eléctrica en base a la

combustión de Fuel Oil. El agua es uno de los recursos muy utilizadosen esta

planta, disponiblepara dos procesos:agua pre tratada para uso industrial, como

es el mantenimiento de maquinaria y enfriamiento de motores, y el agua de uso

social,como es lalimpieza de baños, vajilla y duchas, la cual es previamente

tratada con cloro y una vez usada se descarga en pozos sépticos, los

cualesestán colapsados y deben ser desalojados periódicamente.

El presente proyectopropone una alternativa ecológica de tratamiento de aguas

residualesde uso social de la Central Sachallamada Biofiltro, que se construye

de material vivo (lombrices) e inerte (viruta y grava), en el que al irrigar el agua

residual en este filtro biológico ha demostrado una alta eficiencia en la remoción

de materia orgánica y organismos patógenos.

El trabajo de campo se llevó a cabo con Biofiltros experimentales en los que

para obtener mejores condiciones se hizo variantes en la estructura del material

inerte.Se realizó dos Biofiltros pilotos, uno con empaque de aserrín y otro con

empaque de fibra de coco en los que se hizo el tratamiento del agua residual de

uso social, se tomó muestras del efluente tratado en cada reactory fueron

sometidas a pruebas de laboratorio.El análisis e interpretación de resultados

arrojaron que la eficiencia en la remoción de contaminantes del Biofiltro con

viruta es del 53.53 % y está fuera de la norma, y del Biofiltro con fibra de coco

es del 82.37 % y está dentro de la norma aplicable al sector termoeléctrico.

Los costos de implementación, mantenimiento mensual y metro cúbico de agua

tratada de uso social de la Central Termoeléctrica Sacha en el Sistema de

Biofiltro son de $ 9448.26 USD, $ 606.59 USD y $ 7.78 USDrespectivamente.

xiv

ABSTRACT

The Central Thermoelectric Sacha is located in the province of Orellana and is

responsible for thermoelectric power generation based on combustion of fuel oil.

Water is one of the resources used in this plant, available for two processes:

pre-treated for industrial use, such as maintenance of machinery and engine

cooling, water and social use water, such as cleaning bathrooms, dishes and

showers, which is pre-treated with chlorine and discharged after use in septic

tanks, which are collapsed and must be emptied periodically.

This project proposes an ecological alternative for the treatment of waste water

from social use for the Central Sacha, namely Biofilter, which is built of living

material (worms) and inert material (chip and gravel), which filters the

wastewater, the biological filter has shown high efficiency in the removal of

organic matter and pathogens.

The field work was carried out with experimental biological filters, to ascertain

the best composition of inert material, different variants were used. Two

experimental Biofilters, one using sawdust and the other coco fiber were used in

the treatment of social wastewater; treated samples from each reactor were

subjected to laboratory analysis.

The analysis and interpretation of results showed that the Biofilter using sawdust

removed 53.53 % of pollutants and is outside the required norm for wastewater

treatment and the Biofilter using coco fiber removed 82.37 % of contaminants

and is within the norm applicable to the thermoelectric sector.

The costs of implementation, monthly maintenance and cost per cubic meter of

treated water from social use of the Central Thermoelectric Sacha in the Biofilter

system are $ 9,448.26 USD; $ 606.59 USD and $ 7.78 USD respectively.

1. INTRODUCCIÓN

1

1. INTRODUCCIÓN

Se conocen como aguas residuales a aquellas aguas que resultan después de

haber sido utilizadas en hogares, centros educativos, locales comerciales,

fábricas, etc. Las aguas residuales se presentan sucias y contaminadas puesto

que contienen materia orgánica e inorgánica debido a la presencia de ciertos

compuestos y surge la necesidad de depurar o tratar estas aguas.

Los tratamientos convencionales conducen las aguas residuales a una planta

de tratamiento, sitio donde se remueven los contaminantes presentes mediante

la utilización de diferentes métodos físicos, químicosy biológicos para devolver

el agua a la naturaleza en las mejores condiciones posibles.

En nuestro país, especialmente en zonas rurales,se encuentran comunidades,

pueblos e industrias que evacuan sus aguas residuales directamente a cuerpos

de agua o las descargan en pozos sépticos sin que reciban tratamiento

depurador alguno, actividad que representa un riesgo potencial para la salud

humana, los animales y el ambiente.

La Central Termoeléctrica Sacha está ubicada en la provincia de Orellana, en el

cantón Sacha, kilómetro 1.2 de la vía a San Carlos. Pertenece a la Unidad de

Negocio Termopichincha de la CELEC EP, su actividad es la generación de

energía termoeléctrica con una potencia instalada de 20.4 MW con 12 motores

Hyundai de 1700 kW que utilizan combustible Fuel Oil.

El agua que se utiliza en esta central tiene dos usos; agua para uso industrial

10,5 m³/día y agua para uso social 3,0 m³/día. La planta cuenta con sistemas de

recolección diferenciados para aguas de uso industrial, de escorrentía y tiene

pozos sépticos para aguas servidas de uso social. Se deben realizar desalojos

continuos de estos pozossépticos debido a que estos colapsan y desbordan

constantemente por la rápida acumulación de residuos líquidos.

2

1.1. PROBLEMA

La CentralTermoeléctrica Sacha no cuenta con un sistema de tratamiento de

aguas residuales de uso social y la disposición final de estos residuos se basa

en la utilización de pozos sépticos, los cuales han tenido falencias en su

funcionamiento y han ocasionado algunos problemas de contaminación

ambiental y en el bienestar de las personas.

1.2. JUSTIFICACIÓN

El objetivo de este trabajo es elaborar la propuesta de diseño de un sistema de

Biofiltro para el tratamiento de aguas residuales de uso social con la finalidad de

mitigar los impactos del desbordamiento de aguas residuales de uso social y

evitar los desalojos continuos de los pozos sépticos que operan actualmente en

la Central Termoeléctrica Sacha.

La presente investigación busca plantear como alternativa de reemplazo a los

pozos sépticos utilizados en esta Central al método de Biofiltros. Tecnología de

tratamiento de aguas residuales no convencional que puede ser utilizado en

hogares e industrias que no cuentan con sistema de alcantarillado, que, gracias

a la actividad microbiológica que inmoviliza, consume, degrada la materia

orgánica y elimina gran cantidad de contaminantes al esparcir el afluente

contaminado en materiales orgánicos como paja, pasto, madera, viruta, etc.

Los Biofiltros parecen ser una solución adecuada debido a que cumplen con los

requerimientos de la Central Sacha: son sistemas que no requieren de

mantenimiento sofisticado y personal altamente calificado, de fácil operación, no

utilizan productos químicos, remueven la materia orgánica y contaminante, son

sistemas económicos y ecológicos, representan un menor gasto energético.

3

1.3. OBJETIVO GENERAL

Elaborarel diseño de un sistema de Biofiltro para el tratamiento de aguas

residuales en la Central Termoeléctrica Sacha de la Unidad de Negocio

Termopichincha - CELEC EP.

1.4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Caracterizar los parámetros físico - químicos de las aguas residuales de la

Central Termoeléctrica Sacha.

Analizar los componentes de los Biofiltros como sistemas de tratamiento de

aguas residuales.

Diseñar elsistema de Biofiltro para el tratamiento de aguas residuales en la

Central Termoeléctrica Sacha.

Estimar la inversión del sistema de Biofiltro para el tratamiento de aguas

residuales en la Central Termoeléctrica Sacha.

2. MARCO TEÓRICO

4

2. MARCO TEÓRICO

2.1. ADMINISTRACIÓN DE LA CALIDAD DEL AGUA

2.1.1. INTRODUCCIÓN

La calidad del agua depende mucho de la manera en la cual se usa el agua de

ríos, lagos y mares, además, influye en las distintas actividades productivas o

recreativas que realizan las personas permanentemente sobre este recurso.

En principio, la administración delacalidad del agua contemplaba la protección

de los cuerpos de agua y paralelamente cumplía la función de ser usado como

medio barato para la disposición de desechos dentro de su capacidad de

asimilación. Ahora, los administradores de la calidad del agua controlan la

contaminación originada en actividades humanas asegurando que los recursos

hídricos sean de calidad y tengan adecuado uso(Davis & Masten, 2005).

Los administradores de la calidad del agua se encargan de controlar la

contaminación, verificar el uso adecuado del recurso, determinar las clases de

contaminantes y su afectación a la calidad del agua. Otro objetivo principal es la

reducción de contaminantes mediante el uso de sustancias que no sean

perjudiciales para el ambiente, esto incluye el reciclaje de estas sustancias y el

uso de sistemas apropiados dependiendo del proceso o naturaleza del agua

(Davis & Masten, 2005).

2.1.2. CONTAMINANTES DEL AGUA

El agua que se ha utilizado para alguna actividad u objetivo específico,cuando

esta retorna al ambiente estará contaminada debido a la presencia de

elementos extraños que se depositan en las aguas y se agrupan en varias

categorías(Davis & Masten, 2005).

5

Los contaminantes del agua son diversos, pueden ser orgánicos e inorgánicos

que alteran el pH, la demanda de oxígeno, la temperatura y la salinidad del

agua. Debido a lo difícil de catalogar las ilimitadas combinaciones de productos

químicos encontrados en aguas residuales, comúnmente se describen en pocas

categorías generales(Castillo, 2005)(Masters & Ela, 2008).

2.1.2.1. Fuentes puntuales

Se llaman fuentes puntuales a las aguas negras domésticas e industriales que

se recolectan por medio de una red de tubos y se conducen a un punto de

descarga. Las aguas negras domésticas; son los desechos de residencias,

centros educativos, oficinas y locales comerciales. Las aguas negras

municipales incluyen;los desechos industriales y las aguas negras domésticas

que se descargan a la red de alcantarillado público(Davis & Masten, 2005).

2.1.2.2. Fuentes no puntuales

Se llaman fuentes no puntuales a las aguas negras urbanas y agrícolas que

comúnmente pasan sobre la superficie del terreno y se conducen a múltiples

puntos de descarga.La recolección de estas aguas puede realizarse de dos

maneras, la primera es el acopio de estas aguas en canales naturales y llevan

este residuo hasta los cuerpos de agua más cercanos y la segunda, es la

recolección a través de tubos por distancias más cortas pero no factibles su

tratamiento en cada descarga(Davis & Masten, 2005).

2.1.2.3. Demanda de oxigeno

El material que demanda oxigeno es todo aquel que se oxida en el agua

receptora y consume oxigeno molecular (comúnmente suele ser material

orgánico biodegradable y ciertos compuestos inorgánicos). El agotamiento

debido al consumo de oxígeno disuelto es una amenaza para todas las formas

de vida acuática que necesitan oxígeno para vivir(Masters & Ela, 2008).

6

2.1.2.4. Nutrientes

El nitrógeno, fósforo, carbono, azufre, calcio, potasio, hierro, entre otros

nutrientes,a pesar de ser benéficos debido a que todos los seres vivos los

necesitan para su crecimiento, se consideran contaminantes cuando están

presentes en cantidades excesivas. Estos compuestos en abundancia

perturban la red alimenticia favoreciendo la proliferación de organismos que

viven a expensas de otros y que demandan gran cantidad de oxigeno cuando

mueren. Las principales fuentes de nutrientes son los detergentes, fertilizantes,

el excremento humano y animal(Davis & Masten, 2005).

2.1.2.5. Microorganismos patógenos

En las aguas de desecho están presentes bacterias, virus y protozoos que

excretaron personas o animales. Cuando estas son descargadas en cuerpos de

agua se vuelven inapropiadas para beber e incluso si la concentración de estos

organismos es elevada, es inseguro nadar y pescar (Davis & Masten, 2005).

Es necesario conocer la resistencia de los microorganismos patógenos a

desinfectantes y antibióticos, debido a que su presencia en el agua cruda puede

ocasionar graves problemas a la salud pública puesto que el agua contaminada

propaga muchas enfermedades contagiosas(Masters & Ela, 2008).

2.1.2.6. Sólidos suspendidos

Se denominan sólidos suspendidos a las partículas orgánicas e inorgánicas que

arrastra el agua residual. Cuando el agua reduce su velocidad, muchas de

estas partículas se depositan en el fondo como sedimento y las partículas que

no se asientan con facilidad provocan turbiedad en las aguas superficiales y

disminuye la penetración de la luz. Las cargas excesivas de sedimento

asentadas en el fondo de los cuerpos de agua destruyen el hábitat de los

organismos bentónicos(Davis & Masten, 2005).

7

2.1.2.7. Sales minerales

Todo tipo de agua contiene cierta cantidad de sal. Las sales que se no se

evaporan en una muestra de agua filtrada se denominan sólidos disueltos

totales. Cuando la concentración de sales en el agua es elevada representa una

amenaza para la biota animal y vegetal, el agua pierde utilidad para abastecer a

la población o la irrigación. La concentración excesiva de sales ocasiona que

los cultivos se dañen y se envenene el suelo (Davis & Masten, 2005).

2.1.2.8. Compuestos tóxicos

Frecuentemente las actividades agrícolas utilizan en los cultivos plaguicidas y

herbicidas que en la mayoría de los casosescurren a cuerpos de agua. Las

aguas negras domésticas e industriales contienen sustancias tóxicas que si se

descargan en grandes cantidades inutilizan cuerpos de agua y se convierten en

inseguros para el uso y el consumo humano y animal (Davis & Masten, 2005).

La persistencia de muchos compuestos tóxicos ha provocado que estos se

concentren en la red alimenticia, lo que vuelve inseguro el consumo de peces o

mariscos para los humanos y animales. Es necesario tener cuidado con el

manejo de los productos químicos que los seres humanos fabrican y con los

riesgos asociados a su transformación natural(Masters & Ela, 2008).

2.1.2.9. Calor

Frecuentemente no se considera al calor como un contaminante, pero varias

industrias como la eléctrica u otros procesos industriales desechan calor

residual a cuerpos de aguas receptoras con menor temperatura. Las

temperaturas altas ocasionan el rápido agotamiento del oxígeno, lo que

deteriora mucho la calidad del agua(Davis & Masten, 2005).

8

2.2. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

2.2.1. INTRODUCCIÓN

A lo largo de la historia, las aguas residuales han sido consideradas como una

molestia que deben eliminarse de manera barata y amigable con el ambiente.

En años pasados, estos residuos se disponían en el sitio o se descargaban

directamente en lagos o ríos, hechos que han ocasionado serios problemas de

degradación ambiental, es por eso que, se han desarrollado diversos sistemas

de tratamiento de aguas residuales(Davis & Masten, 2005).

Actualmente, la eficiencia económica y tendencia a lo sustentable está ganando

mayor relevancia en la sociedad, es por eso que, se está empezando a

considerar al agua residual como materia prima que debe conservarse y

reutilizarse debido a que es un recurso valioso y escaso. Para tener un futuro

sustentable,se están desarrollando e implementando algunos sistemas de

tratamiento que recuperan los nutrientes que contiene el agua residual y los

usan como fertilizantes(Davis & Masten, 2005).

2.2.2. AGUAS RESIDUALES

La FAO (2014), define el término “agua residual” a aquella “que no tiene valor

inmediato, debido a su calidad, no obstante, las aguas residuales de un usuario

pueden servir de suministro para otro usuario en otro lugar”.

Las aguas residuales son aquellas aguas que resultan del uso de actividades

domésticas o industriales. Esta agua contiene contaminantes y gérmenes por lo

que se deben evacuar de manera segura para las personas y el ambiente. Se

conocen también como “aguas residuales” puesto que después de ser usadas

constituyen un residuo y “aguas negras” por el color que usualmente

tienen(D’Elmar, García, Heguilén, & Rossi, 2008).

9

Las aguas residuales se clasifican en(Jefatura del Estado Español, 1995):

- Aguas residuales domésticas: son aquellos residuos líquidos que se

generan en viviendas y servicios que se transportan en el alcantarillado

hacia una planta de tratamiento.

- Aguas residuales industriales: son aquellas aguas provenientes de las

descargas de cualquier actividad comercial e industrial que no sean

aguas residuales domésticas o de escorrentía pluvial.

- Aguas residuales urbanas: son aquellas aguas residuales domésticas y

su mezcla con aguas residuales industriales o de escorrentía pluvial.

Con base al contenido de contaminantes se clasifican en (D’Elmar et al, 2008):

- Aguas negras: son los residuos líquidos provenientes de inodoros

(transportan excrementos humanos y orina ricas en sólidos suspendidos,

nitrógeno y coliformes fecales).

- Aguas grises: son los residuos líquidos provenientes de duchas,

lavamanos y lavadoras que aportan sólidos suspendidos, fosfatos,

grasas y coliformes.

Las aguas residuales se presentan contaminadasy contienen (Mendieta, 2012):

- grasas,

- detergentes,

- materia orgánica,

- residuos industrialesy ganaderos,

- herbicidas y plaguicidas,

- sustancias tóxicas.

10

2.2.3. CARACTERÍSTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS

2.2.3.1. Características físicas

Las aguas residuales se denominan “frescas” cuando tienen olor a tierra recién

revuelta y color gris característico, y “envejecidas” o “sépticas” cuando son muy

ofensivas al olfato y de color negro(Davis & Masten, 2005).

2.2.3.2. Características químicas

Según Davis & Masten (2005), señalan que “la cantidad de sustancias químicas

presentes en las aguas residuales es casi ilimitadas”. La Demanda Bioquímica

de Oxígeno (DBO5) es una medida de oxigeno que usan los microorganismos

para descomponer la materia orgánica, la Demanda Química de Oxígeno

(DQO) es la cantidad de oxígeno que se requiere para oxidar la materia

orgánica. El nitrógeno total de Kjeldahl (NTK) es la medida de nitrógeno

orgánico y amoniacal total del agua residual, el fosforo (P) aparece de muchas

formas ortofostafos, polifosfatos y fosfatos orgánicos, el potencial de hidrogeno

(pH) posee límites entre 6.5 a 8.5.

2.2.4. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA RESIDUAL INDUSTRIAL

Los procesos industriales producen gran diversidad de contaminantes en las

aguas residuales, sus características y concentraciones varían de una industria

a otra. De acuerdo a la Environmental Protection Agency (1999), citado por

Davis & Masten (2005), la EPA“ha agrupado a los contaminantes en tres

categorías: convencionales, no convencionales y prioritarias”.

2.2.5. SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Según Castillo (2005), señala que las aguas residuales “se generan como

consecuencia del uso doméstico de agua y de diferentes actividades agrícolas e

11

industriales. Mediante drenaje y el alcantarillado estas aguas alcanzan los ríos,

lagos y océanos”.

De acuerdo a Masters & Ela (2008), indican que “las plantas de tratamiento de

aguas residuales se designan normalmente como de tratamiento primario,

secundario, o avanzado, dependiendo del grado de purificación”.

Figura 1. Etapas de tratamiento de aguas residuales

(Arana, 2009)

2.2.5.1. Sistemas tratamiento de aguas residuales

Existen diversos sistemas de tratamiento de aguas residuales las cuales varían

dependiendo el tipo de tratamiento, costos de inversión, operación y

mantenimiento, impactos ambientales y demás requerimientos (Arana, 2009).

En la Tabla 1 se detallan algunos sistemas de tratamiento de aguas residuales:

12

Tabla 1. Sistemas y/o tecnologías de tratamiento de aguas residuales

Sistemas Tipo de tratamiento Requerimientos para aplicación

Consideraciones ambientales a tener en cuenta al elegir

la tecnología

1 Lagunas de

estabilización

Primario, Secundario y Terciario.

Aguas residuales pueden ser

aprovechadas.

Área mínima: 4 ha Distancia mínima: - población: 100 m - cuerpos de agua:

50 m

- Control de olores, insectos y roedores

- Incremento de vegetación

- Limpieza de Lodos

2 Lodos

activados

Primario, Secundario y Terciario.

Aguas residuales pueden ser

aprovechadas.

Área mínima: 2 ha Distancia mínima: - población: 100 m - cuerpos de agua:

50 m

- Control de olores, insectos y roedores

- Incremento de vegetación

- Limpieza de lodos

3 Tanques Imhoff

Primario, Secundario y Terciario.

Aguas residuales pueden ser

aprovechadas.

Área mínima: 2 ha Distancia mínima: - población: 100 m - cuerpos de agua:

50 m

- Control de olores, insectos y roedores

- Incremento de vegetación

- Limpieza de Lodos

4 Biofiltro

Tratamiento Primario, Secundario

y Terciario. Aguas residuales

pueden ser aprovechadas.

Área mínima: 0,3 ha

Distancia mínima: - población: 20 m

- cuerpos de agua: 25 m

- Control de insectos y roedores

- Incremento de vegetación

- Limpieza de Lodos

5 Humedales artificiales

Primario, Secundario y Terciario.

Aguas residuales pueden ser

aprovechadas

Área mínima: 0,5 ha

Distancia mínima: - población: 50 m

- cuerpos de agua: 30 m

- Control de olores, insectos y roedores

- Incremento de vegetación

- Limpieza de Lodos

6 Filtro

percolador

Primario, Secundario y Terciario.

Aguas residuales pueden ser

aprovechadas

Área mínima: 1 ha Distancia mínima: - población: 100 m - cuerpos de agua:

30 m

- Control de olores, insectos y roedores - Limpieza de Lodos

(Arana, 2009)

13

2.2.5.2. Pre Tratamiento

Las aguas residuales se conducen por una red de alcantarillado hasta la

estación depuradora. Esta etapa consta de varias etapas (Arana, 2009):

- Desbaste: retención de sólidos gruesos.

- Desarenado: sedimentación de la arena por gravedad.

- Desgrasado: suspensión de las partículas con baja densidad,

especialmente aceites y grasas.

2.2.5.3. Tratamiento primario

Utiliza métodos físicos para eliminar la materia en suspensión y reducir la DBO

(Castillo, 2005).

Los materiales que se recogen en esta etapa de tratamiento son usualmente

inofensivos y se pueden llevar a un vertedero común(Masters & Ela, 2008).

Se distinguen varios procesos(Arana, 2009):

- Decantación: asentamiento de las partículas más densas en un

sedimentador por acción de la gravedad.

- Coagulación y floculación: rompe la suspensión y provoca la

aglomeración de partículas.

- Neutralización: corrige la excesiva acidez o alcalinidad del agua.

2.2.5.4. Tratamiento secundario

Emplea métodos biológicos para eliminar compuestos orgánicos y reducir la

DBO. Comúnmente se emplea tratamientos aeróbicos pero requiere el bombeo

de oxígeno para un adecuado funcionamiento, a diferencia de los tratamientos

anaeróbicos que son lentos pero ahorran energía(Castillo, 2005).

14

Esta etapa de tratamiento aprovecha la capacidad de los microorganismos,

principalmente bacterias y protozoos, para que los residuos orgánicos se

estabilicen en compuestos de baja energía (Masters & Ela, 2008).

Explica Arana (2009), que el agua clarificada y depurada en la etapa de

tratamiento biológico es transportada a la última etapa de tratamiento y que

“esta contiene solo entre el 5 y 10 % de la materia orgánica con la que entró”.

2.2.5.5. Tratamiento avanzado

Al finalizar el tratamiento biológico Arana (2009), destaca que “el agua residual

se considera ya lo suficientemente libre de carga contaminante como para ser

vertida a los cauces de los ríos; no obstante, en algunos casos es conveniente

afinar más la depuración, por lo que es sometida a un tratamiento terciario”.

Esta etapa de tratamiento busca eliminar los nutrientes y la materia orgánica no

biodegradableutilizando métodos físicos, químicos y/o biológicos para eliminar

contaminantes específicos(Castillo, 2005).

Los tratamientos descritos con anterioridad logran eliminar marginalmente

algunos contaminantes, por lo que es necesario emplear procesos con la

capacidad adecuada de eliminar los compuestos sobrantes del tratamiento

primario y secundario(Davis & Masten, 2005).

2.3. BIOFILTROS

2.3.1. INTRODUCCIÓN

Se llaman Biofiltros a los filtros biológicos que utilizan materiales orgánicos e

inorgánicos como empaque (forraje, grava, arena, etc.). El residuo contaminado

se esparce en la superficie del Biofiltro que escurrepor gravedad en el medio

15

filtrante quedando retenida la materia orgánica que será consumida y

degradada por la actividad microbiológica(CONAMA, 2013).

2.3.2. TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE AGUAS RESIDUALES

2.3.2.1. Detalle

Los Biofiltros son reactores con distintos estratos de material soporte también

llamado relleno o empaque en el cual el residuo contaminado es rociado, el

líquido de desecho se limpia y se remueven los contaminantes al hacer pasar el

agua a través de un sistema de; plantas, suelos o materia orgánica. Sobre la

superficie del material soporte crecen diferentes comunidades microbianas en

forma de biopelículas que toman todos sus nutrientes del residuo líquido(Eweis,

Ergas, Chang, & Schroeder, 1999).

Según Phillips et al (2010), concluyen que “las biopelículas son comunidades

microbianas complejas que contienen bacterias y hongos. Los microorganismos

sintetizan y secretan una matriz de protección que adhiere firmemente la

biopelícula a una superficie biótica o abiótica”. Las comunidades microbianas

toman todos sus nutrientes del residuo líquidopor lo que debe existir una

película liquida alrededor de estos microorganismos.

De acuerdo a Carlson & Leiser (1966), citado por Eweis et al (1999), señalan

que “los Biofiltros se vienenutilizando desde mediados de los años cincuenta

para el control de olores en estaciones depuradoras de aguas residuales,

plantas de compostaje y procesos industriales”.

2.3.2.2. Tecnología

La tecnología de Biofiltración es un tratamiento sencillo e independiente de

tratamientos previos, no es necesario añadir nutrientes u otros aditivos. Es

16

importante que el tributario entre al sistema con ciertas características que

permitan la supervivencia de los organismos vivos que habitan en el Biofiltro.

Figura 2. Filtro biológico

(CONAMA, 2013)

El CONAMA (2013), menciona que “el medio filtrante retiene la materia orgánica

a través de tres mecanismos principales: filtración pasiva, adsorción y

absorción, e intercambio iónico. Los parámetros retenidos son biodegradados

por la biocenosis que se instala en el filtro”.

2.3.2.3. Utilidad

- Tratamiento de residuos industriales líquidos orgánicos.

- Control de olores en procesos industriales.

- Depuración de aguas servidas (domicilios, escuelas, industrias, etc.).

2.3.3. LOMBRIFILTRO O TÉCNICA TOHÁ

2.3.3.1. Antecedentes

El Lombrifiltro o Técnica Tohá es un sistema de biotratamiento de aguas

servidas y residuos industriales líquidos orgánicos (RILES) que está constituido

17

por distintos estratos filtrantes de materiales orgánicos e inorgánicos. Esta

técnica fue desarrollada por el Dr. José Tohá Castellá y sus colaboradores en el

Laboratorio de Biofísica de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemática de la

Universidad de Chile(Arango, 2003)(Guzmán, 2004)(TECSINOX, 2010).

Figura 3.Dr. José Tohá Castellá

(SOLSAN, 2011)

El objetivo de este sistema es ser una alternativa ecológica en el tratamiento y

depuración de residuos líquidos orgánicos. Esta tecnología fue patentada por el

Departamento de Transferencia Tecnológica de la Universidad de Chile y se ha

implementado desde el año de 1994 en Chile con buenos resultados en el

tratamiento aguas servidas domésticas y RILES (TECSINOX, 2010).

2.3.3.2. Detalle

El Biofiltro conocido también como;Técnica ToháoLombrifiltro, es un tratamiento

biológico que remueve; Coliformes Fecales, Sólidos Suspendidos,

Sedimentables y Totales, DBO, Aceites y Grasas, Turbidez(CONAMA, 2013).

Esta tecnología no convencional de tratamiento de aguas residuales está

compuesta de un soporte con un medio de diferentes materiales filtrantes en el

que habitan en asociación lombrices, bacterias y hongos.

18

El residuo líquido orgánico es regado sobre la superficie del medio filtrante

donde queda inmovilizada la materia orgánica que sirve de sustrato para las

lombrices que oxidan y degradan los compuestos retenidos del agua residual a

depurar (CONAMA, 2013).

Figura 4. Modelo de Biofiltro o Lombrifiltro de la Técnica Tohá

(Parra & Chiang, 2013)

2.3.3.3. Etapas de tratamiento

El Biofiltro es un sistema de tratamiento de aguas servidas y RILES que consta

de las siguientes etapas(TECSINOX, 2010):

- Pre-tratamiento físico: separación de sólidos, aceites y grasas.

- Tratamiento biológico: Biofiltro o Lombrifiltro.

- Opcional: Desinfección por Radiación U.V. o Cloración. Depende de las

características del efluente y solo en el caso de ser necesario.

19

Figura 5. Esquema del Sistema de Tratamiento con Biofiltro

(Hernández, 2005)

2.3.3.4. Funcionamiento

El Biofiltro está compuesto de un medio filtrante y un soporte con varias capas

de diferentes materiales. El medio filtrante es la capa superior compuesta de

material orgánico, en este caso humus, en el que habitan en gran cantidad

lombrices y microorganismos que digieren la materia orgánica retenida en esta

capa, dejando al agua sin sus principales contaminantes. El soporte consta de

dos capas, la primerade viruta que se encuentra a continuación de la capa de

humus, y, la segunda que está formada de piedras de mediano tamaño

asentadas sobre un falso fondo. Esta última capa provee soporte y aireación al

sistema asegurando la permeabilidad del Biofiltro (Carmona, 2010).

El agua servida doméstica o RILES se esparce sobre la capa superficial del

Biofiltro donde las lombrices retienen la materia orgánica, el residuo líquido

continua atravesando las diferentes capas filtrantes por gravedad y emerge sin

materia orgánica y clara(Arango, 2003).

20

Para el apropiado funcionamiento de este sistema de tratamiento, Lay-Son

(2002), citado por Arango (2003), destaca que “el Biofiltro debe estar en estado

de saturación en el cual debe dispersarse de manera homogénea el agua

residual para que las lombrices puedan abarcar completamente toda el área de

tratamiento”. Además Salazar (2005), menciona que “si existe demasiada

humedad puede ocasionar problemas para las lombrices puesto que no se

garantiza la sobrevivencia de las lombrices si hay demasiada saturación debido

a que fallará la oxigenación del sistema”; si existen zonas donde el agua queda

estancada es peor, debido a que, la retención del agua debajo de los lechos

ocasionarían zonas anaeróbicas matando las lombrices (Casas, 2009).

La última etapa de tratamiento y dependiendo de las características del agua

tratada, el efluente se traslada a una cámara para irradiar luz ultravioleta o se

aplica pastillas de cloro para eliminar las bacterias patógenas(Arango, 2003).

2.3.3.5. Tecnología

Este sistema de depuración de aguas residuales es sencillo de operar, no

requiere tratamientos previos ni la adición de productos químicos. El afluente

necesariamente debe entrar al sistema con una temperatura entre 15 a 35

grados centígrados, pH no menor a 6.5 ni mayor a 8.5, garantizando así la

existencia de los organismos vivos que habitan en el Biofiltro.

El CONAMA (2013), destaca que “los lombrifiltros pueden ser considerados

como el único sistema de tratamiento de riles y aguas servidas que proporciona

un ingreso, esto por la generación de lombrices, humus y agua, los que tienen

un valor en el mercado”.

2.3.3.6. Eficiencia

Estos sistemas permiten tratar el 100 % de las aguas servidas y RILES que se

generan de los distintos usos y consumos sean estos domésticos o industriales.

21

Según Guzmán (2004), señala que “la eficiencia del Biofiltro ha sido

determinada en base a estudios de las experiencias de su aplicación llegando a

determinarse que para aguas servidas el sistema permite el tratamiento de

1000 litros por metro cuadrado por día. Es decir se necesita 1 m2 efectivo de

Biofiltro para tratar 1 m3 de aguas servidas”.

También la Fundación para la Transferencia Tecnológica (2005), citado por

Hernández (2005), corrobora lo anteriormente descrito al señalar que “se

sugiere 1 m2 efectivo de Biofiltro para tratar 1 m3 de aguas servidas diarias” y

añade que “para tratar 1 m3 de residuos industriales líquidos se requerirá mayor

superficie, debido a los parámetros contaminantes que posee”. Según Lay-Son

(2002), citado por Hernández (2005), destacan que “el dimensionamiento del

Lombrifiltro va a depender del propósito para el cual fue diseñado”.

La eficiencia estimada de remoción y calidad del efluente tratado en base a las

condiciones y características del diseño del sistema de tratamiento de acuerdo

a la Tabla 2, son:

Tabla 2. Eficiencias mínimas del sistema de Biofiltro

Parámetro Eficiencia %

DBO5 90

Aceites y Grasas 90

Sólidos Suspendidos 95

Nitrógeno Total 60 a 80

Fosforo Total 80

Coliformes Fecales 99

(TECSINOX, 2010)(CONAMA, 2013)

El efluente tratado puede ser descargado al alcantarillado, rio, infiltración o uso

para riego(TECSINOX, 2010).

22

El costo de instalación de los sistemas de Biofiltro es 30 % menor que las

plantas convencionales y su costo de operación es 70 % más bajo, posee la

misma calidad y capacidad que una tecnología tradicional (Faundes, 2012).

2.3.3.7. Ventajas y desventajas

A continuación se destaca las ventajas y desventajas que presenta este sistema

de tratamiento(Arango, 2003):

2.3.3.7.1. Ventajas

- No produce lodos inestables: Degrada todos los sólidos orgánicos

existentes en el agua contaminada sin la producción de lodos inestables

como los tratamientos convencionales.

- Bajos costos operacionales: No requiere del uso de químicos ni personal

calificado. Solo requiere energía para distribuir el agua contaminada en

el lecho filtrante.

- El filtro no se impermeabiliza: No se colmata debido al movimiento de las

lombrices que hacen canales en el humus permitiendo porosidad y

permeabilidad en el Biofiltro.

- Produce abono natural: Las lombrices producen humus, que es un abono

natural que puede ser extraído cada cierto tiempo.

2.3.3.7.2. Desventajas

- Sensible a variaciones bruscas: El sistema es sensible a descargas

considerables de alguna sustancia tóxica o cargas orgánicas que se

produzcan en el afluente.

- Reposición de sustrato filtrante: Anualmente sedebe añadirsustrato

filtrante virgen para reponer el humus que ha sido extraído del Biofiltro.

- Requiere bombeo permanente: El Biofiltro debe constantemente ser

irrigado debido a que no resiste periodos largos sin alimentación.

23

2.3.4. LOMBRICULTURA

2.3.4.1. Introducción

La Lombricultura responde a la problemática de la contaminación orgánica, esta

biotecnología utiliza a una especie de lombriz domesticada, la lombriz Eisenia

Foetida más conocida como lombriz roja californiana que recicla toda clase de

materia orgánica y como resultado de las fecas de esta lombriz, se obtiene el

llamado humus, que es un fertilizante orgánico utilizado para mejorar la calidad

de los suelos (Hernández, 2005).

Figura 6. Lombricompostadora casera

Los primeros criaderos intensivos se desarrollaron en los Estados Unidos en el

estado de California a partir de los años 50. A partir de estos años, se han

realizado estudios y como resultado de estas investigaciones se ha obtenido

lombrices cada vez más selectas. Las especies más utilizadas en la

Lombricultura son tres de ocho mil especies en existencia(Salazar, 2005):

- Eisenia Foetida

- Lombricus Rubellus

- Rojo Hibrido

24

En el Ecuador, no es intensa la Lombricultura, por lo que aún no es considerada

como una verdadera alternativa para el aprovechamiento de desechos

orgánicos. En nuestro país, el vermicompostaje en la mayoría de casos es

realizado de manera empírica por personas que logran adquirir las lombrices y

materiales adecuados para realizar esta actividad.

2.3.4.2. Lombriz roja californiana

2.3.4.2.1. Clasificación taxonómica

La clasificación taxonómica de la lombriz roja californiana es (Alarcón, 2012):

- Reino: animal

- División: anélidos

- Clase: clitelados

- Familia: Lombrícidos

- Género: Eisenia

- Especie: Foetida

Figura 7. Lombriz roja californiana (Eisenia foetida)

25

2.3.4.2.2. Características

La lombriz roja habita en zonas de clima templado, su temperatura corporal

fluctúa entre los 19 y 20 °C. Su longitud oscila entre los 6 y 8 cm, su diámetro

es de 3 a 5 mm. Su peso es de casi 1 gramo y consume diariamente una

cantidad de alimento equivalente a su peso (Alarcón, 2012)(Ferruzzi, 1986).

La lombriz roja es muy utilizada por(Toccalino, Roux, & Agüero, 2001):

- Longevidad: viven aproximadamente 16 años.

- Prolificidad: pueden llegar a producir hasta 1500 lombrices por año.

- Deyecciones: sus fecas son excelente abono orgánico.

- Alimentación: consume toda materia orgánica en descomposición.

Según Compagnoni & Putzolu (2001), destacan que “las lombrices son

hermafroditas incompletas, tienen los dos sexos completos y a los 3 meses

comienzan a reproducirse haciéndolo durante toda la vida”.

La lombriz roja californiana es un animal confiable debido a que no transmite ni

sufre enfermedad alguna. Si se llegase a fugar a un medio natural no produce

impacto ecológico pero si es susceptible a daños por las condiciones

ambientales (De Sanzo & Ravera, 2000).

2.4. CENTRAL TERMOELÉCTRICA SACHA

2.4.1. DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA

2.4.1.1. Central Termoeléctrica Sacha

La CELEC EP es una empresa responsable de generar y transmitir energía

eléctrica, es por eso que está considerada como un servicio público estratégico,

cuenta con 20 generadoras termoeléctricas ubicadas en diferentes provincias

26

del país. La Unidad de Negocio Termopichincha forma parte de CELEC EP y se

encarga de la generación de energía eléctrica (CELEC EP, 2014).

2.4.1.2. Ubicación

La Central Termoeléctrica Sacha se encuentra ubicada en la región amazónica,

en la parroquia y cantón La Joya de los Sachas, vía a San Carlos kilómetro 1.2,

sector La Parker en la provincia de Orellana. Pertenece a la Unidad de Negocio

Termopichincha y entro en operación en el año 2011 (Termopichincha, 2014).

Figura 8. Ubicación de la Central Termoeléctrica Sacha, Orellana

(CARDNO ENTRIX, 2012)

27

Tabla 3. Coordenadas de la Central Termoeléctrica Sacha

Coordenadas de los vértices

PUNTO X Y

1 291.095 9’963.603

2 291.278 9’963.622

3 291.280 9’963.460

4 291.102 9’963.465

(ABRUS, 2013)

2.4.1.3. Actividades

Su actividad es generar energía eléctrica, tiene 12 generadores de 1700 kW

que funcionan en base a la combustión de Fuel Oil (CELEC EP, 2014).

De acuerdo al informe de auditoría realizado por ABRUS (2013), su actividad es

la generación de energía termoeléctrica con una potencia instalada de 20.4 MW

con 12 motores Hyundai de 1.7 MW que utilizan combustible Fuel Oil.

Figura 9. Vista panorámica de la Central Termoeléctrica Sacha

(CELEC EP, 2014)

28

2.4.1.4. Compromiso social y ambiental

La Central Sacha comprometida con la comunidad y el ambiente, busca generar

proyectos ambientales sustentables al mejorar sus procesos productivos de

forma más limpia y eficiente, a fin de evitar la generación de impactos

ambientales y sus consecuentes afectaciones a las comunidades aledañas a la

empresa. Además, está integrando tecnologías de bajo impacto ambiental y

costos monetarios accesibles.

2.4.1.5. Abastecimiento de aguas blancas

El abasto de aguas blancas está compuesta por (Unión Eléctrica, 2009):

- Conductora de agua externa.

- Tanque de capacidad de 100 m3 de almacenamiento de agua.

- Sistema de bombeo compuesto por un sistema hidroneumático.

- Tuberías de red de abasto interno.

- Acometidas de entrada de agua.

- Muebles sanitarios.

El tanque de 100 m3 utilizado como depósito de agua para uso social se ubica

cercano al eje vial y de fácil acceso, en una zona combinada con los tanques de

almacenamiento de agua para el sistema contra incendios y uso industrial. La

distribución del agua de uso social se garantiza a través de un hidroneumático,

este sistema de alimentación suministra el agua a (Unión Eléctrica, 2009):

- un taller,

- un vestidor,

- un comedor,

- un edificio administrativo,

- un laboratorio,

- tres garitas de vigilancia.

29

2.4.1.6. Características de las aguas residuales

Uno de los principales recursos utilizados en esta Central es el agua, que se

utiliza en dos procesos:

- agua pre tratada para uso industrial,

- agua de uso social para limpieza de baños, vajilla y duchas.

2.4.1.7. Generación de agua residual

Las principales actividades en las que se utiliza el agua son:

- servicios higiénicos,

- limpieza de baños y vajillas,

- servicio de duchas.

2.4.1.8. Drenaje y disposición de aguas negras y grises

La Central Sachatiene sistemas de alcantarillado diferenciados para las aguas

industriales y escorrentía, las aguas servidas se depositan en pozos sépticos.

El drenaje de aguas negras y grises se compone de(Unión Eléctrica, 2009):

- Drenaje de los muebles sanitarios,

- Tuberías de drenaje,

- Colectores de residuales,

- Pozos sépticos de hormigón armado.

Los vertimientos residuales tanto sólidos como líquidos, provenientes de las

distintas edificaciones se canalizan por redes sanitarias internas compuestas

por ramales y colectores que se conectan a una red exterior hasta dos pozos

sépticos de capacidades y volúmenes diferentes:

30

- Pozo de 10 m3 para los vertimientos de los vestidores, edificio

administrativo y el comedor.

- Pozo de 5 m3 para colectar los vertimientos del almacén y el laboratorio.

Figura 10. Pozos sépticos de la Central Termoeléctrica Sacha

2.5. MARCO LEGAL

2.5.1. INTRODUCCIÓN

La Legislación Ambiental Ecuatoriana está constituida a partir de derechos

ambientales, tratados, convenciones y protocolos internacionales reconocidos

por los estados, los cuales conforman un cuerpo legal comprometido con los

derechos de la naturaleza a través de sus constituciones, normas, leyes y

reglamentos que protegen a la naturaleza (Regalado, 2012).

A partir de la década del 90 se observa cierto interés por los temas ambientales,

diversas entidades públicas y privadas que velan por el cumplimiento de la

normativa legal ambiental mediante la expedición y aplicación de normas, leyes

y reglamentos que regulan las diferentes actividades domésticas e industriales

que generan cierto grado de impacto en el ambiente (Regalado, 2012).

31

En el Ecuador, el Texto Unificado de Legislación Secundaria del Ministerio del

Ambiente (TULSMA) es el documento que reúne todas las leyes relacionadas a

la protección de los recursos naturales.

En la carta magna del 2008, se reconoce por primera vez los Derechos de la

Naturaleza y se crean entidades administrativas y judiciales que resuelven

problemas ambientales.La normativa legal vigente de calidad ambiental rige en

todo el país con la finalidad de proteger los recursos naturales, lo que asegura

el derecho de las personas a vivir en un ambiente sano, ecológicamente

equilibrado y libre de contaminación (Asamblea Constituyente, 2008).

2.5.2. NORMATIVA LEGAL VIGENTE APLICABLE AL SECTOR

TERMOELÉCTRICO

Los cuerpos legales y documentos que se consideraron en el presente trabajo

de investigación son (ABRUS, 2013)(CARDNO ENTRIX, 2012):

2.5.2.1. Constitución Política de la República del Ecuador

Publicada en el Registro Oficial N° 449 del 20 de octubre de 2008, se señalan

los artículos relacionados con la actividad objeto de estudio.

- Título II: Derechos; Capítulo Segundo: Derechos del Buen Vivir; Sección

Segunda Ambiente Sano. Artículo 14: “Se reconoce el derecho de la

población a vivir en un ambiente sano y Ecológicamente equilibrado, que

garantice la sostenibilidad y el buen vivir, sumak kawsay”.

- Título II: Derechos; Capítulo Noveno: Responsabilidades, Artículo 83

Inciso 6 establece: “Respetar los derechos de la naturaleza, preservar un

ambiente sano y utilizar los recursos naturales de modo racional,

sustentable y sostenible”.

32

2.5.2.2. Ley de prevención y control de la contaminación ambiental

Publicada la codificación de esta ley en el Registro Oficial N° 418 el 10 de

septiembre de 2004. Mantiene disposiciones que son estratégicas para su

aplicación en los siguientes artículos:

- Artículo 6. Prohibición de contaminar el agua.

2.5.2.3. Ley de gestión ambiental

Publicada la codificación de esta ley en el Registro Oficial N° 418 del 19 de

septiembre de 2004, esta ley determina las obligaciones, responsabilidades,

límites permisibles, controles y sanciones de gestión ambiental en el Ecuador.

Esta ley se orienta en los principios del desarrollo sustentable para la

conservación del patrimonio natural y el aprovechamiento racional de los

recursos naturalesy uso de tecnologías alternativas sustentables.

2.5.2.4. Ley del régimen del sector eléctrico

Publicada la reforma de esta ley en el Registro Oficial N° 351 el 29 de diciembre

de 2010. Incluye otras disposiciones de protección ambiental:

El Consejo Nacional de Electricidad es el ente regulador a través del cual el

estado delega las actividades de generación, transmisión, distribución y

comercialización de energía eléctrica(CONELEC, 2010).

Las funciones y facultades más importantes del CONELECson:

- Artículo 13, literal e. Dictar regulaciones para proteger el ambiente.

- Artículo 18, literal h. Velar por la protección del ambiente en las

diferentes fases de operación eléctrica.

33

2.5.2.5. Texto unificado de legislación ambiental secundaria del ministerio

del ambiente

Publicada la ratificación de este reglamento en edición especial en el Registro

Oficial N° 51 el 31 de marzo de 2003. Conocido también como TULSMA indica

que la gestión ambiental es responsabilidad de todos y coordinada a través del

Ministerio del Ambiente del Ecuador.

Esta legislación ambiental identifica políticas y guías necesarias para una

adecuada gestión ambiental a fin de alcanzar el desarrollo sustentable. Este

cuerpo legalen el Libro VI tiene un anexoespecíficopara el recurso agua.

2.5.2.6. Norma para la prevención y control de la contaminación ambiental

del recurso agua en centrales termoeléctricas

Publicado en el Registro Oficial N° 41 el 14 de marzo del 2007 mediante

Acuerdo Ministerial Nº 155 emitido por el Ministerio del Ambiente del Ecuador.

Este instrumento es de aplicación obligatoria en el territorio nacional para las

centrales de generación termoeléctricaque generen más de 1 MW y descarguen

aguas a cuerpos hídricos y alcantarillado pluvial o público.

Su objetivo proteger los recursos naturales con la finalidad de asegurar la salud

e integridad de las personas y proteger los ecosistemas involucrados en las

actividades de generación eléctrica.

Este instrumento legal es complementario al Anexo 1 A Norma de Calidad

Ambiental y Descarga de Efluentes: Recurso Agua, Libro VI De La Calidad

Ambiental del TULSMA.

34

Establece los criterios ambientales para la prevención y control de la

contaminación del agua y los límites permisibles de las descargas durante la

etapa de operación, mantenimiento y abandono (ABRUS, 2013).

Tabla 4. Límites máximos permisibles de descarga un cuerpo de agua dulce desde Centrales Termoeléctricas

PARÁMETROS EXPRESADO

COMO UNIDAD

LIMITE MÁXIMO PERMISIBLE

Potencial de hidrógeno

pH - 5-9

Cloro Activo* Cl mg/l 0,5

Temperatura ºC - < 35

Sólidos Suspendidos Totales

- mg/l 100

Sólidos Totales - mg/l 1 600

Demanda Química de Oxígeno

D.Q.O. mg/l 250

Hierro Total Fe mg/l 10

Sulfuros S mg/l 0,5

Aceites y grasas Sustancias solubles en

hexano mg/l 0,3

(Límites de Descarga a un Cuerpo de Agua Dulce. Tabla 12 del Anexo 1 (Norma de Calidad Ambiental y de Descarga de Efluentes: Recurso Agua) del Libro VI del Texto Unificado de

Legislación Ambiental Secundaria del Ministerio del Ambiente)

3. METODOLOGÍA Y EXPERIMENTACIÓN

35

3. METODOLOGÍA Y EXPERIMENTACIÓN

3.1. INVESTIGACIÓN

3.1.1. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN

El presente trabajo de investigación se llevó a cabo mediante la modalidad de

CAMPO por el lugar, EXPERIMENTAL por el problema y EXPLORATORIA por

los objetivos.

3.1.2. PROCEDIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN

Para realizar la “Propuesta de diseño de unsistema de Biofiltro para el

tratamiento de las aguas residuales de uso social en la Central Termoeléctrica

Sacha” se desarrolló de la siguiente manera:

a) Visita a la Central Termoeléctrica Sacha.

Levantamiento de la línea base

o Descripción de la problemática

b) Investigación y recopilación de información.

Enfoque de aguas residuales

o Definición

o Clasificación

o Tratamiento

Biofiltración

o Usos

o Características

Normativa legal ambiental

o Marco legal aplicable al sector termoeléctrico

c) Experimentación con Biofiltros pilotos.

36

Realización de experimentos con los Biofiltros pilotos

o Biofiltro experimental con empaque de aserrín y viruta

o Biofiltro experimental con empaque de fibra de coco

d) Análisis de laboratorio.

Muestras de aguas

o Determinación de las características físicas, químicas y

biológicas del afluente y efluente

o Comparación con la normativa legal ambiental ecuatoriana de

Límites Máximos Permisibles de descarga de aguas residuales

e) Diseño de la planta delSistema de Biofiltro.

Diseño dela planta delSistema de Biofiltro

o Componentes técnicos

Estimación del costo de inversión de la planta del Sistema de Biofiltro

o Componentes económicos

3.2. POBLACIÓN

La Central Termoeléctrica Sacha ubicada en elcantón del mismo nombre en la

provincia de Orellana, genera 1.8 metros cúbicos de agua residual de uso

social.

3.2.1. CARACTERÍSTICAS DE LA MUESTRA

Se utilizó50 litros de agua residual de uso social de la Central Termoeléctrica

Sacha para realizar el tratamiento de las muestrasrecolectadasen los Biofiltros

experimentales.

3.2.2. TIPO DE INVESTIGACIÓN

Para realizar esta investigación fue necesario aplicar la técnica de recopilación

bibliográfica, trabajo de campo (experimental) y exploratoria.

37

3.2.3. RECOLECCIÓN DE LA INFORMACIÓN

El presente trabajo de investigación para obtener información y datos, aplicó las

siguientes técnicas:

- Documental: trabajo de escritorio que permitió realizar el marco teórico.

- Experimental: trabajo de campo que permitió cumplir la metodología.

3.2.4. ANÁLISIS DE RESULTADOS

La información obtenida de los experimentos fueron tabulados y graficados

estadísticamente de acuerdo a losinstrumentos utilizados y resultados

obtenidos en la actividad de campo.

3.2.5. PRESENTACIÓN DE INFORMACIÓN

La información procesada se presentó en cuadros estadísticos y

representaciones gráficas.

3.3. PARTE EXPERIMENTAL

3.3.1. CENTRAL TERMOELÉCTRICA SACHA

3.3.1.1. Descripción de la empresa

La Central Sacha se encuentra ubicada en el cantón La Joya de los Sachas en

la provincia de Orellana y genera energía eléctrica.

En la Central Sacha laboran 39 personas en los siguientes turnos:

- Personal diurno: 30 personas en horario de 8:00 a 17:00 horas.

- Personal nocturno: 9 personas en horario de 16:00 a 8:00 horas.

38

De acuerdo al Estudio de Impacto Ambiental realizado por ECUAMBIENTE

(2010), el agua que se utiliza en esta Central es captada de un pozo que cuenta

con la autorización respectiva para su explotacióny la disponibilidad diaria de

agua aproximada para los diferentes usos, son los siguientes:

- Agua para uso industrial 10,5 m³/día

- Agua para uso social 3,0 m³/día

El agua social en la Central Sacha se destina para las siguientes actividades:

- Baños,

- Lavamanos y lavaplatos,

- Duchas.

De acuerdo al documento “Evaluación de Tanques Sépticos Central Sacha”

realizado por Jama (2012), se determinó que el consumo de agua por persona

la Central Sacha es de 45 litros por trabajador y el uso diario de agua de todo el

personal de la Central Sacha es:

39 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠 ∗ 45 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠.𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎

𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜= 1755 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜

3.3.1.2. Línea base

La Central Sacha cuenta con sistemas de recolección diferenciados para aguas

de uso industrial, de escorrentía y tiene pozos sépticos para aguas servidas de

uso social. Los pozos sépticos se encuentran distribuidos en diferentes áreas

del complejo y están construidos de hormigón armado e impermeabilizados.

Se desconoce la capacidad de total de almacenamiento de todos los pozos

sépticos existentes en la planta debido a que no existen registros de su

construcción, su uso y su mantenimiento es esporádico.

39

El pozo séptico principal es el que se encuentra aledaño al área administrativa

puesto que recepta la mayor cantidad de agua residual de uso social producida

en la Central (baños, duchas y cocina).En un principio los desalojos de este

pozo se realizaban cada 10 días debido a que tanto aguas servidas de uso

social y pluvial seconducían directamente a estos pozos, lo que ocasionaba el

colapso y desbordamiento de los mismos. Actualmente, con la diferenciación de

los sistemas de recolección de aguas pluviales y residuales, el desalojo de

residuos líquidos se realiza mensualmente.

El cálculo de la capacidad de almacenamiento del pozo séptico principal de

acuerdo al número de personas fue de(Jama, 2012):

3.5 𝑚 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑟𝑔𝑜 ∗ 2 𝑚 𝑑𝑒 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 ∗ 1.5 𝑚 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑 = 10.5 𝑚3 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑

De los 9 pozos existentes en la Central, solo el pozo séptico principal cuenta

con un filtro de carbón y arena, que es el único tratamiento que recibe el agua

residual de uso social del área administrativa, baños y cocina. Los demás pozos

sépticos únicamente recolectan los residuos y los mantienen encapsulados

hasta que se realice el respectivo desalojo.

Los pozos sépticos en los últimos meses han tenido varios problemasde

funcionamiento, entre los más comunesson:

- Desalojos: cada vez más continuos debido a la saturación rápida de los

pozos que requieren gastos monetarios extras para ser limpiados.

- Desbordamientos: ocurre cuando filtran las aguas de procedencia pluvial

que representan una molestia y acortan la vida útil de los pozos sépticos.

- Malos olores: por el desbordamiento de los pozos sépticos, los olores de

la fosa escapan y causan malestar a las personas que laboran aledañas

a estas infraestructuras.

- Construcción de nuevos pozos: la vida útil de los pozos es corta se ha

visto necesario la construcción de más para evitar desbordes.

40

3.4. LOMBRIZ ROJA CALIFORNIANA (EISENIA FOETIDA)

3.4.1. ADQUISICIÓN

Las lombrices utilizadas para tratar las aguas residuales de uso social de la

Central Sacha fueron adquiridas en la parroquia de Pintag. Se compró15

kilogramos de lombriz roja californiana con cocones y humus.

3.4.2. ADAPTACIÓN Y ACLIMATACIÓN

3.4.2.1. Adaptación a sustrato orgánico

Antes de adquirir las lombrices, se construyeron dos cajas de madera con las

siguientes dimensiones; largo: 64 cm, ancho: 53 cm y alto: 17 cm, para

compostar la materia orgánica, albergary alimentar a las lombrices.

Tabla 5. Materiales y equipos utilizados en la adaptación al sustrato orgánico

Cantidad Unidad Descripción Función

1 m Malla de yute Provee de oxígeno a la compostera

2 U Caja de madera Soporte de lombrices, cocones y

alimento

5 kg Pie de cría de

lombriz Organismos vivos

10 kg Humus Alberga a las lombrices

15 L Agua Provee humedad al soporte

18.4 kg Alimento orgánico Sustrato inicial de las lombrices

Lista la compostadora y obtenido el píe de cría de lombriz roja, se extendió el

humus y las lombrices sobre el sustrato orgánico. Este periodo de aclimatación

se realizó durante 15 días, cada tercer día se añadía 1.4 kilogramos de alimento

orgánico y 2.5 litros de agua, el soporteestaba cubierto con una malla de yute

para proteger a las lombrices del sol y animales depredadores.

41

Tabla 6. Distribución de sustrato orgánico y aguacada tres días

Número Día Hora Alimento Cantidad

0 17/05/2014 16:00 Orgánico 1.4 kg

17:00 Agua 2.5 L

3 19/05/2014 16:00 Orgánico 1.4 kg

17:00 Agua 2.5 L

6 22/05/2014 16:00 Orgánico 1.4 kg

17:00 Agua 2.5 L

9 25/05/2014 16:00 Orgánico 1.4 kg

17:00 Agua 2.5 L

12 28/05/2014 16:00 Orgánico 1.4 kg

17:00 Agua 2.5 L

15 31/05/2014 16:00 Orgánico 1.4 kg

17:00 Agua 2.5 L

Figura 11. Lombrices en adaptación a sustrato orgánico

3.4.2.2. Adaptación a aguas residuales

Adaptadas las lombrices al sustrato orgánico, se procedió a seleccionar 3

kilogramos de humus con lombrices. Esta masa fue extendida en una tina

plástica rectangular de color verde oscuro con las siguientes dimensiones;

largo: 20 cm, ancho: 14 cm y alto: 9 cm.

42

Durante 10 días se tomaron muestras de agua residual en dos frascos de vidrio,

el residuo recolectado antes de ser vertido sobre la biomasa, se controlaba la

temperatura y el pH,se utilizó un termómetro y papel pH respectivamente con la

finalidad de evitar variaciones y alteraciones repentinas o bruscas en el

sistemagarantizando así que las lombrices se adapten adecuadamente.

Tabla 7. Materiales y equipos utilizados en la adaptación a aguas residuales

Cantidad Unidad Descripción Función

1 U Termómetro Medición de temperatura del agua residual

1 U Tina Soporte para las lombrices y el agua residual

1 U Embudo Traspaso de agua residual del frasco de

recolección a la pizeta

1 U Pizeta Provee el agua residual recolectada al

soporte de adaptación

2 U Frascos Recolección de aguas residuales

2 L Agua residual Sustrato para las lombrices

3 Kg Humus Alberga a las lombrices

10 U Papel pH Medición de pH del agua residual

Figura 12. Lombrices en aclimatación a aguas residuales

43

El alimento que se suministró a las lombrices fue en cantidad suficiente para

humedecer adecuadamente la biomasa presente en la tina plástica.El alimento

con el transcurrir de los días de adaptación fue en aumento a fin de

proporcionar mayor cantidad de materia orgánica a las lombrices.

Tabla 8. Distribución diaria de aguas residuales

Número Día Hora Temperatura (°C) pH Alimento (ml)

1 03/06/2014 08:30 15 7 150

2 04/06/2014 08:00 18 7 150

3 05/06/2014 08:30 17 6 150

4 06/06/2014 09:00 16 7 150

5 07/06/2014 08:00 17 7 150

6 09/06/2014 08:30 18 6 250

7 10/06/2014 09:30 16 7 250

8 11/06/2014 08:30 18 7 250

9 12/06/2014 08:00 17 7 250

10 13/06/2014 09:00 17 7 250

3.4.3. INDUMENTARIA DE PROTECCIÓN PERSONAL

Durante la etapa de adaptación de las lombrices, se utilizó indumentaria de

protección personal debido al riesgo de contaminación y otros peligros físicos.

Tabla 9. Materiales de protección personal

Cantidad Unidad Descripción Función

1 U Mandil

Material utilizado por el investigador para protección de riesgos que puedan

amenazar su salud y seguridad durante el desarrollo del experimento

1 U Cofia

1 U Mascarilla

1 U Gafas protectoras

20 U Guantes de látex

44

3.5. DISEÑO DEL SISTEMA DE BIOFILTRO EXPERIMENTAL

PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

El diseño del Biofiltro experimental para tratar las aguas residuales de la Central

Termoeléctrica Sacha fue elaborado de acuerdo al esquema de la Figura 13:

Figura 13.Esquema de la planta piloto para el tratamiento del agua residual de una Central Termoeléctrica

3.5.1. DISEÑO DEL TANQUE DE HOMOGENIZADOR EXPERIMENTAL

Objetivo: Almacenar y homogenizar la muestra del agua residual de uso

socialde la Central Termoeléctrica Sacha.

Función: El tanque de homogenizaciónfue de forma cilíndrica y material de

plástico con la capacidad de almacenar 25 litros, contaba con una red de

cañería para el desalojo del residuo hacia la próxima etapa de la planta piloto.

45

Material:Tanque homogenizador de 25 litros de capacidad. Dimensiones de;

radio: 16 cm y largo: 32 cm.

Figura 14. Tanque homogenizador de la planta piloto de tratamiento

3.5.2. DISEÑO DEL SEDIMENTADOR EXPERIMENTAL

Objetivo: Retener sólidos dela muestra del agua residual de uso social de la

Central Termoeléctrica Sacha.

Función: El sedimentador fue de forma cuadrada y material acrílico con la

capacidad de almacenar 3 litros, contaba con una red de cañería para la

recepción y desalojo del residuo hacia la próxima etapa de la planta piloto.

Material: Sedimentador de 3 litros de capacidad. Dimensiones de; largo: 15 cm,

ancho: 15 cm y alto: 15 cm.

Figura 15. Sedimentador de la planta piloto de tratamiento

46

3.5.3. DISEÑO DEL BIOFILTRO EXPERIMENTAL

Objetivo: Depurar la muestra de agua residual de uso social de la Central

Termoeléctrica Sacha.

Función: El Biofiltro fue de forma cuadrada y material acrílico con capacidad de

tratar 6 litros, contaba con una red de cañería de entrada del afluente y desalojo

del efluente de la planta piloto.

Material: Biofiltro de 6 litros de capacidad. Dimensiones de; largo: 30 cm,

ancho: 10 cm y alto: 30 cm.

Figura 16. Biofiltro de la planta piloto de tratamiento

3.6. TÉCNICA DEL BIOFILTRO

Los Biofiltros son sistemas que utilizan distintos estratos inertes y orgánicos

como empaque para descontaminar aguas servidas y residuos líquidos

orgánicos.En elestrato superficial del Biofiltro habitan lombrices y

microorganismos que consumen y degradan la materia orgánica existente en el

agua residual que es esparcida de manera uniforme y escurre por el medio

filtrante donde quedan inmovilizados los residuos sólidosdel aguaservida.

47

3.6.1. PROCEDIMIENTO DE TRATAMIENTO DEL BIOFILTRO

- El agua residual es rociada sobre el Biofiltro que está compuesto de un

medio filtrante y un soporte.

- La materia orgánica que contiene el agua contaminada es inmovilizada

mientras escurre por los distintos estratos filtrantes.

- Las lombrices, la flora bacteriana y los hongos descomponedores

consumen y degradan la materia orgánica del agua residual.

- Los sólidos del agua contaminada alimentan a los organismos del

sistema depurador y pasa a constituir la masa corporal de las lombrices.

- Las deyecciones de las lombrices es un producto compostado

estabilizado llamado humus de lombriz.

- Este tratamiento de aguas residuales produce fertilizante orgánico que

puede ser utilizado en los suelos como abono.

3.7. TRATAMIENTO DE AGUAS GRISES Y NEGRAS DE LA

CENTRAL TERMOELÉCTRICA SACHA

El tratamiento de aguas residuales de uso social se realizó después de las

etapas de aclimatación de las lombrices al sustrato orgánico y aguas residuales.

3.7.1. MATERIALES Y EQUIPOS

El sistema piloto de tratamiento de aguas residuales de uso social de la Central

Termoeléctrica Sacha durante la etapa de experimentación, utilizó varios

materiales y equipos necesarios para depurar el agua residual a fin de obtener

resultados del proceso de tratamiento.

48

Tabla 10. Materiales y equipos utilizados en el proceso de experimentación

Cantidad Unidad Descripción Material Función

1 kg Estrato filtrante Grava Retención de materia

orgánica

1 kg Estrato filtrante Humus Alberga a las lombrices

1 U Tanque de

almacenamiento Acrílico

Homogenización de residuo liquido

1 U Sedimentador Acrílico Retención sólidos

1 U Biofiltro Acrílico Soporte de estratos filtrantes

1 U Termómetro Vidrio Medición de temperatura del

agua residual

1 U Jarra Plástico Recolección de agua liquido

1 U Malla Yute Soporte de lombrices

1 U Embudo Plástico Recolección de agua

residual

2 kg Estrato filtrante Aserrín Retención de materia

orgánica

2 kg Estrato filtrante Fibra de

coco Retención de materia

orgánica

5 U Peachimetro Papel Medición de pH del agua

residual

22 U Frascos Vidrio Recolección de aguas

residuales

40 U Lombriz roja N/A Organismo depurador

50 L Agua residual Líquido Sustrato para las lombrices

3.7.2. DESCRIPCIÓN DEL TRATAMIENTO

Se procedió a realizar In Situ la preparación e instalación de materiales y

equipos utilizados en la etapa de experimentación del sistema piloto de

tratamiento de aguas residuales de uso social de la Central Sacha.

- Se eligió el sitio de experimentación aledaño al pozo séptico principal

que almacena la mayor cantidaddel agua residual de uso social

generada en la CentralTermoeléctrica Sacha.

49

- El tanque de almacenamiento se colocó en un nivel lo suficientemente

elevado a fin de que el flujo del agua residual a tratar se conduzca por

gravedad hacia la siguiente etapa de tratamiento.

- Se instaló una red de cañería para el desalojo del residuo líquido en el

tanque de almacenamiento.

- La cañería de desalojo del residuo líquido se conectó con el

sedimentador y el Biofiltro para que el residuo fluya por todos los

componentes del sistema depurador piloto.

- Se colocó los estratos filtrantes y las lombrices en el soporte del Biofiltro.

- Se revisó los equipos con una prueba en blanco con agua pura a fin de

determinar el correcto funcionamiento de la planta piloto.

- Se verifico que los equipos y materiales funcionen de manera correcta

para proceder a iniciar el tratamiento del agua residual en la planta piloto.

3.7.3. VARIABLES DE DISEÑO DE LA PLANTA PILOTO

- Área del reactor: 0.03 m2

- Lombrices: 40 unidades

- Volumen reactor: 6 litros

- Tiempo de residencia: 90 minutos

- Caudal del residuo: 70 ml/min

Tabla 11. Detalle de empaques de los Biofiltros experimentales

Biofiltro Experimental 1 Biofiltro Experimental 2

Humus Humus

Lombrices Lombrices

Aserrín y viruta Fibra de coco

Geotextil No Tejido Geotextil No Tejido

Piedras Piedras

50

3.7.4. PROCESO DE TRATAMIENTO EN LA PLANTA PILOTO

3.7.4.1. Biofiltro Experimental 1

El tratamiento de aguas residuales de uso social de la Central Termoeléctrica

Sacha en la planta piloto con estrato filtrante de aserrín empezó el día lunes 16

de junio del 2014, en dos periodos con flujo de entrada de 70 ml/min:

- 10:00 hasta 11:30

- 14:00 hasta 15:30

3.7.4.1.1. Materiales, equipos y componentes

Las Tablas 12 y 13 detallan los componentes, equipos y materiales utilizados en

el Biofiltro experimental 1:

Tabla 12. Materiales y equipos utilizados en el Biofiltro experimental 1

Cantidad Unidad Descripción Material Función

1 U Tanque de

almacenamiento Acrílico

Homogenización de residuo líquido

1 U Sedimentador Acrílico Retención de sólidos

1 U Biofiltro Acrílico Soporte de estratos filtrantes

1 U Termómetro Vidrio Medición de temperatura del

agua residual

1 U Jarra Plástico Recolección de agua líquido

1 U Malla Yute Soporte de lombrices

1 U Embudo Plástico Recolección de agua residual

5 U Peachimetro Papel Medición de pH del agua

residual

12 U Frascos Vidrio Recolección de aguas residuales

51

Tabla 13. Componentes utilizados en el Biofiltro Experimental 1

Material Cantidad Unidad Función

Lombrices 40 U Organismo depurador

Grava 1500 cm3 Retención de materia orgánica

Aserrín y viruta 4200 cm3 Retención de materia orgánica

Humus 300 cm3 Alberga a las lombrices

3.7.4.1.2. Proceso

Una vez llenada la trampa de grasas y sedimentos, se observó la retención de

sólidos sedimentablesy natas de grasas. Después de completar el agua residual

esta etapa, el flujo pasó al Biofiltro donde empezó el tratamiento de retención y

degradación de la materia orgánica presente en el residuo líquido por parte de

las lombrices que se encontraban en el Biofiltro experimental. El efluente

tratado fue desalojado por la parte inferior del reactor hacia un colector aledaño

a la planta piloto.

Los dos periodos se desarrollaron con normalidad durante 90 minutos cada

una, finalizado este tiempo, se recolectó las muestras del agua tratada. En esta

etapa de tratamiento se realizó inspecciones continuas a finde verificar la

normalidad del proceso y evitar alteraciones durante el desarrollo del

experimento.

El día mencionado, a las 11:30 y 15:30 horas respectivamente, se procedió a

realizar los muestreos del agua tratada en el Biofiltro experimental 1 para el

análisis de sus parámetros en un laboratorio acreditado asociado con la Central.

Los muestreos abarcaron la toma de muestras de manera técnica a la salida del

efluente en la planta piloto. Los parámetros de Temperatura y pH se midieronIn

situ, consecutivamente a esta medición, la muestra recolectada fue rotulada y

preservada en un cooler hasta llegar al laboratorio acreditado para su análisis.

52

Figura 17. Tratamiento del agua residual en el Biofiltro experimental 1

3.7.4.2. Biofiltro Experimental 2

El tratamiento de aguas residuales de uso social de la Central Termoeléctrica

Sacha enla planta piloto con estrato filtrante de fibra de coco empezó el día

martes 17 de junio del 2014, en dos periodos con flujo de entrada de 70 ml/min:

- 10:30 hasta 12:00

- 14:30 hasta 16:00

3.7.4.2.1. Materiales, equipos y componentes

Las tablas 14 y 15 detallan los componentes, equipos y materiales utilizados en

el Biofiltro experimental 2:

Tabla 14. Componentes utilizados en el Biofiltro Experimental 2

Material Cantidad Unidad Función

Lombrices 40 U Organismo depurador

Grava 1500 cm3 Retención de materia orgánica

Fibra de coco 4200 cm3 Retención de materia orgánica

Humus 300 cm3 Alberga a las lombrices

53

Tabla 15. Materiales y equipos utilizados en el Biofiltro experimental 2

Cantidad Unidad Descripción Material Función

1 U Tanque de

almacenamiento Acrílico

Homogenización de residuo líquido

1 U Sedimentador Acrílico Retención de sólidos

1 U Biofiltro Acrílico Soporte de estratos filtrantes

1 U Termómetro Vidrio Medición de temperatura del

agua residual

1 U Jarra Plástico Recolección de agua líquido

1 U Malla Yute Soporte de lombrices

1 U Embudo Plástico Recolección de agua residual

5 U Peachimetro Papel Medición de pH del agua

residual

12 U Frascos Vidrio Recolección de aguas

residuales

3.7.4.2.2. Proceso

Llenada la trampa de sedimentos y grasas, se observó la retención de sólidos

sedimentables y natas de grasas. Una vez completada esta etapa, el flujo pasó

al Biofiltro donde empezó el tratamiento de retención y degradación de la

materia orgánica presente en el residuo líquido por parte de las lombrices que

se encontraban en el Biofiltro. El efluente tratado fue desalojado por la parte

inferior del reactor hacia un colector aledaño a la planta piloto.

Los dos periodos se desarrollaron con normalidad durante 90 minutos cada

uno, finalizado este tiempo, se procedió a recolectar las muestras del agua

tratada. En esta etapa de tratamiento se realizó inspecciones continuas a finde

verificar la normalidad del proceso y evitar alteraciones durante el desarrollo del

experimento.

54

El día mencionado, a las 12:00 y 16:00 horas respectivamente, se procedió a

realizar los muestreos del agua tratada en el Biofiltro experimental 2para el

análisis de sus parámetros en un laboratorio acreditado asociado con la Central.

Los muestreos abarcaron la toma de muestras de manera técnica a la salida del

efluente en la planta piloto. Los parámetros de Temperatura y pH se midieron In

situ, consecutivamente a esta medición, la muestra recolectada fue rotulada y

preservada en un cooler hasta llegar al laboratorio acreditado para su análisis.

Figura 18. Tratamiento del agua residual en el Biofiltro experimental 2

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS

55

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS

El análisis e interpretación de resultados de los reportes de laboratorio de las

muestras recolectadas en los experimentos realizados, se detalló por tipo de

estrato filtrante, tanto del afluente como de los efluentes.

En la Tabla 16 se detallan los resultados de laboratorio del afluente:

Tabla 16. Caracterización del afluente

Reporte de Análisis

Proyecto Central Térmica Sacha

Tipo de muestra Muestra de agua

Fecha de muestreo 16 de julio del 2014

Número de reporte 1406292-AG001

Parámetros Expresado como Unidad Interpretación

Físico - Químico

Temperatura °C - 27

Potencial de Hidrógeno pH - 6.2

Sólidos Suspendidos Totales - mg/L 223

Sólidos Totales - mg/L 757

Aniones y No Metales

Cloro Total Residual Cl mg/L 60

Sulfuros S mg/L 33

Parámetros Microbiológicos

Coliformes Fecales Colonias NMP/100 mL 1,00E+07

Parámetros Orgánicos

Aceites y Grasas Sustancias Solubles

en Hexano mg/L 50

Demanda Química de Oxígeno D.Q.O mg/L 583

Demanda Bioquímica de Oxígeno D.B.O mg/L 200

Metales Totales

Hierro Fe mg/L 160

56

4.1. BIOFILTRO EXPERIMENTAL 1

Para el Biofiltro experimental 1 se utilizó como empaque; aserrín y viruta común

de aserradero. Esta materia es la más utilizada en estos sistemas de

tratamiento debido a su fácil adquisición y bajos costos.

La madera es un recurso natural renovable y las operaciones que se realizan

con este recurso se deben realizar de manera responsable y sustentable. Los

residuos forestales se utilizan en múltiples actividades industriales solucionando

los problemas ambientales por su incorrecta disposición (Martínez, Fernández,

Álvarez, García, & Rodríguez, 2012).

De acuerdo al Reglamento de la Comunidad EuropeaN° 889 (2008), define al

serrín y las virutas como “madera no tratada químicamente después de la tala”.

El aserrín y las virutas son materiales procedentes de subproductos de la

explotación maderera como la fabricación de papel o muebles y de la limpieza

de bosques (Patrón & Pineda, 2010).

Según Álvarez (1999), afirma que “la industria de transformación maderera

genera altos volúmenes de residuos que se convierten en desechos sólidos o

basura. Hasta el momento no hay un uso racional de esta biomasa”.

Las características y usos del aserrín y viruta son (Patrón & Pineda, 2010):

- Posee elevada capacidad de porosidad y aireación.

- Su descomposición es lenta lo que permite su reutilización.

- Las partículas de aserrín finas son < 6 mm y las virutas gruesas son > 6

mm obtenidas del trabajo de la madera.

- La calidad de la viruta depende del tipo de madera y los aditivos que se

añadieron o no.

- Tiene efecto supresor en el desarrollo de microorganismos patógenos.

57

En la Tabla 17 se detalla la caracterización media del efluente del Biofiltro

experimental 1:

Tabla 17. Caracterización media del efluente del Biofiltro Experimental 1

Reporte de Análisis

Proyecto Central Térmica Sacha

Tipo de muestra Muestra de agua

Fecha de muestreo 16 de junio del 2014

Número de reporte 1406264-AG001 y 1406264-AG002

Parámetros Expresado como Unidad Interpretación

Físico - Químico

Temperatura °C - 27

Potencial de Hidrógeno pH - 5.8

Sólidos Suspendidos Totales - mg/L 370

Sólidos Totales - mg/L 3264

Parámetros Microbiológicos

Coliformes Fecales Colonias NMP/100 mL >110000

Parámetros Orgánicos

Aceites y Grasas

Sustancias

Solubles en

Hexano

mg/L <0.3

Demanda Química de Oxígeno D.Q.O mg/L 3650

Demanda Bioquímica de Oxígeno D.B.O mg/L 39

Metales Totales

Hierro Fe mg/L 6.6

58

4.1.1. ANÁLISIS DE TEMPERATURA

Los resultados arrojados por los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la

media de N° 1406264-AG001 y N°1406264-AG002, referente al parámetro

temperatura, no existe diferencia entre el caudal del afluente y el efluente del

Biofiltro experimental 1 como se puede observar mencionado parámetro en

laFigura 19. El análisis de la variable mencionada se encuentra dentro de la

norma aplicable para el sector termoeléctrico.

Figura 19. Temperatura del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1

4.1.2. ANÁLISIS DE POTENCIAL HIDRÓGENO

Los resultados arrojados por los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la

media de N° 1406264-AG001 y N°1406264-AG002, referente al parámetro

potencial hidrógeno, existe una diferencia mínima entre el caudal del afluente y

el efluente del Biofiltro experimental 1 como se puede observar mencionado

parámetro en laFigura 20. El análisis de la variable mencionada se encuentra

dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.

20

22

24

26

28

30

Afluente de la Planta PilotoEfluente de la Planta Piloto

2727

Temperatura

59

Figura 20. pH del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1

4.1.3. ANÁLISIS DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES

Los resultados arrojados por los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la

media de N° 1406264-AG001 y N°1406264-AG002, referente al parámetro de

sólidos suspendidos totales, como se puede observar mencionada variable

enlaFigura 21, existe un incremento en el caudal del efluente con respecto al

afluente, debido a la presencia de restos del empaque que se han disgregado

del Biofiltroexperimental 1. El análisis de la variable mencionada se encuentra

fuera de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.

Figura 21. SST del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1

5

6

7

8

9

Afluente de la Planta PilotoEfluente de la Planta Piloto

6.25.8

Potencial Hidrógeno

075

150225300375450

Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la

Planta Piloto

223

370

Sólidos Suspendidos Totales

60

4.1.4. ANÁLISIS DE SÓLIDOS TOTALES

Los resultados arrojados por los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la

media de N° 1406264-AG001 y N°1406264-AG002, referente al parámetro de

sólidos totales, como se puede observar mencionada variable en laFigura 22,

se advierte un aumento en el caudal del efluente con respecto al afluente,

debido a la presencia de restos del empaque que se han disgregado del Biofiltro

experimental 1. El análisis de la variable mencionada se encuentra fuera de la

norma aplicable para el sector termoeléctrico.

Figura 22. ST del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1

4.1.5. ANÁLISIS DE COLIFORMES FECALES

De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la

media de N° 1406264-AG001 y N°1406264-AG002, referente al parámetro de

coliformes fecales, entre el caudal del afluente y el efluente se puede notar la

disminución de un 98.90 % de remoción del mencionado parámetro, es decir,

ha existido un elevado porcentaje de remoción en el tratamiento de la

degradación de materia orgánica por acción de lombrices del Biofiltro

experimental 1. El análisis de la variable mencionada en la Figura 23, se

encuentra fuera de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.

0

700

1400

2100

2800

3500

Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la

Planta Piloto

757

3264

Sólidos Totales

61

Figura 23. Colonias del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1

4.1.6. ANÁLISIS DE ACEITES Y GRASAS

De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la

media de N° 1406264-AG001 y N°1406264-AG002, referente al parámetro de

aceites y grasas, entre el caudal del afluente y el efluente se puede observar la

disminución de un 99.40 % de remoción del mencionado parámetro, es decir,

ha existido un elevado porcentaje de remoción en el tratamiento de la

degradación de materia orgánica por acción de lombrices del Biofiltro

experimental 1. El análisis de la variable mencionada en la Figura 24, se

encuentra dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.

Figura 24. A&G del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1

1000200100040010006001000

8001000

10001000

Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la

Planta Piloto

10000000

110000

Coliformes Fecales

0

30

60

90

120

Afluente de laPlanta Piloto

Efluente de laPlanta Piloto

50

0.3

Aceites y Grasas

62

4.1.7. ANÁLISIS DE DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO

Los resultados arrojados por los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la

media de N° 1406264-AG001 y N°1406264-AG002, referente al parámetro de

demanda química de oxígeno, se puede observar un aumento de la

mencionada variable en el caudal del efluente con respecto al afluente, debido a

la descomposición de la materia orgánica donde existe liberación de energía en

el Biofiltro experimental 1 como se puede observar mencionado parámetro en

laFigura 25. El análisis de la variable mencionada se encuentra fuera de la

norma aplicable para el sector termoeléctrico.

Figura 25. DQO del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1

4.1.8. ANÁLISIS DE DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO

De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la

media de N° 1406264-AG001 y N°1406264-AG002, referente al parámetro de

demanda bioquímica de oxígeno, entre el caudal del afluente y el efluente se

puede notar la disminución de un 80.50 % de remoción del mencionado

parámetro, es decir, ha existido una considerable de remoción en el tratamiento

de la degradación de materia orgánica por acción de lombrices del Biofiltro

experimental 1. El análisis de la variable mencionada en la Figura 26, se

encuentra dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.

0800

1600240032004000

Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la

Planta Piloto

583

3650

Demanda Química de Oxígeno

63

Figura 26. DBO del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1

4.1.9. ANÁLISIS DE HIERRO

De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la

media de N° 1406264-AG001 y N°1406264-AG002, referente al parámetro

hierro, entre el caudal del afluente y el efluente se puede notar la considerable

disminución de un 95.88 % de remoción del mencionado parámetro en el

Biofiltro experimental 1. El análisis de la variable mencionada en la Figura 27,

se encuentra dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.

Figura 27. Hierro del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 1

0

50

100

150

200

250

Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la

Planta

200

39

Demanda Bioquímica de Oxígeno

0306090

120150180

Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la

Planta Piloto

160

6.6

Hierro

64

4.2. BIOFILTRO EXPERIMENTAL 2

Para el Biofiltro experimental 2 se realizó una variante a este sistema de

tratamiento, se utilizó fibra de coco, que constituye una opción de material para

ser utilizado como empaque.

Según Reckmann (2011) señala que la fibra de coco “físicamente corresponde

a la cubierta protectora o cascara de la fruta (mesocarpio) del cocotero (Cocos

nucífera). Se trata de un remanente luego de la extracción de aceite y pulpa de

coco”.

De acuerdo a Quintero & González (2006), las fibras se clasifican deacuerdo a

su origen en “sintéticas” que son elaboradas por el hombre en los que están los

polímeros naturales y sintéticos, y “naturales” que son de origen vegetal, animal

y mineral que se presentan en diferentes formas.

La fibra de coco se comercializa de acuerdo a su textura (Muñoz, 2007):

- Granulada: textura fina compuesta de partículas de 0,5 a 2 mm.

- Fibroso: textura gruesa compuesto por partículas mayores a 2 cm.

- Mixto: textura intermedia que combina una porción granular y otra fibrosa

(50 % de cada porción).

Propiedades de la fibra de coco (PROJAR, 2011):

- 100 % orgánico y recurso natural renovable.

- Ligero, seguro y de fácil manejo.

- Alta capacidad de retener nutrientes y liberarlos progresivamente.

- Buen drenaje y aireación.

65

En la Tabla 18 se detalla la caracterización media del efluente del Biofiltro

experimental 2:

Tabla 18. Caracterización media del efluente del Biofiltro Experimental 2

Reporte de Análisis

Proyecto Central Térmica Sacha

Tipo de muestra Muestra de agua

Fecha de muestreo 17 de junio del 2014

Número de reporte 1406264-AG003 y 1405206-AG001

Parámetros Expresado como Unidad Interpretación

Físico - Químico

Temperatura °C - 26

Potencial de Hidrógeno pH - 6.9

Sólidos Suspendidos Totales - mg/L 40

Sólidos Totales - mg/L 603

Aniones y No Metales

Cloro Total Residual Cl mg/L <0.1

Parámetros Microbiológicos

Coliformes Fecales Colonias NMP/100 mL >110000

Parámetros Orgánicos

Aceites y Grasas

Sustancias

Solubles en

Hexano

mg/L <0.3

Demanda Química de Oxígeno D.Q.O mg/L 174

Demanda Bioquímica de Oxígeno D.B.O mg/L 23

Metales Totales

Hierro Fe mg/L 0.19

66

4.2.1. ANÁLISIS DE TEMPERATURA

Los resultados arrojados por los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la

media de N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, referente al parámetro

temperatura, existe diferencia despreciable entre el caudal del afluente y el

efluente del Biofiltro experimental 2 como se puede observar mencionado

parámetro en laFigura 28. El análisis de la variable mencionada se encuentra

dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.

Figura 28. Temperatura del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2

4.2.2. ANÁLISIS DE POTENCIAL HIDRÓGENO

De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la

media de N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, referente al parámetro

potencial hidrogeno, existe un ligero aumento de la variable en el caudal del

efluente con respecto al afluente en el Biofiltro experimental 2 como se puede

observar en laFigura 29. El análisis de la variable mencionada se encuentra

dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.

20

22

24

26

28

30

Afluente de la Planta PilotoEfluente de la Planta Piloto

27

26

Temperatura

67

Figura 29. pH del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2

4.2.3. ANÁLISIS DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES

Los resultados arrojados por los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la

media de N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, referente al parámetro de

sólidos suspendidos totales, entre el caudal del afluente y el efluente se puede

notar la disminución de un 82.06 % de remoción del mencionado parámetro, es

decir, ha existido un alto porcentaje de retención de sólidos en el tratamiento de

la degradación de materia orgánica por acción de lombrices del Biofiltro

experimental 2. El análisis de la variable mencionada en la Figura 30, se

encuentra dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.

Figura 30. SST del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2

5

6

7

8

9

Afluente de la Planta Piloto

Efluente de la Planta Piloto

6.26.9

Potencial Hidrógeno

050

100150200250300

Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la

Planta Piloto

223

40

Sólidos Suspendidos Totales

68

4.2.4. ANÁLISIS DE SÓLIDOS TOTALES

De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la

media de N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, referente al parámetro de

sólidos totales, entre el caudal del afluente y el efluente se puede notar la

disminución de un 20.34 % del mencionado parámetro, es decir, ha existido un

bajo porcentaje de remoción en el tratamiento de la degradación de materia

orgánica por acción de lombrices del Biofiltro experimental 2. El análisis de la

variable mencionada en la Figura 31, se encuentra dentro de la norma aplicable

para el sector termoeléctrico.

Figura 31. ST del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2

4.2.5. ANÁLISIS DE CLORO TOTAL RESIDUAL

De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la

media de N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, referente al parámetro de

cloro total residual, entre el caudal del afluente y el efluente se puede notar la

disminución de un 99.83 % de remoción del mencionado parámetro, en el

Biofiltro experimental 2. El análisis de la variable mencionada en la Figura 32,

se encuentra dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.

0150300450600750900

Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la

Planta Piloto

757

603

Sólidos Totales

69

Figura 32. Cloro del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2

4.2.6. ANÁLISIS DE COLIFORMES FECALES

De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la

media de N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, referente al parámetro de

coliformes fecales, entre el caudal del afluente y el efluente se puede notar la

disminución de un 98.90 % de remoción del mencionado parámetro, es decir,

ha existido un elevado porcentaje de remoción en el tratamiento de la

degradación de materia orgánica por acción de lombrices del Biofiltro

experimental 2. El análisis de la variable mencionada en la Figura 33, se

encuentra dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.

Figura 33. Colonias del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2

0

15

30

45

60

75

Afluente de la Planta PilotoEfluente de la Planta Piloto

60

0.1

Cloro Total Residual

1000200100040010006001000

8001000

10001000

Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la

Planta Piloto

10000000

110000

Coliformes Fecales

70

4.2.7. ANÁLISIS DE ACEITES Y GRASAS

De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la

media de N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, referente al parámetro de

aceites y grasas, entre el caudal del afluente y el efluente se puede observar la

disminución de un 99.40 % de remoción del mencionado parámetro, es decir,

ha existido un elevado porcentaje de remoción en el tratamiento de la

degradación de materia orgánica por acción de lombrices del Biofiltro

experimental 2. El análisis de la variable mencionada en la Figura 34, se

encuentra dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.

Figura 34. A&G del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2

4.2.8. ANÁLISIS DE DEMANDA QUÍMICA DE OXÍGENO

De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la

media de N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, referente al parámetro de

demanda química de oxígeno, entre el caudal del afluente y el efluente como se

puede apreciar en laFigura 35, existe la disminución de un 70.15 % de remoción

del mencionado parámetro en el Biofiltro experimental 2. El análisis de la

variable mencionada se encuentra dentro de la norma aplicable para el sector

termoeléctrico.

0

30

60

90

120

Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la

Planta Piloto

50

0.3

Aceites y Grasas

71

Figura 35. DQO del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2

4.2.9. ANÁLISIS DE DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO

Los resultados arrojados por los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la

media de N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, referente al parámetro de

demanda bioquímica de oxígeno, entre el caudal del afluente y el efluente se

puede advertir la disminución de un 88.50 % de remoción del mencionado

parámetro, es decir, ha existido una considerable de remoción en el tratamiento

de la degradación de materia orgánica por acción de lombrices del Biofiltro

experimental 2. El análisis de la variable mencionada en la Figura 36, se

encuentra dentro de la norma aplicable para el sector termoeléctrico.

Figura 36. DBOdel afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2

0100200300400500600

Afluente de laPlanta Piloto Efluente de la

Planta Piloto

583

174

Demanda Química de Oxígeno

0

50

100

150

200

250

Afluente de la Planta PilotoEfluente de la Planta Piloto

200

23

Demanda Bioquímica de Oxígeno

72

4.2.10. ANÁLISIS DE HIERRO

De acuerdo a los resultados de los reportes de análisis N° 1406292-AG001 y la

media de N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, referente al parámetro

hierro, entre el caudal del afluente y el efluente como se puede apreciar en

laFigura 37, existe la considerable disminución de un 99.88 % de remoción del

mencionado parámetro en el Biofiltro experimental 2. El análisis de la variable

mencionada se encuentra dentro de la norma aplicable para el sector

termoeléctrico.

Figura 37. Hierro del afluente y efluente de la planta piloto del Biofiltro 2

4.3. ANÁLISIS DE RESULTADOS DE TODOS LOS

PARÁMETROS MONITOREADOS EN EL PROCESO DE

TRATAMIENTO EXPERIMENTAL

Los resultados de todos los parámetros monitoreados en el proceso de

tratamiento experimental, detallados en los resultados arrojados por el reporte

de análisis N° 1406292-AG001, que corresponden al afluente del agua residual

de uso social hacia la planta piloto de tratamiento, en el que se evidencia que

los parámetros más importantes; Temperatura, pH, Sólidos Suspendidos,

0306090

120150180

Afluente de la Planta PilotoEfluente de la Planta Piloto

160

0.19

Hierro

73

Sólidos Totales, Cloro, Aceites y Grasas, DBO, DQO y Hierro, con resultados

fuera de la norma ambiental aplicable para el sector termoeléctrico.

Los resultados de todos los parámetros monitoreados en el proceso de

tratamiento experimental, detallados en los resultados arrojados por la media

del reporte de análisis N° 1406264-AG001 y N°1406264-AG002, que

corresponden al efluente del agua residual de uso social hacia la planta piloto

de tratamiento con empaque de aserrín/viruta, en el que se evidencia que los

parámetros más importantes; Temperatura, pH, Cloro, Aceites y Grasas, DBO y

Hierro, con resultados dentro de la norma ambiental aplicable para el sector

termoeléctrico. Los Sólidos Suspendidos, Sólidos Totales y DQO, con

resultados fuera de la norma ambiental aplicable para el sector termoeléctrico.

Referente alos parámetros de Sólidos Suspendidos y Sólidos Totales, se

advierte un aumento en el caudal del efluente con respecto al afluente, debido a

la presencia de restos del empaque que se han disgregado del Biofiltro

experimental 1. Referente al parámetro DQO, se evidencia un aumento en el

caudal del efluente con respecto al afluente, debido a la descomposición de la

materia orgánica donde existe liberación de energía en el Biofiltro, como se

puede observar mencionados parámetrosen la Figura 38.

En el Biofiltro experimental 1 se utilizó como empaque; aserrín y viruta de

madera, y, los análisis de resultados arrojaron que la eficiencia de este Biofiltro

experimental fue de 53.53 % en la remoción de contaminantes.

Los resultados de todos los parámetros monitoreados en el proceso de

tratamiento experimental, detallados en los resultados arrojados por la media

del reporte de análisis N° 1406264-AG003 y N°1405206-AG001, que

corresponden al efluente del agua residual de uso social hacia la planta piloto

de tratamiento con empaque de fibra de coco, en el que se evidencia que los

parámetros más importantes; Temperatura, pH, Sólidos Suspendidos, Sólidos

Totales, Cloro, Aceites y Grasas, DBO, DQO y Hierro, con resultados dentro de

74

la norma ambiental aplicable para el sector termoeléctrico, como se puede

observar mencionados parámetros en la Figura 38.

En el Biofiltro experimental 2 se utilizó como variante de empaque; fibra de

coco, y, los resultados arrojaron que la eficiencia de este Biofiltro experimental

fue de 82.37 % en la remoción de contaminantes.

Figura 38.Concentrado de parámetros del afluente y efluentes de la planta piloto de tratamiento

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

276.2

223

757

6050

583

200160

27 5.8

370

3264

0.3

3650

396.6

266.9 40

603

0.1

0.3174

230.19

Afluente

Efluente 1

Efluente 2

75

4.4. DISEÑO DEL SISTEMA DE BIOFILTRO PARA TRATAR LAS

AGUAS RESIDUALES DE USO SOCIAL DE LA CENTRAL

TERMOELÉCTRICA SACHA

4.4.1. DATOS PARA EL DISEÑO DEL BIOFILTRO

El diseño del Biofiltro se basó en la información recopilada en la investigación,

misma que se detalla a continuaciónen la Tabla 19:

Tabla 19.Datos para el diseño del Biofiltro

Criterios para el diseño del Biofiltro

Número de trabajadores 50 personas

Dotación 50 litros/persona-día

Retorno 80 %

Conexiones ilícitas 100 litros

Caudal máximo 2.6 m3/día

Tipo de agua Grises (baños) y negras (cocina y duchas)

Pre tratamiento Pozo séptico

Normativa legal aplicable Anexo I A: Termoeléctricas

DBO5 200 mg/l

SST 223 mg/l

Coliformes fecales 10E7 NMP/100 ml

El área de Biofiltro para tratar las aguas residuales de la Central Termoeléctrica

Sacha ha sido determinada en base a experiencias de su aplicación.La

eficiencia del Biofiltro es la siguiente:

EFICIENCIA = 1 m3 de agua tratada / 1m2 efectivo de Biofiltro

76

Se ha considerado la posibilidad de producirse mayor volumen de residuos

líquidos debido al incremento del consumo de agua o aumento de número de

trabajadores, por lo tanto, se ha determinado que el área del Biofiltro será de

3.53 m2con la capacidad de tratar 2.6 m3de aguas residuales que equivale al

consumo de 50 trabajadores y de posibles conexiones ilícitas.

El Biofiltro está contenido en un módulo de albañilería con un contrapiso de

hormigón armado y malla en su fondo. Se diseñó un módulo de 3.21 metros de

largo por 1.10 metros de ancho y la altura del muro de albañilería es de 1.50

metros.Para cumplir el requerimiento de 3.53 m2 de Biofiltro, se necesitará

construir 1 módulo que nos permitirá tener un área efectiva de Biofiltro de:

ÁREA EFECTIVO DE BIOFILTRO = 1 MÓDULO X (3.21 X 1.10 METROS)

ÁREA EFECTIVA DE BIOFILTRO = 3.53 m2

4.4.2. CÁLCULOS PARA EL DISEÑO DEL BIOFILTRO

El Biofiltro está compuesto de varias capas filtrantes que contienen lombrices y

microorganismos asociados, doble fondo y ventilación.

Tabla 20.Datos de proyección del Biofiltro

Proyección del Biofiltro

Inicio del proyecto 2015

Proyección de vida útil 25 años

Culminación del proyecto 2040

Población a servir 50 personas

Coeficiente de retorno 0.80

Conexiones ilícitas 100 litros

Fugas 0.20

77

El sistema de tratamiento funciona de la siguiente manera: el afluente es

irrigado en la superficie del Biofiltro, el líquido percola a través de las distintas

capas filtrantes, la materia orgánica es retenida en la capa superficial y es

degradada y transformada en humus por las lombrices y microorganismos.

4.4.2.1. Caudal medio de diseño

El cálculo del caudal medio de diseño se realiza a través de la siguiente

fórmula:

Ecuación 1.Caudalmedio

𝑄 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 𝑃 × 𝑄 × 𝐶

86 400 (1)

Dónde:

𝑃: 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 = 50 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠

𝑄: 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 + 𝐹𝑢𝑔𝑎𝑠 𝑦 𝑑𝑒𝑠𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑠 = 60 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 × 𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎/𝑑í𝑎

𝐶: 𝐶𝑜ℎ𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑡𝑜𝑟𝑛𝑜 = 0.80

𝑄 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑑í𝑎 = 50 (𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠) × 60 (𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠.

𝑝𝑒𝑟𝑠𝑜𝑛𝑎𝑠

𝑑í𝑎) × 0.80

86 400

𝑩𝒂𝒔𝒆 𝒅𝒆 𝒄á𝒍𝒄𝒖𝒍𝒐: 𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝒎𝒆𝒅𝒊𝒐 𝒅𝒆 𝒅𝒊𝒔𝒆ñ𝒐 = 𝟎. 𝟎𝟐𝟖 𝒍/𝒔

4.4.2.2. Canal de entrada

La longitud del canal de acceso no necesariamente debe ser calculada pero

debe ser suficiente para dar cabida a la basura que se acumule en las rejillas.

Base: 25 cm

Ecuación 2.Caudal

𝑄 = 𝑉 × 𝐴 (2)

78

Ecuación 3. Área

𝐴 = 𝑄

𝑉 (3)

Del Articulo 111 de la Norma RAS del Ministerio de Desarrollo

Económico(2000), se tomara la velocidad sugerida de 0.6 m/s.

𝐴 = 0.000028 (

𝑚3

𝑠)

0.6 (𝑚

𝑠)

𝐴 = 0.000047 𝑚2

El área del rectángulo es A = b x h, sustituyendo tenemos:

Ecuación 4.Sustitución de Ecuación 3

𝑏 × ℎ = 𝑄

𝑉 (4)

Ecuación 5.Altura inicial del canal

ℎ =𝑄 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜

𝑏𝑣 (5)

ℎ = 0.028 (

𝑙

𝑠)

0.25 (𝑚) × 0.6 (𝑚

𝑠)

ℎ: 0.18 𝑚 𝑦 𝑠𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑖𝑑𝑒𝑟𝑎𝑟𝑎 10 𝑐𝑚 𝑎𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙𝑒𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑞𝑢𝑒 𝑛𝑜 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑒 𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙 𝑙𝑙𝑒𝑛𝑜

𝒉 = 𝟎. 𝟏𝟖 𝒎 ≅ 𝟐𝟎 𝒄𝒎 + 𝟏𝟎 𝒄𝒎 = 𝟑𝟎 𝒄𝒎

4.4.2.3. Diseño de rejas

Las aguas residuales reciben un tratamiento preliminar que consiste en separar

los sólidos gruesos a través de rejas.Estas rejas son fabricadas con barras de

79

acero y soldadas en un marco que se coloca en el canal transversalmente. Las

barras se colocan con inclinación de 60 ° respecto a la horizontal y estas

pueden limpiarse a mano.

𝐼𝑛𝑐𝑙𝑖𝑛𝑎𝑐ó𝑛 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑗𝑎 = 60 °

𝑃𝑙𝑎𝑡𝑖𝑛𝑎𝑠 = 0.005 𝑚 (𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑦 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟)

𝑆𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 = 𝐹𝑖𝑛𝑎 < 1.5 𝑐𝑚

4.4.2.4. Cálculo de velocidad a través de rejas

𝐴 = 𝑄

𝑉

𝑉 = 𝐴 × 𝑄

𝑉 = 0.000047 𝑚2 × 0.6 𝑚

𝑠

𝑉 = 0.000028𝑚3

𝑠

4.4.2.5. Cálculo de altura del tirante de agua

Se asume el ancho del canal en 25 cm, la altura del tirante del agua se obtiene

con la siguiente fórmula:

Ecuación 6. Altura de tirante de agua

ℎ = 𝐴

𝑊 (6)

ℎ = 0.000047 𝑚2

0.25 𝑚

ℎ = 0.0019 m

80

4.4.2.6. Altura del canal

Ecuación 7. Altura de canal final

𝐻 = ℎ + ℎ𝑠 (7)

𝐻 = 0.0019 𝑚 + 0.30 𝑚

𝐻 = 0.31 𝑚

Se considerara una altura final de 0.30 m.

4.4.2.7. Cálculo de la longitud de barrotes

Ecuación 8.Inclinación de barrotes

sin 60 = ℎ

𝐿

(8)

Ecuación 9.Longitud de barrotes

𝐿 = ℎ

sin 60

(9)

𝐿 = 0.30

sin 60

𝑳𝒐𝒏𝒈𝒊𝒕𝒖𝒅 𝒅𝒆 𝒃𝒂𝒓𝒓𝒐𝒕𝒆𝒔 = 𝟎. 𝟑𝟓 𝒎

4.4.2.8. Cálculos de la suma de la separación de barrotes

Ecuación 10. Separación de barrotes

𝑏𝑔 = (𝑏 − 𝑒

𝑠 + 𝑒+ 1) 𝑒

(10)

Dónde:

81

𝑏𝑔 = 𝑠𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑜𝑡𝑒𝑠 (𝑚𝑚)

𝑏 = 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙 (𝑚𝑚)

𝑒 = 𝑠𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑜𝑡𝑒𝑠 (𝑚𝑚)

𝑠 = 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑜𝑡𝑒𝑠

𝑏𝑔 = (0.25 (𝑚) – 0.015 (𝑚)

0.005 (𝑚) + 0.015 (𝑚)+ 1) 0.015 (𝑚)

𝑏𝑔 = 0.19 𝑚

4.4.2.9. Cálculo del número de barrotes

Ecuación 11. Número de barrotes

𝑛 = 𝑤

𝑒 + 𝑠

(11)

𝑛 = 0.25 (𝑚)

(0.005 + 0.015)𝑚

𝑵ú𝒎𝒆𝒓𝒐 𝒅𝒆 𝒃𝒂𝒓𝒓𝒐𝒕𝒆𝒔 = 𝟏𝟐. 𝟓 ≅ 𝟏𝟑 𝒃𝒂𝒓𝒓𝒐𝒕𝒆𝒔

4.4.3. FILTRO BIOLÓGICO

El cálculo del caudal máximo para estos filtros considera un factor de flujo, que

está en función del número de habitantes localizados en el área de influencia.

Se calcula por medio de la fórmula de Harmon.

Ecuación 12. Factor de flujo Harmon

𝐹𝐻 = 18 + 𝑝1/2

4 + 𝑝1/2 (12)

Dónde:

𝐹𝐻: 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝐻𝑎𝑟𝑚𝑜𝑛

𝑝: 𝑝𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛

82

𝐹𝐻 = 18 + 501/2

4 + 501/2

𝐹𝐻 = 2.26

𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 = 2.26

Ecuación 13. Caudal de diseño máximo

𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 × 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 (13)

𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 = 2.26 × 0.028

𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 = 0.063 𝑙/𝑠

La planta está diseñada para soportar el caudal máximo de acuerdo a las bases

de cálculo.

𝐵𝑎𝑠𝑒 𝑑𝑒 𝑐á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜: 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 = 0.063𝑙

𝑠

Ecuación 14. Caudal de diseño medio

𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 =𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜

𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 (14)

𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 0.063

𝑙

𝑠

2.26

𝑪𝒂𝒖𝒅𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒅𝒊𝒔𝒆ñ𝒐 𝒎𝒆𝒅𝒊𝒐 = 𝟎. 𝟎𝟐𝟖𝒍

𝒔

Para calcular los módulos se utiliza la tasa de tratamiento del Biofiltro, factor

que refleja el volumen de aguas servidas que puede procesar la unidad de

superficie del Biofiltro.

83

4.4.3.1. Tasa de tratamiento del Biofiltro

𝑇𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 = 1 𝑚3. 𝑚2

𝑑í𝑎= 0.694

𝑙. 𝑚2

𝑑í𝑎 = 0.011

𝑙. 𝑚2

𝑠

Ecuación 15. Área total del Biofiltro

Á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐶𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜

𝑇𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜

(15)

Á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 0.028 (

𝑙

𝑠)

0.011 (𝑙.𝑚2

𝑠)

Á𝑟𝑒𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 2.55 𝑚2

𝑁ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜𝑠 = 1

Á𝑟𝑒𝑎 𝑒𝑠𝑡𝑖𝑚𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑚ó𝑑𝑢𝑙𝑜 = 3 𝑚2

4.4.3.2. Dimensiones del módulo

𝐿𝑎𝑟𝑔𝑜 = 3.21 𝑚

𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 = 1.10 𝑚

𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 1.50 𝑚

Á𝒓𝒆𝒂 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝟑. 𝟓𝟑 𝒎𝟐

4.4.3.3. Cálculo de puntos de distribución

La distribución de las aguas servidas sobre el lecho filtrante se realizara con

aspersores que irriguen uniformemente el Biofiltro. Los puntos de distribución

(PD) debe cubrir una circunferencia de 1.10 m.

Ecuación 16.Puntos de distribución

Á𝑟𝑒𝑎 𝑐𝑢𝑏𝑖𝑒𝑟𝑡𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑃𝐷 = 𝜋(𝑟𝑎𝑑𝑖𝑜 𝑃𝐷)2 (16)

84

Á𝑟𝑒𝑎 𝑐𝑢𝑏𝑖𝑒𝑟𝑡𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑃𝐷 = 𝜋(0.55)2

Á𝑟𝑒𝑎 𝑃𝐷 = 0.95 𝑚2

𝑷𝒖𝒏𝒕𝒐𝒔 𝒅𝒆 𝒅𝒊𝒔𝒕𝒓𝒊𝒃𝒖𝒄𝒊ó𝒏 = 𝟑

4.5. DISEÑO DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES PARA LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA SACHA

El presente trabajo de investigación incluye los aspectos del diseño, realiza una

descripción de los componentes del sistema de tratamiento, detalles de la

operación y los planos del Biofiltro, sin embargo no se detallan los procesos

constructivos y tampoco realizaun diseño en detalle de la ingeniería de obras.

Este trabajo tiene la finalidad de realizar el diseño del Biofiltro para lo que es

únicamente necesario conocer el dimensionamiento de las obras involucradas

para realizar el presupuesto de implementación del sistema de tratamiento.

4.5.1. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO

El Sistema de tratamiento de aguas residuales de uso social propuesto para la

Central Termoeléctrica Sacha considera tres etapas:

- Primera etapa: pre tratamiento del afluente

- Segunda etapa: tratamiento biológico (Biofiltro)

- Tercera etapa: desinfección del efluente (en caso de ser necesario)

La etapa de pre tratamiento consiste en la reducción de sólidos mediante rejillas

donde quedarán retenidos la mayor parte de residuos sólidos puesto que estos

al no ser retirados pueden obstruir los acueductos y unidades de tratamiento

posteriores. Los sólidos pueden colmatar el Biofiltro ocasionando que disminuya

la permeabilidad y eficiencia del sistema de tratamiento.

85

La etapa de tratamiento biológico, el diseño cuenta con el sistema de Biofiltro,

que trata el residuo líquido proveniente de las rejillas. El agua servida debe ser

distribuida sobre el lecho filtrante del módulo.El Biofiltro tienevarias capas

filtrantes contenidas en un soporte; humus, lombrices, hongos asociados y

microorganismos, sustrato filtrante y piedra componen el lecho filtrante.

En caso de construcción de la obra, esta debe ubicarse en uno de los extremos

de los límites colindantes de la Central, alejado de las oficinas administrativas y

aledaño a una canaleta sin hormigón para la descarga del agua tratada.Al

proyecto no ingresaran las aguas pluviales debido a que estas cuentan con un

sistema independiente de recolección y evacuación.

La vida útil del Biofiltro se estima en 25 años y se ampliará en caso de ser

necesario. Se deben realizar obras menores de mantención del sistema, por

ejemplo reparación del módulo de Biofiltro, limpieza y reemplazo de sistemas de

bombeo en caso de daños, entre otras actividades de mantenimiento. La

realización de estas actividades se asegura la operación permanente del

sistema de tratamiento.

El diseño del sistema de tratamiento de aguas residuales de uso social

mediante un Biofiltro para la Central Termoeléctrica Sacha seha elaborado de

acuerdo al diagrama de flujo de la Figura 39:

Figura 39.Diagrama de flujo del tratamiento de aguas residuales para la Central Termoeléctrica Sacha

86

4.5.2. COMPONENTES DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO

El sistema de tratamiento de aguas residuales de uso social mediante un

Biofiltro tendrá los siguientes componentes:

4.5.2.1. Retención de sólidos

El diseño ha considerado rejillas ubicadas al ingreso del afluente, su objetivo es

retener todo el material que no pueda ser tratado o que averié algún

componente del sistema de depuración. Toda planta de tratamiento de aguas

servidas domésticas y RILES debe retener el material de procedencia diversa

como por ejemplo: papel higiénico, piedras, cabellos, palos, etc.

Estas rejillas retendrán el material sólido y permitirá que el sistema no se

obstruya en alguno de sus componentes y ayudará a que la materia orgánica

blanda se triture.

El material que es retenido en lasrejillas comúnmente suele ser orgánico por lo

que se puede retirar y colocar junto a la basura común que se genera en la

CentralTermoeléctrica Sacha.Es importante realizar campañas de

sociabilización para concienciar a los trabajadores para el buen uso y detalle de

ventajas del sistema para la empresa.

4.5.2.2. Homogenización

El tanque de homogenización es el último tramo del sistema colector que

evacuará las aguas servidas generadas en la Central Sacha hacia el módulo del

Biofiltro, por lo tanto, se debe asegurar que la tubería de descarga del agua

residual llegue hasta este tanque destinado para el almacenamiento y

homogenización del líquido residual. Este líquido se estabilizará durante el

tiempo que sea retenido en el tanque hasta que abandone esta etapa del

tratamiento en condiciones homogéneas.

87

Los residuos líquidos producidos en las diferentes actividades que se realizan

en la Central Sacha no son constantes todo el tiempo, por lo tanto se utilizará

como tanque de homogenización a los pozos sépticos existentes para que se

regulen las variaciones de flujo, de tal manera obtener un pH estable en el agua

residual y la temperatura disminuya para favorecer la separación de grasas. El

agua servida recolectada en el tanque de homogenización se mezcla

uniformemente y asegura un caudal constante del afluente para la siguiente

etapa del tratamiento.

Este tanque de homogenización es hermético y construido de hormigón

armado, con las siguiente dimensiones: profundidad de 1.5 m, ancho de 2 m y

largo de 3.5 m con la capacidad de almacenar 10.5 m3 de agua residual para

que posteriormente sea impulsada a la red de riego ubicada dentro del Biofiltro.

Previo al tanque de homogenización, el agua residual será sometida a un

pretratamiento mediante rejillas a fin de evitar el ingreso de sólidos de gran

tamaño. Los sólidos retiradosserán colocados en bolsas herméticas evitando la

manipulación directa y derrames, deben ser eliminados en sitios autorizados.

Para el correcto funcionamiento del Biofiltro, un aspecto muy importante es el

regado uniforme de las aguas residuales a ser depuradas, por lo tanto, el

diseño debe contar con un sistema destinado a dirigir el agua residual hacia una

red de regadores que irrigue el líquido residual en el lecho filtrante del Biofiltro

de manera uniforme y evitando la saturación del medio.

4.5.2.3. Biofiltración

Es la unidad principal del sistema de tratamiento en la que se realizará la

retención de la materia orgánica que se encuentra en el agua residual generada

en la Central Sacha, ayudará a disminuir la turbiedad y remoción de organismos

fecales gracias al trabajo conjunto de las lombrices y microorganismos

asociados encargados de consumir la materia orgánica que ha sido retenida.

88

Para el correcto funcionamiento del sistema de tratamiento de aguas residuales,

está debe ser asperjada uniformemente, lo que favorecerá la retención de la

materia orgánica en la superficie del Biofiltro y evitando que existan zonas

inundadas o secas. Por lo tanto se debe diseñar una red de riego que asegure

la distribución uniforme en todo el módulo.

El Biofiltro se caracteriza por su composición de distintos estratos de relleno en

el módulo, se identifica tres capas filtrantes de diferentes materiales:

- Capa superior: humus y lombrices cuyo espesor dependerá del número

de lombrices por kilogramo de humus. Espesor de 0.03 m.

- Capa intermedia: sustrato filtrante, sirve de soporte al sistema y alimenta

a las lombrices. Espesor de 0.70 m.

- Capa inferior: Rocas que permitirán el drenaje y aireación del sistema.

Tamaño máximo de 6” y mínimo de 4”. Espesor de 0.30 m.

Entre las capas de sustrato filtrante y piedras se colocará una malla de Geotextil

No Tejido que permite separar y retener el sustrato filtrantey las lombrices.

El doble fondo permite airear y drenar el sistema, tendrá 0.11 m de altura. El

doble fondo debe ser resistente para sostener el peso del relleno y del agua

tratada, además suministrará el aire necesario para los microorganismos de las

biopelículas que se forman en el sistema, lo que también requiere la colocación

de respiraderos horizontales aledaños en los muros periféricos del Biofiltro.

El diseñodel módulo depurador considera las dimensiones de 3.21 x 1.10

metros, totalizando 3.53 m2 de superficie con la capacidad de tratamiento para

2.6 m3/día de aguas residuales.

El Biofiltro debe ser construido con muros de albañilería de bloques con

columnas y cadenas de hormigón armado. Los muros deben ser estucados por

el lado interior con estuco y aditivo impermeabilizante, por el lado exterior se

89

dejarán los bloques a la vista. En el interior del módulo se considera el

hormigonado del contrapiso de 12 cm de espesor reforzado con una malla

central electrosoldada, además, contará con un sistema de drenaje de hormigón

con dimensiones de 1.1 x 0.15 metrospara evacuar el agua tratada.

El Biofiltro no contempla la filtración del agua residual a tratar hacia el suelo, es

decir que, permite la recuperación de líquidos después de que esta ha pasado a

través de las distintas capas filtrantes por medio de un sistema de drenaje, el

efluente tratado cumplirá con la Norma Técnica para el Sector Eléctrico.

Se debe mantener un horqueteo periódico de la superficie del empaque y su

desmalezado, de tal forma de mantener la superficie uniforme y sin zonas de

apozamiento de aguas.

4.5.2.3.1. Red de riego

La red de riego del Biofiltro contará con la utilización de 3 regadores Wobbler

con abertura de 5.56 mm y regarán los 3.53 m2 de superficie del Biofiltro.

Se considera la utilización de regadores con la característica de producir un

riego de baja trayectoria que evite la generación de aerosoles fuera del módulo.

Es necesario implementar un sistema de protección por todo el perímetro del

módulo del Biofiltro, mediante una malla de sombra u otra material que impida

la dispersión fuera del área de tratamiento.

4.5.2.4. Desinfección

Es la etapa final del tratamiento(en caso de ser necesario), considera la

utilización de luz ultravioleta o pastillas de cloro que eliminaran los patógenos

que contenga el agua tratada obteniendo mejores resultados en la depuración

del líquido residual.

90

El agua tratada será conducida y descargada enun canal artificial sin capa de

hormigón aledaño a los límites del predio perteneciente a la Central Sacha.

4.5.3. COSTOS DE INVERSIÓN, MANTENIMIENTO Y COSTO POR METRO

CÚBICO AGUA TRATADA DEL SISTEMA DE BIOFILTRO

4.5.3.1. Costo estimado de inversión del Biofiltro

En la Tabla 21 se detallan los materiales, cantidades y el precio estimado para

la construcción sistema de Biofiltro(CYPE Ingenieros, 2010)(INEC, 2014):

Tabla 21.Presupuesto estimativo de construcción de Biofiltro

PRESUPUESTO ESTIMATIVO DE CONSTRUCCIÓN DE BIOFILTRO

MATERIAL CANTIDAD UNIDAD P.

UNITARIO P.

TOTAL

RED DE RIEGO Y DESINFECCIÓN

Tablero de control (automatización e instalación)

1 U 1180,23 1180,23

Equipo de cloración (automatización e instalación)

1 U 1623,02 2674,51

Pastillas de Cloro 200 gramos 1 U 1,35 1,35

Bomba sumergible de aguas negras

2 U 547,23 1094,46

Aspersor de aguas negras 3 U 7,38 22,14

Tubería y accesorios 200 m 6,48 1296,00

ESTRATOS FILTRANTES

Piedra Bola 1,1 m3 2,80 3,08

Sustrato filtrante 2,5 m3 1,50 892,86

Geotextil No Tejido de Propileno 4 m2 1,25 5,00

Humus y lombrices 4 Cajas 30,00 120,00

AIREACIÓN

Codo PVC Ventilación 110 mm (45°)

6 U 4,87 29,22

Tubo PVC Ventilación 110 mm 6 m 7,65 45,90

Plaquetas de hormigón (f'c = 210 Kg/cm2)

12 U 9,00 108,00

Adoquines (f'c = 210 Kg/cm2) 48 U 0,36 17,28

MÓDULO DE BIOFILTRO

Bloque Pesado (20X20X40) 300 U 0,44 132,00

Malla Electrosoldada Armex R-196 2 pln 64,14 128,28

91

Tabla 21. Presupuesto estimativo de construcción de Biofiltro continuación…

MATERIAL CANTIDAD UNIDAD P.

UNITARIO P.

TOTAL

Tubería PVC Sanitario 110 mm 4 m 6,48 25,92

Hormigón premezclado (hormigón, transporte, bomba, plastificante)

5 m3 78,50 392,50

Varilla corrugada antisísmica 3 qq 54,86 164,58

Piedra (para cimiento) 3,8 m3 8,40 31,92

Cemento 10 50 Kg 7,36 73,60

Arena no lavada (0-5 mm) 9,5 m3 5,64 53,58

Estuco en paredes sobre bloque 7,5 m2 2,02 15,15

VARIOS

Albañil de obra civil 80 h 6,63 530,40

Ayudante de albañil de obra civil 80 h 4,66 372,80

Transporte 5 m3 7,50 37,50

TOTAL 9.448,26

El costo estimado de construcción del sistema de Biofiltro es de:

TOTAL: $ 9.448,26 USD (nueve mil cuatrocientos cuarenta y ocho con

26/100 USD)

4.5.3.2. Costo estimado de mantenimiento del Biofiltro

En la Tabla 22 se detallan los precios estimados para el mantenimiento anual

del Biofiltro(CYPE Ingenieros, 2010):

Tabla 22. Presupuesto estimativo de mantenimiento anual de Biofiltro

PRESUPUESTO ESTIMATIVO DE MANTENIMIENTO DE BIOFILTRO

ESPECIFICACIÓN CANTIDAD UNIDAD P. PARTIDA

Bombas sumergibles 1 U 177,90

Equipo automático de cloración 1 U 104,75

Reparación de módulo 1 U 33,33

Tablero eléctrico 1 U 84,93

TOTAL 400,91

(CYPE Ingenieros, 2010)

92

Elcosto estimado del mantenimiento anual del sistema de Biofiltro es de:

TOTAL: $ 400,91 USD (cuatro cientos con 91/100 USD)

4.5.3.3. Costo estimado por metro cúbico de agua tratada enel Biofiltro

A continuación se detallan los costos estimadospor metro cúbico de agua

tratada en la Central Termoeléctrica Sacha:

4.5.3.3.1. Mano de obra

Los trabajadores que están bajo relación de dependencia tienen derechos

irrenunciables descritos en laTabla 23:

Tabla 23. Prestaciones mensuales del trabajador en el Ecuador

Beneficios sociales del trabajador en el Ecuador

Beneficio Moneda Valor

Salario básico unificado 2014 USD 340.40

Décimo tercer sueldo (8.33 %) USD 28.36

Décimo cuarto sueldo (8.33 %) USD 28.36

Comisiones - -

Participación de utilidades - -

Beneficios adicionales - -

Contribuciones voluntarias - -

Fondos de reserva (8.33 %) USD 69.75

Total de ingreso mensual $ 466.87

(Ministerio de Relaciones Laborales, 2014)

El costo de mano de obra es de:

TOTAL: $ 466,87 USD (cuatro cientos sesenta y seis con 87/100 USD)

93

4.5.3.3.2. Depreciación de equipos

El presupuesto estimado de construcción del Biofiltro es de $ 9.448,26 USD y

está proyectado para 25 años de vida útil.

Ecuación 17. Depreciación anual del Biofiltro

𝐷𝑒𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 =𝑃𝑟𝑒𝑠𝑢𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝐵𝑖𝑜𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜

𝐴ñ𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜

(17)

𝐷𝑒𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 =9448,26

25

𝑫𝒆𝒑𝒓𝒆𝒄𝒊𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝒂𝒏𝒖𝒂𝒍 = 𝟑𝟕𝟕, 𝟗𝟑 𝑼𝑺𝑫

Ecuación 18.Depreciación mensual del Biofiltro

𝐷𝑒𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 =𝐷𝑒𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙

𝑀𝑒𝑠𝑒𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑎ñ𝑜 (18)

𝐷𝑒𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 =377,93

12

𝑫𝒆𝒑𝒓𝒆𝒂𝒄𝒊𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝒎𝒆𝒏𝒔𝒖𝒂𝒍 = 𝟑𝟏, 𝟒𝟗 𝑼𝑺𝑫

4.5.3.3.3. Mantenimiento

El costo de mantenimiento preventivo anual del Biofiltro es de $ 400,91 USD.

Ecuación 19.Costo de mantenimientomensual del Biofiltro

𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑚𝑖𝑛𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 =𝑃𝑟𝑒𝑠𝑢𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜

𝑀𝑒𝑠𝑒𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑎ñ𝑜 (19)

𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑚𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 =400,91

12

94

𝑪𝒐𝒔𝒕𝒐 𝒅𝒆 𝒎𝒂𝒏𝒕𝒆𝒏𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒎𝒆𝒏𝒔𝒖𝒂𝒍 = 𝟑𝟑. 𝟒𝟏 𝑼𝑺𝑫

4.5.3.3.4. Gastos operativos

En laTabla 24se detalla elgasto operativo anual del Biofiltro:

Tabla 24. Gasto operativo anual de Biofiltro

PRESUPUESTO OPERATIVO

ESPECIFICACIÓN CANTIDAD UNIDAD P. PARTIDA

Sustrato filtrante 2,5 m3 892,86 Geotextil No Tejido 5 m 5,00

TOTAL 897,86

El costo estimado de la operación anual del Biofiltro es de:

TOTAL: $ 897,86 USD (ocho cientos noventa y siete con 86/100 USD)

Ecuación 20.Costo operativo mensual del Biofiltro

𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 =𝑃𝑟𝑒𝑠𝑢𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙

𝑀𝑒𝑠𝑒𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑎ñ𝑜

(20)

𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 =897,86

12

𝑪𝒐𝒔𝒕𝒐 𝒐𝒑𝒆𝒓𝒂𝒕𝒊𝒗𝒐 𝒎𝒆𝒏𝒔𝒖𝒂𝒍 = 𝟕𝟒, 𝟖𝟐 𝑼𝑺𝑫

4.5.3.3.5. Costo total mensual

A continuación se detalla el costo mensual del tratamiento del agua residual de

uso social de la Central Termoeléctrica Sacha:

Ecuación 21.Costo total mensual de tratamiento en el Biofiltro

95

𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙

= 𝑀𝑎𝑛𝑜 𝑜𝑏𝑟𝑎 + 𝐷𝑒𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑎𝑐𝑖ó𝑛 + 𝑀𝑎𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜

+ 𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 (21)

𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 = 466,87 + 31,49 + 33,41 + 74,82

𝑪𝒐𝒔𝒕𝒐 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒎𝒆𝒏𝒔𝒖𝒂𝒍 = 𝟔𝟎𝟔, 𝟓𝟗 𝑼𝑺𝑫

4.5.3.3.6. Costo de volumen agua tratada al mes

A continuación se detalla el costo por metro cubico de agua tratada en el

sistema de Biofiltro:

Ecuación 22.Volumen de producción mensual de agua residual

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝐴𝑅 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 = 𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝐴𝑅 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑎 × 𝑑í𝑎𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑒𝑠 (22)

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑𝑢𝑎𝑙 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 = 2.6 𝑚3 × 30

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑𝑢𝑎𝑙 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 = 78𝑚3

𝑚𝑒𝑠

Ecuación 23.Costo de tratamiento por metro cúbico de agua residual

𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑚3 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑑𝑎 =𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑𝑢𝑎𝑙 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑢𝑎𝑙 (23)

𝐶𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑚3 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑑𝑎 =606,59

78

𝑪𝒐𝒔𝒕𝒐 𝒅𝒆 𝒎𝒆𝒕𝒓𝒐 𝒄𝒖𝒃𝒊𝒄𝒐 𝒅𝒆 𝒂𝒈𝒖𝒂 𝒕𝒓𝒂𝒕𝒂𝒅𝒂 = 𝟕, 𝟕𝟖 𝑼𝑺𝑫/m3

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

96

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1. CONCLUSIONES

En las zonas rurales del país, la solución más popular para el tratamiento de

aguas residuales en comunidades e industrias que no cuentan con el servicio

público de alcantarillado, es realizar descargas de sus aguas residuales en

pozos sépticos.El Biofiltro o Lombrifiltro es una técnica que tiene poca o nula

aplicación en nuestro país debido a los pocos estudios que se han realizado de

este sistema en el tratamiento de aguas residuales.

De acuerdo a la investigación bibliográfica, se verificó la existencia de diversas

técnicas para el tratamiento de aguas residuales. Estos sistemas conocidos

también como tradicionales, representan costos elevados de instalación y

mantenimiento, alto gasto energético de operación, utilización de productos

químicos y la presencia de residuos como los lodos activos que requieren un

tratamiento posterior e involucra mayores gastos económicos y energéticos.

Las características físicas, químicas y biológicas del agua residual de la Central

Sacha, de acuerdo a los informes de laboratorio, alcanzó parámetros fuera de la

norma ambiental aplicable al sector termoeléctrico como: pH = 6.2, Sólidos

Suspendidos Totales = 223 mg/l, Sólidos Totales = 757 mg/l, Cloro = 60 mg/l,

Sulfuros = 33 mg/l, Colonias = 1X107 NMP/100 ml, A & G = 50 mg/l, DQO = 583

mg/l, DBO = 200 mg/l, Hierro = 160 mg/l, lo que justifica el tratamiento de sus

aguas residuales.

En el Biofiltro experimental 1 se utilizó como empaque; aserrín y viruta de

madera, material muy utilizado en sistemas de tratamiento por ser un recurso

de fácil adquisición y bajo costo. Los resultados arrojaron que la eficiencia de

este Biofiltro experimental fue de 53.53 % en la remoción de contaminantes y se

encuentra fuera de la norma aplicable al sector termoeléctrico.

97

Las características físicas, químicas y biológicas del agua residual tratada en la

Central Sacha en el Biofiltro experimental 1 (empaque de aserrín y viruta), de

acuerdo a los informes de laboratorio, la mayoría de parámetros medidos

alcanzaron valores fuera de la norma ambiental vigente y aplicable al sector

termoeléctrico como: pH = 5.8, Sólidos Suspendidos Totales = 370 mg/l, Sólidos

Totales = 3264 mg/l, Colonias = 1X105 NMP/100 ml, A & G = 0.3 mg/l, DQO =

3650 mg/l, DBO = 39 mg/l, Hierro = 6.6 mg/l, demostrando poca eficiencia de

tratamiento de acuerdo a lo esperado en la investigación.

En el Biofiltro experimental 2 se utilizó como variante de empaque para el

sistema de tratamiento;fibra de coco, que es remanente de la extracción de

aceite y pulpa de cocoque es un recurso natural renovable, orgánico y de fácil

manejo. Los resultadosarrojaron que la eficiencia de este Biofiltro experimental

fue de 82.37 % en la remoción de contaminantes y se encuentra dentro de la

norma aplicable al sector termoeléctrico.

Las características físicas, químicas y biológicas del agua residual tratada en la

Central Sacha en el Biofiltro experimental 2 (empaque de fibra de coco), de

acuerdo a los informes de laboratorio, los parámetros medidos alcanzaron

valores dentro de la norma ambiental vigente y aplicable al sector termoeléctrico

como: pH = 6.9, Sólidos Suspendidos Totales = 40 mg/l, Sólidos Totales = 603

mg/l, Cloro = 0.1 mg/l, Colonias = 1X105 NMP/100 ml, A & G = 0.3 mg/l, DQO =

174 mg/l, DBO = 23 mg/l, Hierro = 0.19 mg/l, demostrando alta eficiencia de

tratamiento de acuerdo a lo esperado en la investigación.

Las lombrices rojas californianas seleccionadas en la investigación para la

etapa de aclimatación al agua residual durante el período de 10 días, se

observó elevada tasa de mortalidad de lombrices adultas, 11 de 25 lombrices.

Caso contrario sucedió con las lombrices jóvenes, 13 de 15 lombrices se

adaptaron rápidamente a descomponer la materia orgánica del agua residual.

98

La utilización del Biofiltro para el tratamiento de aguas residuales producidas en

la Central Sacha es viable debido a que;se adapta fácilmente a las condiciones

del lugar, el espacio físico en caso de implementación es reducido, los costes

de inversión y operación no son excesivos. Su construcción, instalación y

funcionamiento se lleva a cabo en muy poco tiempo, no requieren de

mantenimiento sofisticado ni personal altamente calificado, no utilizan productos

químicos y son sistemas ecológicos que remueven materia contaminante.

Durante la realizaciónde este trabajo de investigacióncon los Biofiltros

experimentales, se ha comprobado su eficiencia alreducir los principales

contaminantes del efluentey devolviendo agua tratada al ambiente sin que

represente riesgo de contaminación para la flora y fauna de la Central Sacha.

El Biofiltro ha demostrado que no genera olores debido a la dinámica de

tratamiento del sistema, no genera lodos activos y se caracteriza por producir

humus orgánico que se utiliza como fertilizante.

La propuesta de Biofiltro para la Central Termoeléctrica Sacha está basada en

los análisis experimentales y de manera empírica a través de la investigación de

plantas de tratamiento en funcionamiento y contempla;un canal de entrada con

base de 0.25 m y altura de 0.30 m; un marco de acero inclinado 60° con 13

barrotes de 0.35 m de altura y separados entre sí cada 0.19 m. El tanque de

homogenización tiene 1.5 m de profundidad, 2 m de ancho y 3.5 de largo con

capacidad de almacenar 10.5 m3. El Biofiltro tiene 1.5 m de altura, 3.21 m de

largo y 1.1 m de ancho con un área total de 3.53 m2, los puntos de distribución

serán 3 que deben cubrir 1.1 m de circunferencia cada uno.Si fuese necesario,

para obtener mejores resultados se considera una cámara de desinfección con

pastillas de cloro o radiación ultravioleta.

El diseño del Biofiltro contemplo que pueda soportar el incremento de los

caudales de aguas servidas de hasta 67 % del caudal actual. Los estratos del

módulo de Biofiltro son; 0.03 m de humus con lombrices, 0.7 m de sustrato

99

filtrante y 0.3 m de piedra. Si fuese necesario, en caso de aumento delatasa de

tratamiento se deberá tomar a consideración rediseñar la planta de tratamiento

para la construcción de nuevos módulos de Biofiltro.

Los costos estimados de construcción, mantenimiento mensual y por metro

cúbico de agua tratada en el Sistema de Biofiltro para tratar las aguas

residuales de uso social de la Central Termoeléctrica Sacha son de; $ 9.448,26

USD, $ 606,59 USD y $ 7,78 USD respectivamente.

Realizada la propuesta de diseño del sistema de Biofiltro para tratarlas aguas

residuales producidas en la Central Sacha, se logró alcanzar los objetivos

planteados en esta investigación, seproyectó las obras que componen este

sistema de tratamiento y sus costes de implementación y mantenimiento.

5.2. RECOMENDACIONES

Por la envergadura del proyecto de la planta de tratamiento, es importante

realizar un estudio completo del diseño estructural del Biofiltro y el detalle de

ingeniería del sistema hidrosanitario antes de ser construido y puesto en

marcha el sistema de tratamiento.

Realizar monitoreos permanentes para constatar el cumplimiento de los

parámetros del agua tratada, que deben ser disminuidos hasta valores que

demanda la Norma Técnica Ambiental para el Sector Eléctrico, detectar

anomalías y corregir las fallas de funcionamientoen caso de construcción y

funcionamiento de la planta de tratamiento.

El documento incluye aspectos de diseño, describe componentes, detalles de

operación y planos del Biofiltro, mas no detalla procesos constructivos y no

realiza el diseño en detalle de la ingeniería de las obras, que en caso de

discrepancias o falta de precisión con algún componente o material, los

constructores deben resolver dichas discrepancias.

NOMENCLATURA / GLOSARIO

100

NOMENCLATURA / GLOSARIO

CELEC EP Corporación Eléctrica del Ecuador Empresa Pública

CONAMA Congreso Nacional de Medio Ambiente

CONELEC Consejo Nacional de Electricidad

FAO Food and AgricultureOrganization of the United Nations

(Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y

Agricultura)

INEC Instituto Nacional de Estadísticas y Censos

kW KiloWatts

MW MegaWatts

MAE Ministerio del Ambiente de Ecuador

MAGAP Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca

RILES Residuos Industriales Líquidos

TECSINOX Tecnología y Soluciones de Ingeniería

TULSMA Texto Unificado de Legislación Ambiental Secundaria del

Ministerio del Ambiente

US EPA United States Environmental Protection Agency (Agencia de

Protección Ambiental de Estados Unidos)

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101

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ANEXOS

109

ANEXOS

ANEXO 1.

Fotografías de la etapa de adaptación de lombrices al sustrato orgánico

Construcción de lombricompostera Lombricompostera terminada

Colocación de sustrato orgánico Lombrices en aclimatación

110

ANEXO 2.

Fotografías del proceso adaptativo de las lombrices a las aguas residuales

Materiales usados para adaptación de lombrices a aguas servidas

Frascos de recolección de aguas servidas

Medición de Temperatura y pH del agua residual recolectada

Lombrices en adaptación de aguas residuales

111

ANEXO 3.

Fotografías de tratamiento de aguas servidas en Biofiltro con empaque de fibra de coco

Colocación de estratos filtrantes en módulo experimental

Colocación de lombrices adaptadas en Biofiltro experimental

Proceso de tratamiento de agua residual en Biofiltro experimental

112

ANEXO 4.

Fotografías de tratamiento de aguas servidas en Biofiltro con empaque de aserrín y viruta

Colocación de estratos filtrantes en módulo experimental

Biofiltro experimental listo para tratamiento de aguas servidas

Colocación de lombrices adaptadas en Biofiltro experimental

Proceso de tratamiento de agua residual en Biofiltro experimental

113

ANEXO 5.

Reporte GRUNTEC 1406262-AG001 de análisis de fosa séptica de oficina

114

ANEXO 6.

Reporte GRUNTEC 1406264-AG002 de análisis de fosa séptica de oficina P2

115

ANEXO 7.

Reporte GRUNTEC 1406264-AG003 de análisis de fosa séptica de oficina M2

116

ANEXO 8.

Reporte GRUNTEC 1406290-AG001 de análisis de fosa séptica de oficina M2

117

ANEXO 9.

Lay Out del sistema de tratamiento de aguas residuales para la Central Termoeléctrica Sacha

118

119

120

118

ANEXO 10.

Set de planos

Lámina número 1. Planos del Biofiltro

Lámina número 2. Planos del Biofiltro

Lámina número 3. Plano de emplazamiento general del Sistema de Biofiltro

para la Central Termoeléctrica Sacha

Planos en documento impreso. Biblioteca. Universidad Tecnológica Equinoccial.