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FORMULACIÓN DE PLAN DE MEJORAMIENTO DE TRATAMIENTO QUÍMICO
INTEGRAL DEL SISTEMA DE CLARIFICACIÓN DE AGUA ADHESIVO EN LA
EMPRESA FILMTEX S.A.S
Leidy Daniela Gonzalez Hernandez
20152081051
Jampyer Nicolas Martinez Patiño
20152081054
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
TECNOLOGIA EN GESTION AMBIENTAL Y SERVICIOS PÚBLICOS
2019
2
FORMULACIÓN ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO QUÍMICO DEL SISTEMA DE
CLARIFICACIÓN DE AGUA RESIDUAL CON ADHESIVO EN LA EMPRESA FILMTEX
S.A.S.
LEIDY DANIELA GONZALEZ HERNANDEZ
20152081051
JAMPYER NICOLAS MARTINEZ PATIÑO
20152081054
DIRECTORA:
VILMA HERNANDEZ
Ingeniera química
Msc. Docencia Universitaria
Msc. Gestión Ambiental para el Desarrollo Sostenible
Proyecto de grado para optar por el título de Tecnólogo en Gestión Ambiental y Servicios
Públicos
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
TECNOLOGIA EN GESTION AMBIENTAL Y SERVICIOS PÚBLICOS
BOGOTA D.C. 2019
3
Nota de Aceptación
Firma Director Del Proyecto Firma de Jurado
______________________________________________________________________________
Firma de jurado
______________________________________________________________________________
Firma de jurado
4
Dedicatoria
Este título es dedicado primeramente a Dios, quien ha sido nuestra guía en este arduo
camino, a nuestra familia quien ha sido un apoyo incondicional en todo este proceso de formación,
además agradecer a todas las personas que hicieron parte de este pasaje lleno de enseñanzas y
aprendizajes que nos servirán no solo para el ámbito académico sino también para el diario vivir.
5
Agradecimientos:
Agradecemos en primer lugar a nuestra tutora de trabajo de Grado, la profesora Vilma
Hernández quien nos apoyó con su guía y conocimientos para que fuera posible culminar este
proceso. También agradecemos a nuestros padres quienes nos acompañan y apoyan cada día con
sus consejos para que logremos nuestras metas, adicionalmente agradecemos a todos los profesores
que hicieron parte de este proceso de formación y que nos aportaron su conocimiento para crecer
profesionalmente.
6
ÍNDICE
RESUMEN……………………………………………………………………………………...12
INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………………...15
GENERALIDADES……………………………………………….………………..…………17
1.1 Planteamiento del problema………………………………………………..……………….17
1.2 Objetivos………………………………………………………………………………........19
1.2.1General…………………………………………………………………………………..19
1.2.2 Específicos………………………………………………………….……………..........19
1.3 Justificación…………………………………………………….…………………………..20
1.4 Delimitación ………………………………………………………………………………..22
1.4.2 Mapa interno... . ………………………………………………………………………..24
1.4.3 Organigrama…………………………………………………….……………………....24
1.4.4 ¿Quiénes son FILMTEX S.A.S?......................................................................................25
1.4.5 Misión…………………………………………………………………………………..25
1.4.6 Visión…………………………………………………………………………………...25
1.4.7 Proceso de producción………………………………………………………………….26
1.4.8 Proceso de calandrado………………………………………………………………….26
7
MARCO REFERENCIAL……….………………………………………………………...29
2.1 Marco conceptual………………………………………………………………………..….29
2.2 Marco teórico…………………………………………………………..……………...........35
2.3 Marco legal………………………………………………………….……………………....44
METODOLOGÍA………………..……………………………………………………...........46
3.1 Primera Fase…………………………………………………………………………….…..47
3.2 Segunda Fase………………………………………………………………………………..51
3.2.1 Desventajas de la Planta de tratamiento de agua residual actual…………….………....55
3.3 Medición de parámetros Físico – Químicos…………………………………………...........56
3.3.1 Solidos Totales……………………………………………………..…………………...59
3.3.2 Solidos Fijos………………………………………………………………………….…60
3.3.3 Demanda química de oxigeno (DQO)……………………………………………..........61
3.3.4 Turbidez………………………………………………………………………………...65
3.3.5 PH………………………………………………………………………………….........65
3.3.5 Conductividad eléctrica……………………………………………………………........65
3.3.7 Alcalinidad……………………………………………………………………………...65
RESULTADOS………………..……………………………………………………………...66
4.1 RESULTADOS DE PARAMETROS FISICO – QUIMICOS…………………………….66
8
5. ANÁLISIS DE
RESULTADOS…………………..…….…………………………………....69
5.1 Alternativa de tratamiento de acuerdo a los resultados obtenidos……………………….....70
5.1.2 Test de jarras para determinación del reactivo químico y ……………….71
6. PROPUESTA DEL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES DE LA EMPRESA
FILMTEX S.A.S.…………………………………………………………………..……………..76
6.2 Sistema de coagulación y floculación…………………………………………………........77
6.3 Costos de implementación del tratamiento químico………………………………………..78
7. CONCLUSIONES………………………………………………………………………........81
8. RECOMENDACIONES……………………………………………………………………..83
9. WEBGRAFIA………………………………………………………………………………...84
10. ANEXOS…………………………………………………………………………………….86
Listado de planos
Plano 1: Ubicación empresa flmtex S.A.S………………………………………………………..22
Plano 2 Detalle de ubicación empresa flmtex S.A.S……………………………………………..23
Plano 3 Mapa interno empresa Filmtex S.A.S……………………………………………………24
Listado de Diagramas
Diagrama 1 Organigrama Filmtex S.A.S………………………………………………………...24
Diagrama 2 Procesos de producción de la empresa……………………………………………...26
9
Diagrama 3 características de la calidad del agua……………………………………………….36
Diagrama 4 Proceso que genera el agua residual………………………………………………..47
Diagrama 5 Diagrama de flujo PTAR actual…………………………………………………….51
Listado de imágenes
Imagen 1 Maquina DRITEC……………………………………………………………………..27
Imagen 2 Planta de tratamiento empresa Filmtex S.A.S………………………………………...28
Imagen 3 Disposición de lodos como residuos peligrosos………………………………............28
Imagen 4 Desestabilización del coloide y compresión de la capa difusa…………………..........40
Imagen 5 Vistas maquina DRITEC……………………………………………………………...48
Imagen 6 Isotanque………………………………………………………………………………49
Imagen 7 Zona de almacenamiento de isotanques con agua residual……………………………50
Imagen 8 Planta de tratamiento actual…………………………………………………..……….50
Imagen 9 Primer compartimiento vista lateral……………………………………………...........52
Imagen 10 Primer compartimiento vista superior………………………………………………..53
Imagen 11 Segundo compartimiento Vista Superior…………………………………………….53
Imagen 12 Tercer compartimento, almacenamiento de lodos…………………………………...54
Imagen 13 Lodos residuales……………………………………………………………………..54
10
Imagen 14 Rombo de seguridad NFPA, Lodos residuales………………………………………55
Imagen 15 Evidencia procedimiento de Solidos Totales………………………………………...59
Imagen 16 Evidencia procedimiento Solidos Fijos……………………………………………...60
Imagen 17 DQO primer intento…………………………………………………………….........61
Imagen 18 Evidencia procedimiento de DQO…………………………………………………...62
Imagen 19 Diluciones de la muestra para cálculo de DQO……………………………………...63
Imagen 20 Muestras enfriándose a temperatura ambiente……………………………………….64
Imagen 21 Adición de ferroina //Muestras con interferencia……………………………….......64
Imagen 22 Proceso de titulación…………………………………………………………………65
Imagen 23 Test de jarras// jarra 2……………………………………………………………......72
Imagen 24 Preparación para test de jarras intento 2…………………………………………......73
Imagen 25: Prueba 2 y 3, dosificaciones………………………………………………………...75
Listado de tablas
Tabla 1 Aspectos jurídicos y sanitarios……………………………………………..…………….44
Tabla 2 Aspectos jurídicos ambientales………………………………………………………….45
Tabla 3 Aspectos jurídicos técnicos………………………………………………………….......45
Tabla 4 Equipos de Laboratorio………………………………………………………………….56
Tabla 5 Características iniciales del agua residual………………………………………………..68
11
Tabla 6 Análisis de resultados………………………………………………………………........69
Tabla 7 Test de jarras intento 1…………………………………………………………………..72
Tabla 8 Test de jarras intento 2…………………………………………………………………..73
Tabla 9 Test de jarras intento 3…………………………………………………………………...74
Tabla 10 Comparación agua cruda - agua tratada………………………………………………..76
Tabla 11 Costo Reactivo………………………………………………………………………….79
Tabla 12 Costo agitador………………………………………………………………………….79
12
RESUMEN
El proyecto tiene como objetivo optimizar la planta de tratamiento de agua residual de la empresa
FILMTEX S.A.S dando a conocer otro tipo de tratamiento que resulte más conveniente para la
empresa y el ambiente. FILMTEX S.A.S se dedica a la producción de películas de PVC por medio
de calandrado1. Ubicada en Bogotá- Barrió Perdomo en la Carrera 73 # 62 D- 81 S.
La empresa actualmente cuenta con una planta de tratamiento que no logra cumplir los objetivos
de remoción de carga contaminante establecidos por la normativa vigente (Resolución 631/2015,
Decreto 3930/2010), asimismo los procesos realizados para tratar el agua residual en muchas
ocasiones no permite que el total de los vertimientos sean sometidos a algún tipo de tratamiento.
Por lo cual es de suma importancia implementar nuevos procesos que mejoren las condiciones del
efluente final, que será vertido directamente al alcantarillado.
Para ello se propuso llevar a cabo el proyecto en 4 etapas: La primera, inició con la identificación
de los procesos realizados en la empresa en los cuales genera el agua residual que se va a tratar.
En este mismo punto se realizó un estudio que permitió ver las deficiencias de la PTAR que
actualmente funciona en la empresa. Posteriormente, se hizo muestreo del agua residual producida
para así determinar su grado de contaminación. En la siguiente etapa se realizó una investigación
bibliográfica en la cual se basó para elegir el método más adecuado que permita mejorar el proceso
realizado en la planta de tratamiento. Por último se establece el plan de mejoramiento para la
1 Calandrado. Es el proceso de preparación un material por presión entre dos o más rodillos contrarrotantes. El
calandrado se utiliza generalmente en la fabricación continua de lámina o película. La resina en gránulos o
lámina/masa gruesa, se pasa bajo alta presión entre diversos pares de rodillos pulidos y espejos calentados. (Todo en
polímeros, Julio 2017)
13
PTAR en donde se optimizan los procesos para lograr remover un mayor porcentaje de carga
contaminante del agua residual.
Palabras clave: Agua residual, tratamiento de agua, PTAR (planta de tratamientos de agua
residual), carga contaminante, Calandrado.
ABSTRACT
The objective of the project is to optimise the waste water treatment plant of FILMTEX S.A.S by
introducing another type of treatment that is more convenient for the company and the
environment. FILMTEX S.A.S is dedicated to the production of PVC films by means of
calendering. Located in Bogotá - barrió Perdomo in Carrera 73 # 62 D-81 S. The company
currently has a treatment plant that fails to meet the objectives of removal of the pollutant load
established by the current regulations (Resolution 631/2015, Decree 3930/2010), also the
processes carried out to treat waste water on many occasions don’t allow the total of the discharges
to be subjected to any kind of treatment. So it is extremely important to implement new processes
that improve the conditions of the final effluent, which will be discharged directly into the sewer.
To this end, it was proposed to carry out the project in four stages: the first phase began with the
identification of the processes carried out in the company in which the waste water to be treated is
generated. At the same point, a study was carried out and showed the deficiencies of the PTAR
currently operating in the company. Subsequently, the waste water produced was sampled to
determine its degree of contamination. In the next stage, a bibliographic research was carried out
on the basis of which to choose the most appropriate method to improve the process carried out in
14
the treatment plant. Finally, it establishes a plan of improvement for the PTAR where the processes
are optimized to achieve the removal of a greater percentage of pollutant load from the wastewater.
Keywords: Wastewater, water treatment, PTAR (wastewater treatment plant), polluting charge,
calandrate.
Keywords: Wastewater, water treatment, WWTP (wastewater treatment plant), pollutant load,
Calendering.
15
INTRODUCCIÓN
El agua es un recurso indispensable para la vida, se ha convertido en un bien público y social. Hoy
en día su conservación ha requerido de un esfuerzo constante en investigación, innovación
tecnológica e incluso en discusión política. Asimismo, el respeto por el medio ambiente y un nuevo
concepto del agua como bien económico. Las aguas residuales se clasifican en dos tipos, aguas
residuales domésticas y aguas residuales industriales, esta última se considera el tipo de agua
residual que procede de cualquier actividad industrial en cuyo proceso de producción,
transformación o manipulación se utilice el agua, incluyéndose los líquidos residuales, aguas de
proceso y aguas de drenaje.
La industria genera más presión sobre los recursos hídricos a través de los impactos que producen
las descargas de aguas residuales y su potencial contaminante que por la cantidad de agua utilizada
en la producción. Gran parte de las aguas residuales industriales se vierten sin tratamiento alguno
en los cursos de agua abiertos o simplemente en el alcantarillado público, es por ello que cada día
las fuentes hídricas tanto superficiales como subterráneas se encuentran más contaminadas,
causando un irreparable daño ambiental y a la salud pública. Tal situación hace indispensable
implementar programas para el tratamiento y disposición de las aguas servidas.
Este proyecto se centra en la empresa FILMTEX S.A.S ubicada en el sur de Bogotá en el barrio el
Perdomo, dedicada a la producción y comercialización de películas de PVC mediante el proceso
de calandrado, proceso de conformado que consiste en hacer pasar un material sólido a presión
entre rodillos de metal generalmente calientes que giran en sentidos opuestos.
16
Se pretende encontrar y formular una alternativa para el manejo, tratamiento y disposición final de
sus aguas residuales industriales, provenientes del proceso de enhebrado de la película de PVC y
el papel DRI TEC, proceso en el cual el uso de adhesivo es la principal fuente de contaminación,
esto con el fin de obtener un efluente en mejores condiciones, que permita verter las aguas
residuales de FILMTEX S.A.S de forma segura, cumpliendo de esta manera con la normativa
vigente en la que se incluye el decreto 3930 de 2010 y la resolución 0631 de 2015.
17
1. GENERALIDADES
1.1 Planteamiento del problema
El inadecuado manejo y tratamiento de las aguas residuales industriales se ha convertido en una
problemática que afecta no solo al medio ambiente y el recurso hídrico, sino a la salud pública en
general. Una de las medidas fundamentales para prevenir la contaminación consiste en evitar el
vertimiento de aguas residuales sin tratamiento a los cuerpos de agua que abastecen a las ciudades
y a sus industrias.
En el caso de las plantas industriales, éstas requieren agua, no sólo como parte de sus procesos,
sino también para generar vapor o para labores de mantenimiento. En cada uno de estos casos el
agua tiene que cumplir con ciertas especificaciones técnicas para posibilitar su aprovechamiento.
Si el agua no se incorpora al producto o forma parte del agua de servicio, se transforma en un
efluente industrial conocido como agua residual, que es necesario gestionar en una forma
ambientalmente adecuada. Es conocido que el agua debido a sus propiedades fisicoquímicas, se
comporta como un agente que disuelve diversos compuestos químicos, en mayor o menor
proporción, o que arrastra diversas sustancias.
En este caso el objeto de estudio será la empresa FILMTEX S.A.S, la cual actualmente trata aguas
residuales provenientes del proceso de “ENHEBRADO DESENROLLADOR DE PAPEL
DRITEC” el cual consiste en unir una película de pvc con una de papel siliconado, formando así
el papel contac. En dicho proceso se hace necesario el uso de adhesivo que permita compactar las
dos películas, tal sustancia es la principal fuente de contaminación del agua residual que se quiere
tratar.
18
Actualmente cuenta con una planta de tratamiento de agua residual que consiste en retirar la carga
contaminante producida mediante inyección de bacterias y un secado de lodos.
Su manejo no es el más adecuado y se ha evidenciado la falta de seguimiento al tratamiento,
además que su proceso es bastante convencional. Las condiciones en las que se encuentra no son
las mejores puesto que la tecnología presenta deficiencias como:
● El tiempo de retención es muy alto, por tanto se acumulan grandes cantidades de agua
residual lo que lleva a los operarios a retirar el agua del sistema e interrumpan su
tratamiento.
● La generación de olores está causando la proliferación de vectores y degradación en la
salud de los trabajadores debido a que la planta de tratamiento se encuentra dentro de la
empresa.
Por estas razones es importante plantear una alternativa de tratamiento más eficiente que permita
bajar los tiempos de retención, disminuir los olores y con ello eliminar vectores que permitan
mejorar tanto el ambiente laboral como también el efluente final.
19
1.2 Objetivos
1.2.1General
Formular una alternativa a través de tratamiento químico del sistema de clarificación del ¨agua
adhesivo¨ residual que genera la empresa FILMTEX S.A.
1.2.2 Específicos
● Realizar una caracterización de las aguas residuales industriales de la empresa FILMTEX
S.A.S
● Determinar la tecnología más eficiente para tratar las aguas residuales generadas en el
proceso industrial de la empresa FILMTEX S.A.S
● Optimizar el proceso que está funcionando actualmente, de tal manera que genere un
efluente de mayor calidad que pueda ser vertido sin riesgo hídrico.
20
1.3 Justificación
FILMTEX S.A.S dentro de sus procesos para la producción de la película de PVC, genera un
volumen considerable de agua residual, que por sus características podría afectar
considerablemente el cuerpo hídrico que reciba sus vertimientos.
Una de las medidas fundamentales para prevenir la contaminación hídrica consiste en evitar que
los vertimientos de aguas residuales lleguen sin tratamiento previo a los cuerpos de agua que
abastecen a las grandes ciudades, municipios e industrias.
El proyecto busca minimizar el impacto ambiental que genera el vertimiento de las aguas
residuales industriales de la empresa FILMTEX S.A.S. Teniendo en cuenta que el tratamiento del
agua en Colombia es una obligación por parte de sus generadores, establecido por el decreto 3930
de 2010, la resolución 0631 de 2015, la Resolución 3956 de 2010 y 3957 de 2009, bajo esta
normativa la autoridad ambiental está en la capacidad de multar a las empresas que no cumplan
con los requisitos de calidad de vertimientos líquidos.
Por esta razón se determinó el tipo de tratamiento más eficiente que permita a FILMTEX S.A.S
disponer de sus aguas residuales bajo condiciones óptimas, establecidas por la ley.
Teniendo en cuenta dicha normativa el proyecto se realizó con base a la necesidad que se tiene de
mejorar los procesos de la planta de tratamiento que actualmente se encuentra funcionando, con
el fin poder cumplir con todos los parámetros permisibles para los posteriores vertimientos por
parte de la empresa.
El proyecto trae consigo beneficios tanto para la empresa como para el medio ambiente. FILMTEX
S.A.S está expuesta a interventorías ambientales por parte de las entidades públicas, ya que esta
21
contempla el territorio de la ciudad de Bogotá. Dentro de las visitas ambientales, la empresa puede
llegar a ser multada o incluso sancionada por el inadecuado manejo de sus aguas residuales, por lo
tanto la implementación de nuevos procesos que se plantean dentro de este proyecto, servirán de
gran ayuda para prevenir que este tipo de eventos ocurran.
Asimismo se garantiza que el impacto al medio ambiente será mucho menor, disponiendo aguas
residuales tratadas, disminuyendo su alto potencial contaminante, generando efluentes en mejores
condiciones.
22
1.4 Delimitación
1.4.1 Ubicación Empresa Filmtex :
Descripción de la zona de formulación del plan de mejoramiento de tratamiento de agua. El
proyecto se desarrolló en la empresa FILMTEX SAS ubicada en el sur Bogotá- Carrera 73 # 62
D- 81 S.- Barrio Perdomo en la localidad de bosa (ver plano 1).
Fuente: Google maps
Plano 1: Ubicación empresa flmtex S.A.S
23
La empresa cuenta con dos plantas de producción, planta principal y auxiliar. Cuenta con una
zona verde exigida por la autoridad ambiental, que abarca poco más del cincuenta por ciento
de la totalidad del área de la empresa (ver plano 2).
Fuente: Google maps
Plano 2 Detalle de ubicación empresa flmtex S.A.S
24
1.4.2 Mapa interno.
Plano 3 Mapa interno empresa Filmtex S.A.S
1.4.3 Organigrama Diagrama 1 Organigrama Filmtex S.A.S
Fuente: Filmtex S.A.S
Fuente: Filmtex S.A.S
25
1.4.4 ¿Quiénes son FILMTEX S.A.S?
FILMTEX S. A. S. es una Compañía dedicada a la producción de Películas vinílicas rígidas
o flexibles a base de resina de PVC (Cloruro de Polivinilo), obtenidas por procesos de calandrado.
1.4.5 Misión
“Fieles a la cultura Filmtex, estamos comprometidos con la fabricación de productos
plásticos mediante los procesos de calandrado y procesos complementarios, además de diseñar y
ofrecer soluciones integrales que permitan satisfacer necesidades de diversas industrias, generando
valor para nuestros clientes, manteniendo los mejores estándares de seguridad, cuidado del medio
ambiente y la sociedad.”
1.4.6 Visión
“En el año 2021 Filmtex será una empresa líder en el suministro de películas plásticas para
la industria farmacéutica, construcción e infraestructura, se posicionará entre las tres mejores
empresas del sector de vinilos para impresión.
Con una facturación de USD $70MM al año, será un jugador importante en los mercados que
participa, convirtiéndose así en una compañía innovadora, ágil, flexible y protagonista dentro del
grupo al que pertenece, cumpliendo las expectativas de sus clientes, colaboradores, proveedores y
accionistas.”
26
1.4.7 Proceso de producción
Diagrama 2 Procesos de producción de la empresa
1.4.8 Proceso de calandrado
Proceso esencial para la obtención de películas uniformes en cuanto a composición físico-
química, estabilidad dimensional, aspecto, planicidad; con el claro propósito de entregar a los
clientes productos que les permita eficiencias en calidad y productividad en sus procesos de
conversión.
Estos comprenden impresión por sistemas diversos tales como flexografía, litografía , serigrafía,
digital; laminación térmica o por acción de adhesivos a otros sustratos; termoformado, troquelado,
corte en rollos, recubrimiento, sellado térmico y por alta frecuencia entre los mas usuales.
Fuente: Filmtex S.A.S
27
1.5 Antecedentes del proyecto
Actualmente la empresa Filmtex cuenta con una PTAR destinada a tratar los residuos
liquidos generados en el proceso de enebrado de papel y PVC. Dicho proceso es realizado por la
maquina DRITEC cuya funcion consiste en recubrir el papel con adhesivo y laminar el vinilo.
Imagen 1 Maquina DRITEC
El agua residual se genera durante el lavado de la maquina DRITEC (ver imagen 1). Este
proceso es realizado a dirario, ya que es necesario cambiar constantemente el adhesivo con el que
se forma el papel contac.
La planta de tratamiento puede resumirse como un secado o desidratado de lodos. Consiste en dos
compartimentos (ver imagen 2) que cumplen diferentes funciones. En el primero y mas importante
se dispone el agua contaminada con adhesivo, luego de esto se inyecta de forma manual unas
bacterias que aislan el agua del adhesivo, formando lodos contaminados, que posteriormente
permiten clarificar el agua y generar un efluente con mejores condiciones. En el segundo
Fuente: Los autores
28
Imagen 3 Disposición de lodos como residuos peligrosos
compartimento se almacena los lodos resultantes del proceso anterior, con el fin de que su secado
sea mas eficiente.
Imagen 2 Planta de tratamiento empresa Filmtex S.A.S
Finalmente el agua tratada es conducida al ducto del alcantarillado publico. Por otra parte los lodos
generados en el proceso son dispuestos como residuo peligroso (RESPEL) (ver imagen 3), los cuales son
tratados por una empresa especializada.
Fuente: Los autores
Fuente: Los autores
29
2. MARCO REFERENCIAL
2.1 Marco conceptual
● Agua residual: Son las aguas usadas que, procedentes de viviendas e instalaciones de
servicios industriales sanitarias o agrícolas, se evacuan por las instalaciones públicas o
privadas de saneamiento a los distintos medios receptores, diluidas o no, con cualquier
agua subterránea, superficial o pluvial que se le haya incorporado.(Cámara Zaragoza,
Medio ambiente, Anexo, 2018)
● Agua residual industrial: Son aquellas que resultan del desarrollo de un proceso
productivo, incluyéndose a las provenientes de la actividad minera, agrícola, energética,
agroindustrial, entre otras.” (OEFA, Organización de evaluación y fiscalización del
ambiente, 2014)
● Alcalinidad: Capacidad del agua para neutralizar ácidos; propiedad impartida por
carbonatos, bicarbonatos, hidróxidos y, ocasionalmente, boratos, silicatos y fosfatos.
● Calandrado: El calandrado es el proceso de preparación de un material por presión entre
dos o más rodillos. Es utilizado generalmente en la fabricación continua de lámina o
película. (Todo en polímeros, 2017)
● Conductividad: es la expresión numérica de su capacidad para transportar una corriente
eléctrica. Esta capacidad depende de la presencia de iones en el agua, de su concentración
total, de su movilidad, de su carga o valencia y de las concentraciones relativas, así como
de la temperatura a la cual se realiza la medición. Las soluciones de la mayoría de los
ácidos, bases y sales inorgánicas son relativamente ‘buenos conductores’ de la corriente
eléctrica. Inversamente, las soluciones acuosas de solutos orgánicos, que no se disocian o
30
que se disocian muy poco en el agua, poseen conductividades eléctricas muy bajas o
similares a las del agua pura. (Cárdenas, 2005).
● Coagulantes: Son sales metálicas (tales como el alumbre) o polímeros. Los polímeros son
compuestos orgánicos artificiales constituidos por una larga cadena de moléculas más
pequeñas. Los polímeros pueden ser, catiónicos (cargadas positivamente), aniónicos
(cargadas negativamente), o no iónico (carga neutra). (Valenzuela, M. 2016)
● Demanda biológica de oxígeno (DBO): Es la cantidad de oxígeno, expresada en
miligramos de oxígeno por litro, consumida en la oxidación bioquímica de la materia
orgánica contenida en el agua durante un tiempo predeterminado, cinco días generalmente,
y en condiciones de ensayo normalizadas: incubación en la oscuridad a 20 º C. (Cámara
Zaragoza, Medio ambiente, Anexo, 2018)
● Demanda química de oxígeno (DQO): “Es la cantidad de oxígeno, expresada en
miligramos de oxígeno por litro consumido por la oxidación química de la materia orgánica
del agua en un procedimiento normalizado, que es conveniente especificar en el resultado
analítico.”(Cámara Zaragoza, Medio ambiente, Anexo, 2018)
● Efluente: La salida o flujos salientes de cualquier sistema que despacha flujos de agua, a
un tanque de oxidación, a un tanque para un proceso de depuración biológica del agua, etc.
Este es el agua producto dada por el sistema. (Lenntech, Glosario del agua, 2018)
● Floculación: Acumulación de partículas desestabilizadas y micro partículas, y
posteriormente la formación de copos de tamaño deseado. Uno debe añadir otra sustancia
química llamada floculante en orden de facilitar la formación de copos llamados flóculos.
(Lenntech, Glosario del agua, 2018)
31
● Floculantes: Un floculante o coadyuvante de la coagulación, se utiliza junto con
coagulante principal, para acelerar el proceso de coagulación y floculación mediante la
producción de flocs de sedimentación rápida. Estos aumentan la densidad de los flocs de
sedimentación lenta convirtiéndolos en más rápidos de sedimentar, de igual forma mejora
la tenacidad a los flocs para que no se rompan durante el mezclado y proceso de
sedimentación Los floculantes pueden clasificarse por su naturaleza (mineral u orgánica),
su origen (sintético o natural) o el signo de su carga eléctrica (aniónico, catiónico o no
iónico). (Valenzuela, M. 2016)
● Hidrocarburos: Compuestos orgánicos que están formado por átomos de carbono e
hidrógeno y a menudo usados por las industrias petroleras. (Lenntech, Glosario del agua,
2018)
● Indicador: Cualquier entidad biológica o proceso, o comunidad cuyas características
muestran la presencia de las condiciones ambientales específicas o contaminación.
(Lenntech, Glosario del agua, 2018)
● Límite máximo permisible: Es la medida de concentración o del grado de elementos,
sustancias o parámetros físicos, químicos y biológicos, que caracterizan al efluente o una
emisión, que al ser excedido causa o puede causar daños a la salud, al bienestar humano y
al ambiente. (OEFA, Organización de evaluación y fiscalización del ambiente, 2014)
● Lodos: Residuo semisólido, que contiene microorganismos y sus productos, de cualquier
sistema de tratamiento de aguas. (Lenntech, Glosario del agua, 2018)
● Lodos Activados: Proceso biológico dependiente del oxígeno que sirve para convertir la
materia orgánica soluble en biomasa sólida, que es eliminada por gravedad o filtración.
(Lenntech, Glosario del agua, 2018)
32
● Caudal: Es la cantidad fluido (agua) que circula a través de una sección del ducto (tubería,
cañería, oleoducto, río, canal,) por unidad de tiempo.
● Parámetro: Una variable, propiedad medible cuyo valor está determinado por las
características del sistema en el caso del agua por ejemplo, estas pueden ser la temperatura,
la presión, la densidad, etc. (Lenntech, Glosario del agua, 2018)
● Planta de tratamiento de agua residual (PTAR): Es una estructura artificial donde se
propicia el desarrollo controlado de un proceso natural que permite reducir a niveles
convenientes el contenido de materia orgánica y de sustancias varias de carácter físico -
químico y biológico para que de esta forma disminuye la contaminación de las aguas
residuales domésticas antes de su descarga al medio natural. (Academia, Academia.edu,
2018)
● Plásticos: Materiales poliméricos orgánicos (los compuestos por moléculas orgánicas
gigantes) que son plásticos, es decir, que pueden deformarse hasta conseguir una forma
deseada por medio de extrusión, moldeo o hilado. Las moléculas pueden ser de origen
natural, por ejemplo la celulosa, la cera y el caucho (hule) natural, o sintéticas, como el
polietileno y el nylon. Los materiales empleados en su fabricación son resinas en forma de
bolitas o polvo o en disolución. Con estos materiales se fabrican los plásticos terminados.
(Textos científicos, 2018)
● PH: El valor que determina si una sustancia es ácida, neutra o básica, calculado por el
número de iones de hidrógeno presente. Es medido en una escala desde 0 a 14, en la cual
7 significa que la sustancia es neutra. Valores de pH por debajo de 7 indica que la sustancia
es ácida y valores por encima de 7 indican que la sustancia es básica. (Lenntech, Glosario
del agua, 2018)
33
● Prueba de Jarras: La prueba de jarras simula los procesos unitarios de coagulación,
floculación y sedimentación, se utiliza variaciones en la dosis del polímero o coagulante
en cada jarra (generalmente 6 jarras), permitiendo la reducción de los coloides en
suspensión y materia orgánica a través del proceso de floculación. (Navarro, N., 2017).
● PVC: El Policloruro de vinilo es el producto de la polimerización del monómero de cloruro
de vinilo. Es el derivado del plástico más versátil. Se puede producir mediante cuatro
procesos diferentes: suspensión, emulsión, masa y solución. (Habasit, 2017).
● Reactivo: Es una sustancia que permite revelar la presencia de una sustancia diferente y
que, a través de una interacción, da lugar a un nuevo producto (Julián Pérez Porto y María
Merino2013).
● Tratamiento físico y químico del agua: Proceso generalmente usado para facilitar el
tratamiento de aguas residuales. Proceso físico es por ejemplo la filtración. Tratamiento
químico puede ser por ejemplo la coagulación, la cloración, o el tratamiento con ozono.
(Lenntech, Glosario del agua, 2018)
● Turbiedad: Es la reducción de su transparencia ocasionada por el material particulado en
suspensión. Este material puede consistir de arcillas, limos, plancton o material orgánico
finamente dividido, que se mantiene en suspensión por su naturaleza coloidal o por la
turbulencia que genera el movimiento. Por esta razón, la turbidez debe medirse
directamente en campo o en su defecto, dentro de las 24 horas siguientes al muestreo.
(Cardenas, 2005) La turbiedad es una expresión de la propiedad óptica que hace que la
solución se disperse y absorba en lugar de trasmitirse en línea recta a través de la muestra.
(Giraldo, 1995)
34
● Sólidos sedimentables: Producto sedimentables y son eliminados en ese camino. Aquellos
sólidos suspendidos en las aguas residuales que se depositan después de un cierto periodo
de tiempo. (Lenntech, Glosario del agua, 2018)
● Sólidos suspendidos: Son todas aquellas sustancias que no están en disolución en el agua
residual y son separadas de la misma por procesos normalizados de filtración. Se expresa
en miligramos por litro. (Cámara Zaragoza, Medio ambiente, Anexo, 2018)
● Valores máximos admisibles: Valor de la concentración de elementos, sustancias o
parámetros físicos y/o químicos, que caracterizan a un efluente no doméstico que va a ser
descargado a la red de alcantarillado sanitario, que al ser excedido causa daño inmediato o
progresivo a las instalaciones, infraestructura sanitaria, maquinarias y equipos de los
sistemas de alcantarillado y tratamiento de aguas residuales, y tiene influencias negativas
en los procesos de tratamiento de las aguas residuales. (OEFA, Organización de evaluación
y fiscalización del ambiente, 2014)
35
2.2 Marco teórico
2.2.1 PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES (PTAR): Es una instalación
donde a las Aguas Residuales se les retiran los contaminantes, para hacer de ella un agua sin riesgos
a la salud y/o medioambiente al disponerla en un cuerpo receptor natural (mar, ríos o lagos) o para
su reuso en otras actividades de nuestra vida cotidiana con excepción del consumo humano (no
para ingerir o aseo personal).
2.2.2 TIPOS DE AGUAS RESIDUALES
Las cuatro fuentes fundamentales de agua residual son: aguas domèsticas o urbanas, aguas
residuales industriales, escorrentías de usos agrícolas, pluviales.
2.2.2.1 Agua Residual Domèstica: Son producto de la utilización del líquido en las diferentes
actividades de un hogar, las cuales producen un nivel de contaminación al agua que puede
manifestar la presencia de sólidos, desechos orgánicos, detergentes, jabones y grasas, lo que
precisa de un proceso para su eliminación (tratamientodeaguasresiduales.net 2014)
2.2.2.2 Aguas Residuales industriales: Son las que proceden de cualquier actividad industrial en
cuyo proceso de producción, transformación o manipulación se utilice el agua, incluyéndose los
líquidos residuales, aguas de proceso y aguas de drenaje.
2.2.2.3 Escorrentías de usos agrícolas: Son generadas por la escorrentía superficial de las zonas
agrícolas, la cría de animales y el pastoreo de los mismos. Este tipo de vertimientos presenta gran
cantidad de contaminantes, como sólidos en suspensión, generados por las excretas de los
animales, químicos limpiadores con presencia altos contenidos de sustancias contaminantes,
36
usados para desinfectar los corrales de los animales, pesticidas usados por veterinarios y criadores
de animales, plaguicidas y fertilizantes, los cuales son empleados por los agricultores en las
diferentes plantaciones para cuidar y mejorar los diferentes cultivos. (Fibras y Normas de
Colombia S.A.S.2018)
2.2.2.4 Aguas Residuales Pluviales: es un término que se utiliza para hacer referencia al agua que
ingresa en el sistema de alcantarillado urbano y la cual es generada durante los fenómenos
meteorológicos de precipitación como resultado de la lluvia, la nieve, el granizo, entre otros.
2.2.3 CARACTERÍSTICAS FÍSICAS, QUÍMICAS Y BIOLOGICAS DEL AGUA
El agua debe cumplir con una serie de características físicas y químicas para poder ser consumidas,
por esta razón el agua se examina minuciosamente y se califica con respecto a los índices mínimos
o máximos permitidos para chequear que efectivamente el agua es potable, estas características
óptimas se deben garantizar hasta el momento mismo del consumo. En la (Diagrama 3) se
presentan las características que definen la calidad del agua.
2.2.3.1 Características físicas: Turbiedad, Color, Olor, Sabor, Temperatura, Solidos y
Conductividad
Fuente: Modulo integrado del agua. Universidad de Manizales
M;Mmcjkjfvdv
Diagrama 3 características de la calidad del agua
37
2.2.3.2 Características Químicas: Acidez, alcalinidad, agentes espumantes, dureza, materia
orgánica, PH y grasas. AI, NH4+,Sb, As, Asbesto, Ba, B, Cd, Cn, Zn, Cl, Cu, Cr y Fenoles.
Fluoruros, Fosfatos, Hidrocarburos, Fe, Mn, Hg, Nitratos, y Nitritos. Plaguicidas, Sulfatos, Ag, Pb
2.2.3.3 Características Biológicas: Algas, Bacterias, virus, Protozoos, Helmintos,
Cianobacterias, Rotíferos, Copépodos, Otros crustáceos, Insectos,
2.2.4 Tratamiento de aguas residuales
El tratamiento de Aguas Residuales tiene básicamente tres tratamientos a realizar, estos se llevan
a cabo en diferentes escalas y con diferentes sistemas según la cantidad de población a atender.
2.2.4.1 Tratamiento primario se trata de la separación física de los sólidos grandes y pequeños
que están en las aguas usadas, la separación se realiza mediante, desarenadores y sedimentadores.
Para eliminar metales disueltos se utilizan reacciones de precipitación las principales actividades
que se dan en éste son: Asentamiento de sólidos, Remoción de sólidos, Remoción de arena,
Maceración, Sedimentación
2.2.4.2 Tratamiento secundario o biológico: Es la separación y remoción de la materia biológica
disuelta en el agua mediante ciertos tipos de bacterias, una vez realizado esto separación se efectúa
un proceso de sedimentación secundario mediante: Filtros de desbaste, Fangos activos, Camas
filtrantes (camas de oxidación), Placas rotativas y espirales, Reactor biológico de cama móvil,
Filtros aireados biológicos, Reactores biológicos de membrana, Sedimentación secundaria, entre
otros
38
2.2.4.3 El tratamiento terciario es un proceso adicional que comprende desinfección, filtración,
lagunaje, Tierras húmedas construidas, Remoción de nutrientes, Desinfección
2.2.5 Tratamiento Químico
Forma parte del proceso de tratamiento de aguas residuales y se usa en la mayor parte de las plantas
para aumentar la calidad del servicio y garantizar que exista un medio con unas condiciones
óptimas para la actividad bacteriana.
La selección de los métodos de tratamiento químico depende de las características que deben tener
el efluente; Normalmente se incluye una fase de resultados químicos que permiten eliminar el
fósforo y regular el pH. También se puede tener en cuenta una fuente de carbono externo en los
casos en que la disponibilidad de carbono es un factor limitante para la transformación del
nitrógeno.
Debido a las propiedades agresivas de muchos de los productos químicos, las estaciones
dosificadoras se deben diseñar en función de los productos químicos específicos. Para ello hay que
tener en cuenta los procedimientos de seguridad que se utilizan también, como el diseño de los
depósitos de almacenamiento de productos químicos, las bombas dosificadoras, los mezcladores
y las tuberías.
Los tratamientos químicos tienen una serie de objetivos, de los cuales, para aguas residuales, se
podrían resaltar:
Reducción de sólidos en suspensión y materia orgánica (DBO, DQO) Como alternativa a
los tratamientos biológicos.
Reducción de contaminantes industriales no biodegradables (metales pesados).
Espesamiento de lodos.
39
Eliminación de color y turbidez.
2.2.5.1 Coagulación y Floculación
Las aguas residuales, por lo general, contienen grandes cantidades de material suspendido, solidos
que pueden sedimentar en reposo y otros que no sedimentan con la misma facilidad. En su mayoría
los sólidos de difícil suspensión son coloides. En los coloides, cada partícula se encuentra
estabilizada por una serie de cargas de igual signo sobre su superficie, haciendo que se repelan dos
partículas vecinas como se repelen dos polos magnéticos. Puesto que esto impide el choque de las
partículas que formen masas mayores, llamadas flóculos, por lo tanto las partículas no sedimentan.
Las operaciones de coagulación y floculación desestabilizan los coloides y consiguen su
sedimentación. Esto se logra por lo general con la adición de agentes químicos y aplicando energía
de mezclado.
La coagulación y floculación son dos operaciones que se producen de manera simultánea, pero
conceptualmente son diferentes:
Coagulación: Desestabilización de un coloide producida por la eliminación de las
dobles capas eléctricas que rodean a todas las partículas coloidales, con la formación de
núcleos microscópicos.
Floculación: Aglomeración de partículas desestabilizadas primero en microflóculos, y
más tarde en aglomerados voluminosos llamados flóculos.
40
Imagen 4 Desestabilización del coloide y compresión de la capa difusa
La imagen 4 indica que la adición de un coagulante neutraliza las cargas, produciendo un colapso
de “la nube de iones” que rodean los coloides de modo que puedan aglomerarse.
La coagulación se puede presentar a un potencial pequeño sin necesidad de neutralizarlo por
completo. Si se añade demasiado coagulante las partículas se cargan ahora con el signo contrario
y pueden volver a dispersarse.
2.2.5.2 Mezclado de coagulante
Para complementar la adición del coagulante se requiere del mezclado para destruir la estabilidad
del sistema coloidal. Para que las partículas se aglomeren deben chocar, y el mezclado promueve
la colisión. El movimiento browniano, movimiento caótico comunicado a las partículas pequeñas
Fuente: http://www3.uclm.es/profesorado/giq/contenido/dis_procesos/tema5.pdf
M;Mmcjkjfvdv
41
al ser bombardeadas por moléculas individuales de agua, está siempre presente como una fuerza
homogeneizadora natural. Sin embargo, casi siempre es necesaria energía adicional de mezclado.
Un mezclado de gran intensidad que distribuya al coagulante y promueva colisiones rápidas es lo
más efectivo.
2.2.5.3 Formación de los flóculos
Una vez que se ha añadido el coagulante y se ha realizado la operación de coagulación se pasa a
la formación de flóculos mayores. Puede ocurrir que el flóculo formado por la aglomeración de
varios coloides no sea lo suficientemente grande como para asentarse con la rapidez deseada. Por
ello es conveniente utilizar productos coadyuvantes de la floculación o simplemente denominados
Floculantes. Un floculante reúne partículas en una red, formando puentes de una superficie a otra
y enlazando las partículas individuales en aglomerados. La floculación es estimulada por un
mezclado lento que junta poco a poco los flóculos. Un mezclado demasiado intenso los rompe y
rara vez se vuelven a formar en su tamaño y fuerza óptimos. Una buena floculación favorece el
manejo del lodo final para su desecación, filtrado, etc.
2.2.5.4 Coagulantes más comunes
Sulfato de Alúmina: Conocido como Alumbre, es un coagulante efectivo en intervalos de
pH 6 a 8. Produce un flóculo pequeño y esponjoso por lo que no se usa en precipitación
previa de aguas residuales por la alta carga contaminante del agua. Sin embargo su uso está
generalizado en el tratamiento de agua potable y en la reducción de coloides orgánicos y
fósforo.
Sulfato Férrico: Funciona de forma estable en un intervalo de pH de 4 a 11, uno de los más
amplios conocidos. Producen flóculos grandes y densos que decantan rápidamente, por lo
42
que está indicado tanto en la precipitación previa como en la coprecipitación de aguas
residuales urbanas o industriales. Se emplea también en tratamiento de aguas potables
aunque en algún caso puede producir problemas de coloración.
Cloruro Férrico: Es similar al anterior aunque de aplicación muy limitada por tener un
intervalo de pH más corto. Es enérgico aunque puede presentar problemas de coloración
en las aguas.
Aluminato sádico: Se emplea poco. Su uso más habitual es eliminar color a pH bajo.
Además se puede usar en el ablandamiento de agua con cal.
2.2.5.5 Coadyuvantes de la floculación
Algunos coloides presentan dificultades para que se desestabilicen y puedan llegar a formar
flóculos pesados que puedan sedimentar con facilidad. Es por ello que en los procesos de remoción
de solidos se han utilizado sustancias y procesos muy variados:
Oxidantes: Como la percloración, que en parte oxida la materia orgánica y rompe enlaces
en los coloides naturales, ayudando a una mejor floculación posterior.
Adsorbentes: Las aguas muy coloreadas y de baja mineralización en que los flóculos de
aluminio o hierro tienen muy poca densidad, coagulan muy bien al añadir arcilla que da
lugar a que se adsorba y origine flóculos pesados de fácil sedimentación. Otros adsorbentes
son la caliza pulverizada, sílice en polvo y carbón activo.
Sílice activa: Algunos compuestos inorgánicos pueden ser polimerizados en agua para
formar polímeros floculantes inorgánicos. Este es el caso de la sílice activa que presenta
una alta efectividad como auxiliar del tratamiento con Alumbre.
43
2.2.5.6 Polielectrolitos
Son polímeros orgánicos con carga eléctrica. Inicialmente se utilizaron los de origen natural, como
almidón, celulosa, gomas de polisacáridos, etc. Hoy se usan una gran variedad de polielectrolitos
sintéticos. Pueden actuar solos o como coadyuvantes para floculación.
Pueden clasificarse en tres grupos:
Catiónicos: Cargados positivamente.
Aniónicos: Cargados negativamente.
No iónicos: No son polielectrolitos en sentido estricto aunque exhiben en disolución
muchas de las propiedades floculantes de los anteriores.
(Http://www3.uclm.es/profesorado/giq/contenido/dis_procesos/tema5.pdf, coagulación y floculación)
La coagulación y la floculación química son procesos realizados por el sector industrial y el
petroquímico, debido a que sus aguas residuales generan coloides microscópicos que oscilan entre
1 nm y 10 µm. De esta forma se potencia la decantación para conseguir separar estas partículas o
agregados del agua y, así, descontaminarla (industriaquimica.es 2014).
44
2.3 Marco legal
Para el manejo de las aguas residuales, el país cuenta con una amplia normatividad. Las
disposiciones legales aplicables al proyecto son las siguientes (ver tablas a continuación):
Tabla 1 Aspectos jurídicos y sanitarios
2.3.1 ASPECTO JURÍDICO SANITARIO
Resolución 1433 de 2004 Por la cual se reglamenta el artículo 12 del Decreto
3100 de 2003, sobre Planes de Saneamiento y
Manejo de Vertimientos, PSMV, y se adoptan otras
determinaciones. (Ministerio de ambiente, vivienda
y desarrollo territorial).
Decreto 3100 de 2003 Por medio del cual se reglamentan las tasas
retributivas por la utilización directa del agua como
receptor de los vertimientos puntuales y se toman
otras determinaciones. (Ministerio de ambiente,
vivienda y desarrollo territorial).
Ley 9 de 1979. Conocida como Código Sanitario Nacional.
Establece los procedimientos y las medidas para
llevar a cabo la regulación y control de los
vertimientos. (DIRECCIÓN TÉCNICA DE
GESTIÓN DE ACUEDUCTO Y
ALCANTARILLADO, 2012).
45
Resolución 0631 del 2015 Se establecen los parámetros y los valores límites
máximos permisibles en los vertimientos puntuales a los
sistemas de alcantarillado público. (Artículo 13)
Tabla 2 Aspectos jurídicos ambientales
2.3.2 ASPECTO JURÍDICO AMBIENTAL
Ley 99 de 1993 Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente,
se reordena el Sector Público encargado de la gestión
y conservación del medio ambiente y los recursos
naturales renovables, se organiza el Sistema
Nacional Ambiental, SINA y se dictan otras
disposiciones.
Decreto 3930 de 2010 Por el cual se reglamenta parcialmente el Título I de
la Ley 9 de 1979, así como el Capítulo 11 del Título
VI-Parte 11I- Libro 11 del Decreto - Ley 2811 de
1974 en cuanto a usos del agua y residuos líquidos y
se dictan otras disposiciones"
Tabla 3 Aspectos jurídicos técnicos
2.3.3 ASPECTO JURÍDICO TÉCNICO
Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico RAS 2017
46
3. METODOLOGÍA
Para la formulación de alternativa de tratamiento químico al sistema de clarificación de
agua residual con adhesivo en la empresa FILMTEX S.A.S se llevó a cabo una metodología de
investigación cuantitativa – cualitativa, en donde se hizo recolección de datos para poder hallar un
resultado para el presente proyecto.
Dentro del proyecto se realizaron 4 fases, iniciando con la identificación de la planta de tratamiento
de agua residual que actualmente funciona en la empresa con el fin de ver las deficiencias que
presentaba, con ello surgió la necesidad de cambiar el tipo de tratamiento y generar una alternativa
que mejorara las condiciones del agua tratada. Posteriormente, se realizó un muestreo del agua
residual para determinar sus características físico – químicas. A partir de los resultados se llevó a
cabo una consulta bibliográfica que permitió determinar el tipo de tratamiento más adecuado para
el vertimiento. Teniendo en cuenta los resultados empezó la fase experimental, en donde se
recolectaron los datos y la información obtenida para proponer la alternativa de tratamiento
químico.
A continuación se profundizarà en las fases para dar a conocer como fue el proceso para la
determinación de la alternativa de tratamiento de agua de FILMTEX S.A.S.
47
3.1 Primera Fase
Identificación del proceso que genera el agua residual a tratar.
Para explicar el proceso se diseñó un diagrama de flujo (diagrama 4) que permite ilustrar como se
genera el agua residual con adhesivo.
Fuente: Los autores
Diagrama 4 Proceso que genera el agua residual
48
En el diagrama de flujo se puede evidenciar el proceso que genera los vertimientos. Consiste en el
lavado de la maquina DRITEC (ver imagen 5), en donde se produce el enhebrado de una película
de papel siliconado2 junto con la de PVC, para formar el papel contact.
Imagen 5 Vistas maquina DRITEC
Fuente: Los autores
Para obtener como producto final el papel contact, es necesario utilizar un adhesivo, que permita
unir las dos películas que lo componen. Los adhesivos utilizados en las industrias son sintéticos,
este tipo de adhesivos se fabrica a partir de derivados del petróleo, siendo los más comunes las
2 Papel siliconado: es un papel especial con tratamiento a base de silicón antiadherente diseñado especialmente para
proteger a una superficie o sustrato adhesivo para la protección del mismo antes de su uso final. Este papel se adapta
a cualquier tipo de adhesivo (natural, sintético, base agua o base solvente).
49
Imagen 6 Isotanque
colas etilénicas, de caucho sintético, de polivinilacetato o de poliuretano. (www.quiminet.com,
Marzo 2014).
Una vez obtenido el producto final es necesario lavar la máquina y cambiar el adhesivo para volver
a iniciar el proceso de enhebrado.
El lavado de la maquina desprende un agua residual con bastante concentración de adhesivo, la
cual posteriormente va a ser almacenada en isotanques (ver imagen 6) que tienen una capacidad
de 1m3.
Fuente: www.aenvasar.com
Luego de acumular el agua en isotanques, esta es conducida por medio de montacargas a la zona
de almacenamiento de los residuos líquidos (ver imagen 7), justo al lado de la planta de
tratamiento.
El proceso del lavado de la maquina DRITEC genera 1m3 de agua residual por semana, por lo
tanto, la PTAR trata alrededor de 4m3 mensualmente.
50
Fuente: Los autores
Luego de que el agua residual haya sido dispuesta en isotanques y estos hayan sido llevados a la
zona de almacenamiento de vertimientos líquidos, se conduce por medio de tubos a la planta de
tratamiento (ver imagen 8).
Imagen 8 Planta de tratamiento actual
Fuente: Los autores .
Imagen 7 Zona de almacenamiento de isotanques con agua residual
51
3.2 Segunda Fase
Descripción de la planta de tratamiento de agua residual que actualmente funciona en la empresa (Ver diagrama 6).
Diagrama 5 Diagrama de flujo PTAR actual
Fuente: Los autores
52
Como se puede observar en el diagrama se identifica el flujo del agua al pasar por la planta de
tratamiento. En el primer compartimento se almacena el agua residual (ver imágenes 9 y 10); los
vertimientos son sometidos a un tratamiento biológico, consiste en una inyección de bacterias
aerobias, permitiendo la oxidación biología, mecanismo mediante el cual los microorganismos
degradan la materia orgánica contaminante del agua residual. De esta forma los microorganismos
se alimentan en presencia de oxígeno y nutrientes. (Tratamiento aerobio y anaeróbico de aguas
residuales, Dic. 2013).
Imagen 9 Primer compartimiento vista lateral
Fuente: Los autores
53
Imagen 10 Primer compartimiento vista superior
En el segundo compartimento (ver imagen 11), pasa el agua clarificada de manera manual por
parte de los operarios. Esta parte de la planta de tratamiento es descubierta, por lo tanto está
expuesta al agua lluvia.
Imagen 11 Segundo compartimiento Vista Superior
En el tercer y último compartimento se almacenan los lodos que genera la degradación de materia
orgánica (ver imagen 12), al igual que el agua clarificada, los biosolidos son transportados de un
Fuente: Los autores
Fuente: Los autores
54
compartimento a otro de manera manual por parte de los operarios. El compartimento tiene el fin
de que el secado de lodos sea completo.
Imagen 12 Tercer compartimento, almacenamiento de lodos
Luego de que los lodos residuales hayan terminado su secado, son dispuestos como RESPEL
(Residuos peligrosos) y almacenados en el centro de acopio de residuos sólidos (ver imagen 16)
Imagen 13 Lodos residuales
Fuente: Los autores
Fuente: Los autores
55
Fuente: Los autores
3.2.1 Desventajas de la Planta de tratamiento de agua residual actual
Como se puede observar en las imágenes de la descripción, la planta de tratamiento es
bastante rústica, lo cual complica su proceso de tratamiento.
El tratamiento consiste en la degradación de materia orgánica por medio de bacterias
aerobias, este proceso es lento debido a las altas cargas contaminantes. Por lo tanto su
tiempo de retención es extenso, provocando la acumulación de agua residual en la planta
de tratamiento.
La acumulación de agua residual provoca que la planta no de abasto para tratar totalidad
del agua que es producida semanal o mensualmente, por lo tanto, parte de los residuos
líquidos son vertidos directamente al alcantarillado sin ningún tipo de tratamiento.
A mayor tiempo de retención hidráulica en la planta de tratamiento mayor tiempo de
generación de olores y vectores. Por lo cual el personal está expuesto a posibles
enfermedades respiratorias e infecciones.
Imagen 14 Rombo de seguridad NFPA, Lodos residuales
56
El compartimento que almacena el agua clarificada está expuesto al medio, puede llegar a
mezclarse con aguas lluvia, lo cual dificulta la medición de valores de calidad, cambiando
por completo sus condiciones físico – químicas.
Teniendo en cuenta las desventajas que presenta la PTAR se planteó la idea de generar una
alternativa que permita mejorar las condiciones del tratamiento y con ello abordar cada uno de los
puntos negativos que se expusieron anteriormente.
Para ello se realizó un muestreo simple del agua residual que llega a la planta de tratamiento para
determinar sus parámetros físico - químicos.
3.3 Medición de parámetros Físico – Químicos
Los parámetros tomados en cuenta para la caracterización y el análisis del agua residual
fueron: pH, Conductividad eléctrica, Alcalinidad, Turbiedad, Solidos totales, Solidos fijos, DQO.
Para llevar a cabo la determinación de cada uno de los parámetros se hizo uso de los siguientes
equipos:
Tabla 4 Equipos de Laboratorio
EQUIPO IMAGEN
Medidor de pH
57
Conductimetro
Turbidimetro
Mufla
Estufa
58
Desecador
Termorreactor
Plancha
Balanza analítica
59
3.3.1 Solidos Totales
Materiales necesarios para la determinación de solidos totales.
Cápsulas de porcelana (3), Estufa (1), Desecador (1), Balanza analítica (1), Plancha (1).
Para el cálculo de los sólidos totales se tomaron 3 cápsulas de porcelana de tamaño similar, luego
fueron llevadas a la estufa donde estuvieron durante 1 hora a 105 grados centígrados (105°C). Una
vez transcurrido el tiempo se pasaron las cápsulas al desecador durante 30 minutos. Posteriormente
se tomó el peso de las cápsulas en la balanza analítica (Peso 1). A continuación se muestran las
imágenes del proceso.
Imagen 15 Evidencia procedimiento de Solidos Totales
Para avanzar en el procedimiento se agregaron 10ml de muestra en cada cápsula y se llevaron a la
plancha a una temperatura de 120 grados centígrados. Esto tiene como fin que la parte liquida de
la muestra se evapore lentamente y que la parte solida quede retenida en la cápsula. El tiempo que
tardo en evaporarse la muestra fue de 2 horas y 20 minutos.
Para finalizar, se llevaron las cápsulas nuevamente a la balanza analítica, obteniendo el segundo
dato para el cálculo de los sólidos totales (peso 2).
Fuente: Los autores
60
3.3.2 Solidos Fijos
Materiales necesarios para la determinación de solidos fijos
Cápsulas de porcelana con sólidos totales (3), Mufla (1), Balanza analítica (1), Desecador
(1).
Para determinar la cantidad de solidos fijos son necesarios los sólidos totales. Se tomaron
entonces las cápsulas del procedimiento anterior y fueron llevadas a la mufla durante 2 horas a
una temperatura de 550 grados centígrados (550°C). Una vez transcurrido el tiempo, las cápsulas
se llevaron al desecador durante 30 minutos. Por último se tomó el peso en la balanza analítica
(peso 3).
El dato número uno es tomado del primer procedimiento en la determinación de solidos totales,
son el peso inicial de las cápsulas sin muestra.
Teniendo en cuenta los datos uno y dos se procede a realizar el cálculo y determinar la cantidad
de solidos fijos presentes en el agua residual.
Imagen 16 Evidencia procedimiento Solidos Fijos
Fuente: Los autores
61
3.3.3 Demanda química de oxigeno (DQO)
Materiales para determinar la demanda química de oxigeno (DQO) por método a reflujo
cerrado:
Tubos de ensayo, Solución digestora, Solución catalizadora, Erlenmeyer, Probeta, Pipeta,
Termorreactor, FAS (Sulfato ferroso amoniacal).
Para determinar la DQO fue necesario realizar 3 intentos, cada uno de ellos varió con la dilución
de la muestra.
1. En el primer intento se tomaron tres tubos de ensayo, dos de ellos fueron los blancos3, los
cuales contenían: 2 ml de agua destilada, 2ml de solución digestora y 2ml de solución
catalizadora. En el tercer tubo de ensayo, se realizó la primera prueba con muestra, la cual
se preparó con un 1ml de muestra diluida al 10% (1ml de agua residual en 10ml de agua
desionizada), 2ml de solución digestora y 2ml de solución catalizadora (ver imagen 17).
Imagen 17 DQO primer intento
3 El blanco es únicamente agua de dilución y sirve para corregir por el oxígeno consumido por el agua de dilución, que teóricamente debe ser cero y sirve para establecer el punto de oxígeno disuelto inicial. (Caracterización de aguas residuales por DQO Y DBO, 2015)
Fuente: Los autores
62
Luego de obtener las 3 muestras, fueron llevadas al termorreactor durante 2 horas a una
temperatura de 120 grados centígrados (120 ° C), transcurrido el tiempo se pasaron las 3 muestras
a distintos Erlenmeyers para comenzar con el proceso de titulación. Para este proceso como
primera medida agregamos 3 gotas de ferroina, pero en la muestra 3 que contenida el agua residual
su color se tornó naranja de inmediato, por tanto no se pudo hacer titulación, sin embargo en este
intento se realizó el proceso de titulación con los blancos.
Imagen 18 Evidencia procedimiento de DQO
2. En el segundo intento se realizaron 2 pruebas, una contenía: 1 ml de muestra diluida al
6.6% (2ml muestra en 30ml de agua destilada), 2ml de solución digestora y 2ml de solución
catalizadora. La segunda contenía 1ml de muestra diluida al 4% (2ml de muestra en 50 ml
de agua desionizada), 2ml de solución digestora y 2ml de solución catalizadora. Luego de
preparar las muestras se llevaron al termorreactor durante 2 horas a una temperatura de 120
grados centígrados, en este intento se visualizó que al agregar la ferroina de nuevo, el
color de las muestra se tornó naranja, por este motivo, tampoco se pudo realizar el proceso
de titulación.
Fuente: Los autores
63
3. En el tercer intento se realizaron 3 pruebas más, la primera contenía 1 ml de muestra
diluida al 2% (1ml de muestra en 50ml de agua desionizada), 2ml de solución digestora y
2ml de solución catalizadora. La segunda prueba contenía, 1 ml de muestra diluida al 1.5%
(¡ml de muestra en 75ml de agua desionizada), 2ml de solución digestora y 2ml de solución
catalizadora. Por último, la tercera muestra contenía 1 ml de muestra diluida al 1% (1ml de
muestra en 100ml de agua desionizada), 2ml de solución digestora y 2ml de solución
catalizadora (ver imagen 19).
Imagen 19 Diluciones de la muestra para cálculo de DQO
Una vez obtenidas las muestras, fueron llevadas al termorreactor durante 2 horas a una temperatura
de 120 grados centígrados (120° C). Terminado el tiempo se dejó enfriar las muestras, para que
alcanzaran una temperatura ambiente (ver imagen 20). Posteriormente se procedió a realizar el
proceso de titulación para determinar la cantidad de DQO que presenta el agua residual, en este
intento la primera muestra no funcionó por los mismos motivos expuestos anteriormente, sin
embargo se logró hacer titulación con las otras 2 muestras.
Fuente: Los autores
64
Imagen 20 Muestras enfriándose a temperatura ambiente
En el proceso de titulación se pasó las muestras de los tubos de ensayo a erlenmeyers, luego de
ello es necesario aplicar ferroina en cada una de ellas (Ver imagen 21), para determinar que
muestra puede servir y cual no. Si la muestra toma el color de la ferroina (Color naranja) nos indica
que hay interferencia4 en la solución.
Imagen 21 Adición de ferroina //Muestras con interferencia
En el proceso de titulación se tuvo éxito con las muestras que tenían una dilución del 1.5% y 1%.
Con ellas se concluyó la cantidad de demanda química de oxigeno que presenta el agua
residual.(Ver imagen 22)
4 Las interferencias que pueden presentar las muestras se dan debido a la presencia de cloruros en cada una de ellas. Es por ello que fue necesario realizar varias pruebas y cada una de ellas con un porcentaje de dilución más bajo.
Fuente: Los autores
Fuente: Los autores
65
Imagen 22 Proceso de titulación
3.3.4 Turbidez
Para determinar la turbidez del agua residual, fue necesario hacer un dilución del 10% (1ml
de agua residual en 10ml de agua desionizada) ya que el turbidimetro no detectaba ningún haz de
luz.
3.3.5 PH
El pH se determinó a través del medidor de pH, al introducir la sonda en la muestra de agua
residual.
3.3.5 Conductividad eléctrica
La conductividad eléctrica se determinó con el conductimetro, al introducir una sonda en
la muestra de agua residual.
3.3.7 Alcalinidad
La alcalinidad se determinó por medio de titulación con mgH2SO4/L 0,02N
Fuente: Los autores
66
4. RESULTADOS
4.1 RESULTADOS DE PARAMETROS FISICO – QUIMICOS
4.1.1 Cálculo de solidos totales: Se realizaron 3 cálculos diferentes dando como resultado:
(Peso2g – Peso1g) x 1.000mg = Solidos Totales
(Muestra L) 1g
Peso 1= Peso de la cápsula luego de poner la en la estufa por 1 hora a 105°
Peso 2= Peso de la capsula luego de evaporar 10ml de muestra y ponerla en la estufa por
1 hora a 105°
1. (54,6532g - 54,1120g) x 1.000mg = 54.120 mg/L
0,01L 1g
2. (57,3077g - 56,7826g) x 1.000mg = 52.510 mg/L
0,01L 1g
3. (58,4689g - 57,93810g) x 1.000mg = 53.080 mg/L
0,01L 1g
Promedio = 53.230 mg/L
4.1.2 Cálculo de solidos fijos: De acuerdo a los cálculos anteriores se obtuvieron los sólidos
fijos:
(Peso3g – Peso1 g) x 1.000mg = Solidos Fijos
L 1g
Peso 1= Peso de la cápsula luego de poner la en la estufa por 1 hora a 105°
67
Peso 3= Peso de la cápsula luego de evaporar 10ml de muestra y ponerla en la estufa por 1 hora
a 105° y en la mufla por 1 hora a 500°C
1. (54,1207g - 54,1120g) x 1.000mg = 870 mg/L
0,01L 1g
2. (56,7910g - 56,7826g) x 1.000mg = 840 mg/L
0,01L 1g
3. (58,4689g - 57,93810g) x 1.000mg = 900 mg/L
0,01L 1g
Promedio = 870 mg/L
4.1.3 Cálculo de DQO: Después de realizar varias pruebas nos dio como resultado, teniendo en
cuenta que para lograr el cálculo se realizó una dilución de 1ml en 99ml de agua desionizada:
DQO= (A- B) x N x 8 x 1.000
ml muestra
A: Promedio de ml de FAS utilizados para los blancos
B: ml de FAS usados para la muestra
8: Peso equivalente al oxigeno
Rta/ (3,76- 0,99) x 0,05 x 8 x 1000 = 1.108 x 100 = 110.800 ppm DQO
1 ml
4.1.5 Calculo de Alcalinidad: Al realizar el cálculo de alcalinidad se realizó una dilución de
1ml de muestra en 10ml de agua desionizada
A × N × 50 000 = mlH2SO4/L
mL de muestra
68
A: ml del ácido sulfúrico
N: Normalidad del ácido sulfúrico
Rta/ 0,433 × 0,02 × 50 000 = 43,3 mg CaCO3/L x 433 mg CaCO3/L
10 de muestra
A continuación se hace una recopilación de los datos obtenidos (tabla 5):
Tabla 5 Características iniciales del agua residual
CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUIMICAS DEL AGUA RESIDUAL INICIAL
PARAMETRO UNIDAD DE MEDIDA RESULTADOS MUESTRA
pH - 6,35
Turbiedad NTU 40.000
Conductividad µS/cm 1342
Alcalinidad mg CaCO3/L 433
Solidos Totales mg/L 53.230
Solidos Fijos mg/L 870
DQO mg/L 110.800
69
5. ANÁLISIS DE RESULTADOS
A continuación se realiza el respectivo análisis de los resultados obtenidos tomando como
referencia la resolución 0631 del 2015. (Ver tabla 6).
Tabla 6 Análisis de resultados
PARÁMETRO NORMATIVIDAD RESULTADO ANÁLISIS
pH 6 a 9 6.35
El pH es neutro y está entre los límites
de la norma por tanto se debe procurar
mantenerlo.
Turbiedad 2.0 - 8.750 NTU 40.000 NTU
La turbiedad está muy por encima de los
parámetros máximos de la
normatividad, este es el valor principal
que se pretende cambiar con en la
práctica del test de jarras.
Conductividad 1414 µS/cm 1342 µS/cm
La conductividad se encuentre dentro de
lo establecido en la norma, se debe
procurar mantenerla
Alcalinidad 5-400 mgH2SO4/L 433 mgH2SO4/L
La alcalinidad supera los límites de la
norma, se debe tener en cuenta a la hora
de evaluar el agua tratada.
Solidos Totales Max 20.000mg/L 53.230 mg/L
Este tipo de agua residual contiene gran
cantidad de solidos totales que
sobrepasan por mucho la norma, se debe
procurar bajar estos solidos a más de la
mitad
Solidos Fijos 50mg/L a
8.000mg/L 830mg/L
Los sólidos fijos se encuentran dentro de
los parámetros permitidos por la norma
DQO 300mg/L 110.800 mg/L La DQO excede la norma por completo
se debe procurar cambiar este resultado
De acuerdo al análisis inicial del agua residual a tratar se infiere que este tipo de agua excede en
gran medida la norma, por tanto se debe realizar un tratamiento que permita mejorar sus
70
condiciones y pueda llegar a verterse, asegurando que el efluente no cause un mayor impacto en
el medio ambiente
5.1 Alternativa de tratamiento de acuerdo a los resultados obtenidos
Una vez expuesto las deficiencias de la planta de tratamiento que actualmente funciona en
la empresa, determinado y analizado cada uno de los parámetros físico – químicos del agua residual
de FILMTEX S.A.S y tomando en cuenta la bibliografía expuesta en el marco teórico, se propone
un tratamiento químico, el cual consiste en la aplicación de un reactivo que permita remover la
mayor carga contaminante presente en los vertimientos.
El tratamiento se basa en una coagulación y floculación química, como lo habíamos expuesto
anteriormente en el marco teórico, el agua residual de estudio tiene características similares a los
vertimientos contaminados con hidrocarburos, pues el adhesivo que contiene es producido a partir
de derivados de dicha sustancia.
Hoy en día tanto el sector industrial como el sector petroquímico ponen en práctica este tipo de
descontaminación hídrica. Es por ello que surge la idea de realizar un tratamiento a partir de un
reactivo químico. El reactivo que se utilizara estará en la capacidad de remover una cantidad
considerable de contaminantes, que permita clarificar el agua residual y con ello poder disponer
los residuos líquidos directamente al alcantarillado.
El tratamiento además, podrá mejorar los tiempos de retención hidráulica, con ello disminuirán los
olores y vectores. Además, al disminuir el tiempo de tratado del agua, tendrá la capacidad de tratar
la totalidad del agua residual que genere la empresa en el lavado de la maquina DRITEC con el
fin de evitar vertimientos del agua residual cruda, sin tratamiento previo.
71
5.1.2 Test de jarras para determinación del reactivo químico y concentración
El test de jarras consiste en una mezcla rápida y una mezcla lenta (floculación), permite
determinar que reactivo químico remueve mayor cantidad de contaminación hídrica y en que
concentraciones se debe aplicar.
Para llevar a cabo el proyecto, se utilizaron 3 reactivos, dos de ellos se adquirieron de LIPESA
COLOMBIA, empresa que diseña, desarrolla, fabrica, formula y mercadea especialidades
químicas asociadas a asistencia técnica. Es una compañía que dentro de sus áreas productivas,
fabrica soluciones especificadas en la clarificación de efluentes. Con una alta experiencia a nivel
nacional, tiene sucursales en Barrancabermeja, Barranquilla, Cali, Medellín y Neiva.
(www.lipesa.com, Colombia).
Reactivos puestos en prueba:
1. Policloruro de aluminio al 10%
2. L – 1639 (LIPESA): Mezcla. Formaldehído, concentración (0.1 – 1%) + Cloruro de
hidrogeno, concentración (0 – 2%). Clarificante rompedor de emulsiones inversas (Ver
anexo 1).
3. L – 1541 (LIPESA): Sustancia. Cloruro de Polidialildimetil Amonio (Polidadmac)/
Polímero Catiónico, concentración (39 – 42%). Agente coagulante. (Ver anexo 2).
Se dio inicio con la aplicación del L – 1639, en una muestra de agua residual de 200ml a partir de
las dosificaciones mostradas a continuación. (Ver tabla 7)
72
Tabla 7 Test de jarras intento 1
TABLA DE DOSIFICACIÓN TEST DE JARRAS INTENTO 1
JARRA
Reactivo (ml)
(formaldehido + cloruro de
hidrogeno)
NaOH (ml) Mezcla rápida Mezcla
lenta pH
resultante
1 12 2
200 RPM /
por 5 minutos
40 RPM /
10 minutos
12,07
2 10 0 6,35
3 5 0,5 9,06
4 7 0,3 7,05
El reactivo maneja un pH acido, por lo cual tiende a disminuir el pH del agua tratada, es por ello
que se realizaron 4 pruebas, cada una de ellas con un pH más alto.
La prueba numero dos fue quien dio mejores resultados (Ver imagen 23), a pesar de haber
removido mayor cantidad de sólidos, generando más floc, no se obtuvo la clarificación esperada.
Imagen 23 Test de jarras// jarra 2
En el segundo test de jarras se incluyó policloruro de Aluminio al 10% junto con un floculante. Se
realizaron 6 pruebas, en 4 de ellas se agregó la mezcla de formaldehído y cloruro de hidrogeno
Fuente: Los autores
73
junto con el policloruro de aluminio y el coagulante. En las ultimas 2 solo se dosificó policloruro
de aluminio y el agente floculante (ver tabla 8).
Tabla 8 Test de jarras intento 2
TABLA DE DOSIFICACIÓN TEST DE JARRAS INTENTO 2
JARRA Reactivo (ml)
(formaldehido +
cloruro de
hidrogeno)
NaOH
(ml)
Policloruro
de
aluminio(ml)
Floculante(ml) Mezcla
rápida
Mezcla
lenta
1 30 2 15 10
300 RPM /
5 minutos
40 RPM /
10 minutos
2 30 0 10 5
3 5 0,5 20 5
4 40 0,3 20 10
5 0 0 10 0
6 0 0 15 5
No se obtuvo resultados significativos, la clarificación del agua fue casi nula y la formación de
floc fue muy poca. Lo cual nos indica que los reactivos utilizados no son los apropiados para el
tratamiento del agua. Por otra parte se concluyó que el exceso de coagulante y agentes químicos
hizo que las partículas presentes en el agua se repelaran al punto de volver a dispersarse. (Ver
imagen 24)
Imagen 24 Preparación para test de jarras intento 2
Fuente: Los autores
74
En la prueba número 3 se utilizó el producto L – 1541 (LIPESA). Agente coagulante (Cloruro de
Polidialildimetil Amonio (Polidadmac)/ Polímero Catiónico), trabaja con una concentración 39 –
42%. Las dosificaciones que se trabajaron fueron las siguientes. (Ver tabla 9).
Tabla 9 Test de jarras intento 3
TABLA DE DOSIFICACIÓN TEST DE JARRAS INTENTO 3
JARRA (Cloruro de
Polidialildimetil
Amonio (Polidadmac)/
Polímero Catiónico)
NaOH
(ml)
Mezcla rápida Mezcla lenta
pH resultante
1 6 0,5
300 RPM / 5
minutos
40 RPM / 10
minutos
11,03
2 2 0 6,8
3 4 0,3 8,7
4 5 0,3 10,4
Los resultados obtenidos con el uso del agente coagulante L – 1541 fueron satisfactorios, las 4
pruebas lograron una clarificación del agua considerable. El primer parámetro de medida que se
midió fue el pH, las pruebas 2 y 3 obtuvieron resultados que se encuentran dentro del rango de la
resolución 631 de 2015, por tanto las dosificaciones 1 y 4 fueron descartadas.
Para la elección de la dosificación más apropiada para el tratamiento del agua residual, se tuvo en
cuenta la cantidad del reactivo utilizado. Para la prueba número 2 se trabajó con una dosificación
de 10.000 ppm, por otra parte la prueba número 3 se realizó con una dosificación de 20.000 ppm.
(Ver imagen 25).
75
Imagen 25: Prueba 2 y 3, dosificaciones
Las cantidades dosificadoras del reactivo representan costos para la empresa, es por ello que si se
trabaja a menor concentración genera menos costos en insumos para tratar los vertimientos. Por
esta razón la prueba número 2 fue la elegida como alternativa de tratamiento químico.
Fuente: Los autores
76
6. PROPUESTA DEL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES DE LA
EMPRESA FILMTEX S.A.S.
De acuerdo a los resultados obtenidos en el intento 3 del test de jarras, expuesto en el capítulo
anterior donde se realizó la elección de la dosificación adecuada para el tratamiento del agua, a
continuación se ilustrará la comparación de los parámetros del agua cruda y el agua tratada con el
agente coagulante. (Ver tabla 10).
Tabla 10 Comparación agua cruda - agua tratada
APLICACIÓN CLORURO DE POLIDIALILDIMETIL AMONIO (POLIDADMAC)/
POLÍMERO CATIÓNICO – DOSIFICACIÓN: 10.000ppm
PARAMETRO AGUA CRUDA AGUA TRATADA
pH 6.35 6.8
Solidos suspendidos 53230 mg/L 79
Turbiedad 40000 NTU 110
Fuente: Los autores
Para obtener los datos de los parámetros después del tratamiento se realizaron los mismos
procedimientos que se llevaron a cabo en la determinación de los parámetros físico – químicos del
agua cruda. Posteriormente se definió la remoción que tuvo el agente coagulante L – 1541 en el
agua residual.
6.1 Calculo de Remoción:
Para determinar la remoción obtenida por el reactivo en el agua residual se formuló la siguiente
ecuación:
77
𝑅𝑒𝑚𝑜𝑐𝑖ó𝑛 =𝑇𝑢𝑟𝑏𝑖𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − 𝑇𝑢𝑟𝑏𝑖𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙
𝑇𝑢𝑟𝑏𝑖𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑥 100
𝑅𝑒𝑚𝑜𝑐𝑖ó𝑛 =40.000 𝑁𝑇𝑈 − 110 𝑁𝑇𝑈
40.000 𝑁𝑇𝑈 𝑋 100
𝑅𝑒𝑚𝑜𝑐𝑖ó𝑛 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 = 99,7%
Como se puede observar el reactivo tuvo una remoción de casi el 100%, el agente coagulante
mostró una gran respuesta para tratar el agua residual de la empresa FILMTEX S.A.S.
6.2 Sistema de coagulación y floculación
Para que el tratamiento pueda ser implementado en la empresa, es necesario la ayuda de un
mecanismo que permita realizar la mezcla rápida del agente coagulante con el agua residual.
Se propone la instalación de un agitador industrial, el cual tendrá la función de generar movimiento
en el agua, simulando el test de jarras. Este equipo permitirá que el reactivo químico se disuelva
en la totalidad del agua, con el fin de que el coagulante aglomere la mayor cantidad de sustancias
coloidales posibles y la remoción en el tratamiento tenga mayor efectividad.
El agitador será instalado en el compartimento número uno (Ver diagrama 6), en donde se
almacena el agua residual cruda.
78
Se propone un agitador industrial que consiste en un motor monofásico, con adición de una hélice,
la cual se introducirá en el tanque del agua residual y permita generar movimiento en el líquido.
El tratamiento del agua se realizara 1 vez por semana, donde se tratara 1m3, Para ello se adicionaran
10 litros (10.000ppm) del reactivo y se encenderá el agitador durante 20 minutos.
6.3 Costos de implementación del tratamiento químico
CLORURO DE POLIDIALILDIMETIL AMONIO (POLIDADMAC)/ POLÍMERO
CATIÓNICO.
Diagrama 6 Sistema de floculación
Hélice
79
Tabla 11 Costo Reactivo
Producto Función Sistema
Presentación Precio Dosis
recomendada L/Tambor $/L
L – 1541 Coagulante PTAR 20L 14.900 10.000ppm
AGITADOR INDUSTRIAL
Tabla 12 Costo agitador
Valor $ Características Agitador
550.000
El agitador consiste en un motor eléctrico monofásico de 110v
de 3600 revoluciones por minuto, el cual lleva en su eje una
varilla de 2’ de 30cm de largo en acero inoxidable que lleva
en la punta 3 aspas también de acero inoxidable las cuales al
encender el motor se encargaran de realizar el proceso de
floculación. ( el costo del agitador incluye instalación)
El costo total para implementar esta alternativa de tratamiento inicialmente es de 1’146.000$
puesto que se de hacer la inversión del agitador (ver tabla 12), luego se cobrará mensualmente
únicamente el valor del reactivo expuesto anteriormente (ver tabla 11) (596.000$). De ser aceptada
Agua a tratar mensualmente L químico requerido $/mes
4m3 40 L 596.000
TOTAL 596.000
80
esta alternativa se brindará una capacitación al personal encargado de la PTAR para que se
encarguen del tratamiento del agua una vez por semana.
81
7. CONCLUSIONES
De acuerdo a la investigación teórica y práctica se logró determinar que el tratamiento más
adecuado para clarificar el agua residual con adhesivo de la empresa FILMTEX S.A.S, es
una coagulación y floculación química.
A partir de las pruebas realizadas en el laboratorio se comprobó que el agente coagulante
cloruro de polidialildimetil amonio (polidadmac) / Polímero catiónico, con una
dosificación determinada, es el químico que arrojò mejores resultados en la clarificación
del agua residual con adhesivo de la empresa FILMTEX S.A.S.
La alternativa de tratamiento formulada permitió mejorar las condiciones del efluente final,
por lo tanto puede ser vertido al alcantarillado dentro de los límites establecidos por la
resolución 631 de 2015
Durante las prácticas hechas en el laboratorio, con el fin de determinar el agente químico
adecuado para el tratamiento del agua residual, se observó que las dosificaciones deben ser
controladas. Pequeñas dosis pueden generar poca cantidad de floc, altas dosis pueden
generar poca o nula cantidad de lodo, puesto que el exceso de agente coagulante puede
anular el tratamiento.
El tratamiento químico es una alternativa eficiente para reducir tiempos de concentración
en la planta de tratamiento, lo cual permite que el agua residual con adhesivo generada por
82
el lavado de la máquina DRITEC de la empresa FILMTEX S.A.S sea tratada en su
totalidad.
Para poner en funcionamiento el tratamiento es indispensable implementar el sistema de
floculación, el cual se encargara de realizar la mezcla rápida del coagulante junto con el
agua residual y obtener una remoción más efectiva de agentes contaminantes.
83
8. RECOMENDACIONES
El segundo compartimento de la planta de tratamiento, donde se almacena el agua
clarificada, debe ser cubierto por parte de la empresa, con el fin de tener control sobre el
agua tratada y que esta no esté expuesta al agua lluvia.
La Empresa FILMTEX S.A.S debe verificar la cantidad de lodos producidos y
debidamente secados para retirarlos del tercer compartimento de la PTAR y hacer su
respectiva disposición final con el fin evitar la acumulación de los mismos.
Realizar estudios de posibles tratamientos al lodo residual generado en el tratamiento del
agua, ya que podrían ser reutilizados y puestos en venta para otro tipo de industria,
generando ingresos para la empresa.
FILMTEX S.A.S deberá realizar análisis de calidad del agua tratada periódicamente, con
el fin de mantener un control del efluente final y verificar si el tratamiento sigue dando
resultados positivos. En caso de que los resultado sean negativos se puede aumentar o
disminuir la dosificación del agente coagulante.
84
9. WEBGRAFIA
Cámara Zaragoza, Medio ambiente, Anexo, 2018
OEFA, Organización de evaluación y fiscalización del ambiente, 2014
Todo en polímeros, 2017
Cárdenas, 2005
Valenzuela, M. 2016
Cámara Zaragoza, Medio ambiente, Anexo, 2018
Lenntech, Glosario del agua, 2018
Textos científicos, 2018
Navarro, N., 2017
Habasit, 2017
Julián Pérez Porto y María Merino2013
Cardenas, 2005
Giraldo, 1995
Decreto 3100 de 2003
Ley 9 de 1979
Ley 99 de 1993
Decreto 3930 de 2010
Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico RAS 2017
CONDUCTIVIDAD ELECTRICA POR EL MÉTODO ELECTROMÉTRICO EN
AGUAS - IDEAM -2006
85
(http://www.ideam.gov.co/documents/14691/38155/Conductividad+El%C3%A9ctrica.pd
f/f25e2275-39b2-4381-8a35-97c23d7e8af4)
DEMANDA QUÌMICA DE OXÌGENO POR REFLUJO CERRADO Y
VOLUMETRIA-IDEAM-2007
(http://www.ideam.gov.co/documents/14691/38155/Demanda+Qu%C3%ADmica+de+O
x%C3%ADgeno..pdf/20030922-4f81-4e8f-841c-c124b9ab5adb)
SÓLIDOS TOTALES SECADOS A 103 – 105ºC-IDEAM-2007
(http://www.ideam.gov.co/documents/14691/38155/S%C3%B3lidos+Totales+secados+a
+103+-+105%C2%BAC..pdf/d4faab4a-34e4-4159-bf4c-50353b101935)
DECRETO 3930 DE 2010
RESOLUCIÓN 631 DE 2015
OEFA, Organización de evaluación y fiscalización del ambiente, 2014
TRATAMIENTO DE AGUA INDUSTRIAL http://www.unesco.org/new/es/natural-
sciences/environment/water/wwap/facts-and-figures/all-facts-wwdr3/fact-36-industrial-
wastewater/
CALANDRADO (https://todoenpolimeros.com/2017/09/20/calandrado-2/)
AGUA RESIDUAL INDUSTRIAL (https://www.oefa.gob.pe/?wpfb_dl=7827)
WWW.LIPESA.COM, COLOMBIA
FILMTEX S.A.S (WWW.FILMTEX.COM)
Modulo integrado del agua. Universidad de Manizales
WWW.INDUSTRIAQUIMICA.ES, 2014.
WWW.QUIMINET.COM, MARZO 2014.
86
10. ANEXOS
10.1 Ficha de seguridad, Producto LIPESA 1639 (L – 1639). Mezcla Formaldehido –
Cloruro de Hidrogeno. Clarificante, rompedor de emulsiones inversas.
10.2 Ficha de seguridad, Producto LIPESA 1541 (L - 1541). Sustancia cloruro de
polidialildimetil amonio (polidadmac) / Polímero catiónico. Agente coagulante.
