Tesis Zaira- Tatiana

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PANTALLAS PLSTICAs SUMERGIBLES (PPS) PARA EL TRATAMIENTO BIOLGICO DE AGUAS RESIDUALES

INSTITUTO DE EDUCACION SUPERIOR TECNOLGICO PBLICOANDRS AVELINO CCERES DORREGARAY

REA ACADEMICATECNOLOGA DE ANLISIS QUMICO

PROYECTOPRESENTADO POR:

PARA OPTAR EL TTULO DE PROFESIONAL TCNICOEN:TECNOLOGA DE ANLISIS QUMICO

San Agustn de Cajas Huancayo2014

DEDICATORIA:

RESENTACIN

A lo largo de la historia, la disponibilidad de agua ha sido uno de los factores determinantes para el desarrollo de las civilizaciones.En la actualidad, el acceso al agua inmediato y casi ilimitado al que estamos habituados en los pases en desarrollo y los desarrollados , garantiza una digna calidad de vida, pero como contrapartida amenaza el futuro de un recurso natural limitado, un bien cada vez ms escaso.Tradicionalmente se han vertido a los ros las aguas residuales de la actividad domstica, agropecuaria e industrial. Mares, lagos, acuferos y la misma lluvia se han contaminado.Eliminar el vertido a los ros, realizar un consumo responsable que evite el despilfarro y depurar las aguas residuales son la condicin ya ineludible para restablecer la calidad de los ecosistemas acuticos, del agua, y por tanto, del planeta.

RESUMEN.

El reactor biolgico de PELICULAS FIJAS SUMERGIBLES PFS, consiste en un tanque aereado por difusin de aire, en el cual se encuentra sumergido un medio plstico que proporciona la superficie para el crecimiento de la pelcula biolgica.Es un proceso aereado para oxidacin biolgica de la DBO y con renovacin constante de biopelcula. Se presentan criterios y ecuaciones de diseo obtenidos experimentalmente. Se prev alcanzar 90% de remocin de DBO y los lodos orgnicos producidos sedimentaran fcilmente.Se analizara la semejanza que existe entre los Biofiltros Aereados Sumergidos (BAF) y el proceso por PFS.Se presenta un ejemplo numrico del diseo funcional de un reactor PFS; con clculos de volumen y geometra del reactor, requerimientos de aire, potencia de sopladores y requerimientos de medio plstico.

NDICE1.- PRESENTACION2.- RESUMEN3.- INRODUCCION.4.- OBJETIVOS... 4.1.- OBJETIVOS TECNOLOGICOS .. 4.2.- OBJETIVOS TERICOS .5.- HIPETESIS . 5.1.- HIPOTESIS GENERAL 5.2.- HIPOTESIS ESPECFICA.

CAPITULO I MARCO TERICO

1.1.- DEFINICIN DE AGUAS RESIDUALES .1.2.- TIPOS . 1.2.1.- AGUA RESIDUAL URBANA . 1.2.2.- AGUA RESIDUAL INDUSTRIAL 1.3.- TIPOS DE CONTAMINANTES 1.4.- CLASIFICACION DE LOS CONTAMINANTES 1.4.1.- CONTAMINANTES ORGNICOS 1.4.2.- CONTAMINANTES INORGNICOS. ..1.5.- CONTAMINANTES HABITUALES 1.5.1.- ARENAS . 1.5.2.- GRASAS Y ACEITES .. 1.5.3.- RESIDUOS CON REQUERIMIENTOS DE OXIGENO ........................................... 1.5.4.- NITRGENO Y FOSFORO 1.5.5.- AGENTES PATGENOS 1.5.6.- OTROS CONTAMINANTES ESPECFICOS .1.6.- CONSECUENCIAS QUE PRODUCEN LOS VERTIDOS .. 1.6.1.- APARICION DE FANGOS Y FLOTANTES .. 1.6.2.- AGOTAMIENTO DEL CONTENIDO DE OXIGENO .. 1.6.3.- DAOS A LA SALUD PBLICA 1.6.4.- EUTROFIZACIN 1.6.5.- OTROS EFECTOS ..1.7.- CARACTERSTICAS DE LAS AGUA RESIDUALES . 1.7.1.- COMPOSICIN (QUMICA) 1.7.2.- CARACTERSTICAS BACTEREOLOGICAS 1.7.3.- MATERIAL SUSPENDICO Y DISUELTO ..1.8.- PRINCIPALES PARAMETROS EN LA CARACTYERIZACIN DE LAS AGUAS RESIDUALES ..1.9.- METODOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES 1.9.1.- ETAPA PRELIMINAR 1.9.2.- ETAPA PRIMARIA .. 1.9.3.- ETPA SECUNDARIA 1.9.4.- ETAPA TERCIARIA 1.9.5.- METODOS EMERGEENTES .. .CAPITULO IIEL PROCESO DE LAS PELICULAS FIJAS SUMERGIBLES

2.1.- DESCRIPCIN DEL PROCESO ..2.2.- MODELO TERICO PARA REPRESENTAR EL PROCESO . 2.2.1.- MARCO CONCEPTUAL ..2.3.- DEDUCCIN DE LAS ECUACIONES DE DISEO 2.3.1.- LA ECUACION DE BALANCE DE MATERIA ..2.3.2.- LA VARIACIN DEL GASTO MASA DE REACTANTE EN TERMINOS DE FRACCION 2.3.3.- VARIABLES DE LA ECUACIN . 2.3.3.1.- LA CONCENTRACIN INICIAL (Co) DE CARGA ORGNICA .. 2.3.3.2.- EL CAUDAL O GASTO VOLUMTRICO(Q) 2.3.3.3.- TIEMPO DE RESIDENCIA (Tr) . 2.3.3.4.- LA CONSTANTE CINETICA (k) 2.3.3.5.- EL PESO DE LOS MICROORGANISMOS( Wp) .2.3.3.6.- EL VOLUMEN DE LA BIOPELCULA ...........2.3.3.7.- EL REA TOTAL DE CONTACTO .

CAPITULO IIIMATERIALES Y METODOS

3.1.- TRABAJO EXPERIMENTAL ... 3.1.1.- CONSTRUCCION DEL REACTANTE PFS 3.1.2.- PRUEBAS EXPERIMENTALES .3.2.- DETERMINACIONES ANALITICAS REALIZADAS 3.2.1.- SOLIDOS TOTALES EN SUSPENCIN 3.2.2.- SOLIDOS SEDIMENTABLES .. 3.2.3.- DEMANDA QUMICA DE OXGENO (DQO) 3.2.4.- DEMANDA BIOQUMICA DE OXGENO (DBO5)

CAPITULO IVDISCUSIN DE RESULTADOS

4.1.- RESULTADOS EXPERIMENTALES .4.2.- APLICACIN DE LA ECUACIN DE DISEO 4.2.1.- DETERMINACIN DE LOS VALORES DE k yP 4.2.1.1.- DETERMINACIN DEL VALOR (k) CONSTANTE CINETICA . 4.2.1.2.- DETERMINACION DEL VALOR (P) 4.3.- APLICACIN DE LA ECUACION BASICA DE DISEO DEL REACTOR PFS ..4.4.- CUADRO DE VALORES DE DBO5 REASLES Y CALCULADOSOBTENIDOS EN EL EFLUENTE DEL REACTOR PFS EXPERIMENTAL .

CONCLUSIONES . RECOMENDACIONES ..

1. INTRODUCCION

El proceso PFS consiste en un reactor, que es un tanque por el cual pasa un caudal de agua residual, la entrada del agua residual es por un extremo del tanque en la parte superior y la salida del agua tratada es en el extremo opuesto del tanque, tambin por la parte superior. El tanque es similar al utilizado en el proceso de lodos activados, con sistema de difusin de aire en el fondo del tanque.Dentro del tanque se coloca el medio plstico, que est sumergido en agua residual.En este medio crecen microorganismos adheridos a la superficie del plstico, formando una pelcula biolgica, que se alimenta de la materia orgnica disuelta contenida en las aguas residuales, que alimentan al reactor.El aire que se suministra por el fondo, abajo del medio plstico, asciende entre las separaciones del medio plstico y entra en contacto con los microorganismos que forman la pelcula biolgica. El aire proporciona el oxgeno requerido para la respiracin endgena de los microorganismos y para la oxidacin de la materia orgnica que toman como alimento.Adems, las burbujas de aire difundido provocan un movimiento de convencin forzada, que favorece el nmero de choques entre el sustrato (alimento), la pelcula biolgica (microorganismos) y el oxgeno contenido en el aire. En otras palabras, permite el mezclado y suministro de oxigeno, requerido para que la materia orgnica disuelta (DBO soluble) contenida en las aguas residuales se convierta en materia celular (microorganismos).Los microorganismos producidos por la oxidacin de la materia orgnica se van adhiriendo inicialmente a las paredes del medio plstico y posteriormente se forman varias capas biolgicas sobrepuestas.Esto ocasiona que los microorganismos de la ltima capa (la exterior) tengan mayor contacto con el sustrato o alimento y con el oxgeno del aire inyectado; en cambio, la capa adherida a la superficie plstica (la interior) cada vez tiene menos contacto con el sustrato y el oxgeno, por lo que se le dificulta la alimentacin y respiracin; hasta que muere y se desprende del plstico. El aire que asciende con turbulencia, ayuda a desprender la pelcula biolgica parcialmente muerta.En la superficie plstica que queda libre al desprenderse la pelcula envejecida, se inicia el crecimiento de una nueva pelcula. Es un proceso dinmico repetitivo.La biopelcula al desprenderse del medio plstico forma flculos que se mantienen en suspensin debido a la turbulencia que produce el aire que se suministra al tanque y estos flculos forman parte importante de los slidos suspendidos voltiles contenidos en el reactor y en el efluente.El efluente del proceso de pantallas plsticas sumergida PPS, es conducido al tanque de sedimentacin, en donde se separan los flculos para ser retirados por el fondo y el agua clarificada se obtiene por la parte superior. La figura 1 muestra una representacin esquemtica del proceso PPS con sedimentador secundario.Adhiriendo inicialmente a las paredes del medio plstico y posteriormente se forman varias capas biolgicas sobrepuestas.Esto ocasiona que los microorganismos de la ltima capa (la exterior) tengan mayor contacto con el sustrato o alimento y con el oxgeno del aire inyectado; en cambio, la capa adherida a la superficie plstica (la interior) cada vez tiene menos contacto con el sustrato y el oxgeno, por lo que se le dificulta la alimentacin y respiracin; hasta que muere y se desprende del plstico. El aire que asciende con turbulencia, ayuda a desprender la pelcula biolgica parcialmente muerta.En la superficie plstica que queda libre al desprenderse la pelcula envejecida, se inicia el crecimiento de una nueva pelcula. Es un proceso dinmico repetitivo.La biopelcula al desprenderse del medio plstico forma flculos que se mantienen en suspensin debido a la turbulencia que produce el aire que se suministra al tanque y estos flculos forman parte importante de los slidos suspendidos voltiles contenidos en el reactor y en el efluente.El efluente del proceso de pantallas plsticas sumergibles PPS, es conducido al tanque de sedimentacin, en donde se separan los flculos para ser retirados por el fondo y el agua clarificada se obtiene por la parte superior. La figura 1 muestra una representacin esquemtica del proceso PPS con sedimentador secundario.

2. OBJETIVOS2.1 Objetivos tecnolgicos.Obtener un sistema de tratamiento que sea compacto para que satisfaga las restricciones urbanas de poco espacio, silencioso e incluso que pueda construirse oculto en zonas hoteleras o en sitios con belleza arquitectnica.Desarrollar un proceso que brinde, bajo ciertas condiciones, beneficios tecnolgicos adicionales a los que ofrecen los proceso