TESIS AIQUISA.pdf

UNIVERSIDAD INTERNACIONAL SEKFACULTAD DE CIENCIAS AMBIENTALESCARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTALTESIS DE GRADO PREVIA LA OBTENCIÓN DEL TITULO:INGENIERO AMBIENTALTEMA:REMOCIÓN DE SÓLIDOS SUSPENDIDOS EN LOS EFLUENTES LÍQUIDOSRESIDUALES DE LA PLANTA EXTRACTORA DEACEITE DE PALMA AIQUISA.REALIZADO POR:JORGE ESTEBAN CORONEL ARIAS2004QUITO – ECUADOR

DEDICATORIADedicó la presente tesis a mis Padres,por soportar todos los errores cometidos durante mis estudios universitarios,y a mis hermanos pero en especial a mi hermanoJuan José.

AGRADECIMIENTOAgradezco a mi Padre y a mi Madre por todos los esfuerzos realizados para quepueda estudiar; por la ayuda y el apoyo desinteresado brindado para que salga adelante.Agradezco a mis Hermanos María Cristina, Roberto y Juan José, que al igual quemis Padres, nunca me dieron la espalda y siempre me apoyaron de maneraincondicional.Agradezco a mi Abuelito por darme el ejemplo de ser una persona correcta yhonesta, para que en el futuro actué de manera correcta y principalmente honesta entodas las actividades a realizar.Agradezco a Dios por darme la oportunidad de poder estudiar y poder ser alguien enla vida.Agradezco a la Universidad Internacional SEK y a todos los profesores quecompartieron sus conocimientos con nosotros, para poder aplicar los conocimientosadquiridos, en la realización de esta tesis.Agradezco de manera muy especial a mi Director de tesis el DOCTOR CARLOSORDOÑEZ, más conocido con cariño por todos nosotros como “Doc”; por haber sidorealmente un director y más que un director un “amigo”, ya que sin la ayuda de él nohubiera podido realizar este estudio, además agradezco la forma desinteresada decompartir sus conocimientos.Agradezco a todos mis compañeros por todos esos momentos buenos y el apoyo enlos momentos malos que compartimos durante los cinco años de carrera.Agradezco a la Planta Extractora de aceite de palma africana AIQUISA, por confiary darme la oportunidad de realizar la tesis.

ÍNDICE GENERALPág.CAPÍTULO I1. INTRODUCCIÓN 1CAPÍTULO II2. MARCO TEÓRICO 42.1. Coagulación / Floculación 42.1.2. Potenciales del coloide 62.1.3. Potencial Zeta (Z) 72.1.4. Cagulación por neutralización de la carga 72.1.5. Coagulación por compresión de la doble capa 82.1.6. Coagulación por puente químico 92.1.7. Coagulación por incorporación (o de barrido) 102.1.8. Coagulantes 112.1.9. Coagulantes y floculantes polímericos (Polielectrolitos) 112.1.10. Clasificación de los poliectrolitos 122.1.11. Clasificación de los polímeros de acuerdo a su carga 142.1.12. Prueba de Jarras 152.2. Filtración 162.2.1. Teoría de la filtración 172.2.2. Filtración Continua 182.2.3. Factores de influencia en pruebas de filtración 192.2.4. Medios filtrantes 222.2.5. Equipos para filtración 252.3. Palma Africana 312.3.1. Subproductos de la industria extractora de aceite de palma africana 31

CAPÍTULO III3. PARTE EXPERIMENTAL 323.1. Procedimientos y métodos de ensayo 323.1.1. Puntos de muestreo 323.1.2. Plan de Muestreo 333.1.2.1 Preservación de muestras 343.2. Métodos de Análisis 343.2.1. Análisis de Sólidos Totales 343.2.2. Análisis de Sólidos Suspendidos 353.2.3. Análisis de Densidad 353.3. Pruebas de Tratabilidad 353.3.1. Pruebas de Coagulación / Floculación 363.3.2. Filtración 373.4. Datos Experimentales 383.4.1. Caracterización físico - química del efluente 383.5. Pruebas de Tratabilidad 423.5.1. Coagulación / Floculación 423.5.2. Filtración 523.6. Cálculos y Resultados 553.6.1. Cálculo de Caudal 553.6.2. Cálculo de la concentración de Sólidos Totales 553.6.3. Cálculo de la concentración de Sólidos Suspendidos 573.6.4. Cálculo del porcentaje Sólidos Suspendidos 583.6.5. Cálculo de la densidad 593.6.6. Cálculo de la reducción de la carga contaminante de sólidos suspendidos 603.6.7. Cálculos para la selección del filtro prensa 61

3.7. Resultados 653.7.1. Resultados de la caracterización físico – química del efluente 65CAPÍTULO IV4. DISCUSIÓN 69CAPÍTULO V5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 735.1. Conclusiones 735.2. Recomendaciones 75CAPÍTULO VI6. BIBLIOGRAFÍA 76

RESUMENEn el presente estudio se ensayaron dos métodos (coagulación / floculación y filtración)para conseguir la remoción de los sólidos suspendidos existentes en los efluenteslíquidos residuales de la extractora de aceite de palma africana AIQUISA, y de estemodo disminuir la carga orgánica que llega a las lagunas de oxidación, optimizando eltratamiento existente y a su vez reduciendo los valores de la demanda bioquímica deoxígeno (DBO 5 ), atribuidos mayoritariamente a los sólidos totales y sólidossuspendidos generados en los diferentes procesos de extracción del aceite de palmaEn primer lugar, se realizó la caracterización físico - química del efluente, paraposteriormente, realizar las diferentes pruebas de tratabilidad, en las cuales variandotodos los parámetros posibles (pH, temperatura, concentración de químicos, tiempo deagitación, etc.) para conseguir condiciones más favorables en la remoción de los sólidossuspendidos totales, tanto en el ensayo de coagulación / floculación como de filtración.La coagulación/floculación no es un sistema apropiado para el tratamiento de este tipoefluente, ya que no se obtuvieron resultados satisfactorios a diferencia de el sistema defiltración donde se logra una remoción del 88 % de sólidos suspendidos totalesmediante el uso de un filtro prensa cuyas características operacionales están descritas enel actual trabajo, dándose además uso a la torta filtrante resultante con fines agrícolas.DESCRIPTORESSólidos TotalesSólidos SuspendidosDemanda Bioquímica de OxígenoCoagulación / FloculaciónPrueba de JarrasFiltraciónFiltro Prensa

ABSTRACTIn the present study two methods were tried (coagulation/flocculation and filtration) toobtain the removal of solids suspended existing in the residual water, of the extractionto the oil of African palm AIQUISA, and this way to diminish the laid-down load, thatarrives at the oxidation lagoons, optimizing the existing treatment and as well reducingthe values of the biochemical demand of oxygen (DBO 5 ), attributing mainly to totalsolids and suspended solids generated in the different processes from extraction of theoil of african palm.In first place, was made the characterization physical - chemical of the residual water,for later, to make different tests from tratability, in which varying all the possibleparameters (pH, temperature, concentration of chemistries, time of agitation, etc.). Asmuch of the coagulation / flocculation test as from filtration the most favorableconditions for total suspended solids removal.The coagulación/floculación is not an appropriate system for the treatment of this typeof efluente obtain insatisfactory results, unlike the filtration system were obtained aremoval of 88 % of total suspended solids by means using a filter press whoseoperational characteristics are described in the present work, occurring in addition useto the resulting filter cake with agricultural aims.DESCRIPTORESTotal SolidsSuspended SolidsBiochemical Demand of OxygenCoagulation/FlocculationTest of JarsFiltrationFilter Press

CAPÍTULO I:INTRODUCCIÓNwww.fedepalma.comFotografía 1.1.: Plantación de Palma AfricanaLa Palma Africana es originaria del Golfo de Guinea, de ahí su nombre científico,Elaeis guineensis Jacq., llega América con los colonizadores portugueses al Brasil ycomienza a expandirse por toda América.En el Ecuador se inicia a plantar Palma Africana (ver fotografía 1.1.) en los años de1953 – 1954 (1) en cultivos de pequeña escala, en Santo Domingo de los Colorados,provincia de Pichincha y Quinindé, provincia de Esmeraldas, para su posteriorpropagación en la zona oriental y en la mayor parte de las zonas del país concondiciones climáticas afines.La Planta extractora AIQUISA, esta ubicada en el kilómetro tres de la vía Quinindé –Santo Domingo en el sector de San José y comienza a producir aceite rojo de palma enel año de 1984 (2) con una producción de 4.5 TRFF/hora (2) (toneladas de racimos de frutafresca), incrementando su producción hasta alcanzar en la actualidad una media de9 TRFF/hora (2).La extracción de aceite rojo de palma africana comienza con la llegada de los racimosde fruta en camiones que son pesados en una báscula los cuales descargan la fruta en lastolvas; los camiones descargados son pesados nuevamente y se obtiene la cantidad defruta que ha ingresado.(1) www.ecociencia.org

(2) Base de datos AIQUISALa fruta es descargada de las tolvas a las vagonetas en donde se los transporta a losautoclaves en base a vapor de agua presurizado para su cocción y esterilización de lafruta en donde permanece un promedio de 90 minutos.Las vagonetas con la fruta esterilizada una a una son elevadas por una grúa monorrielque va depositando en el desfrutador el cual es un tambor giratorio donde se separa elraquis de los racimos de fruta en un proceso que a base de golpes de los racimos contralos barrotes que posee en su interior el tambor, el raquis pasa a una banda sin finllegando a los calderos donde sirven como combustible para producir vapor de agua quees utilizado en los autoclaves; el exceso de raquis es incinerado.En la digestión la fruta entra a unos cilindros verticales provistos de unas paletasgiratorias, los cuales son llamados digestores, en este proceso también se inyecta vapor,con el fin de macerar la fruta, obteniendo así una cierta cantidad de aceite.La fruta pasa al proceso de prensado donde se extrae el aceite rojo de palma africana pormedio de las prensas, que son unos tornillos sin fin los cuales trabajan a altas presiones;el aceite extraído no esta puro, necesitando de otro proceso.La clarificación consiste en separar el aceite, el agua y los sólidos por diferencia dedensidades en los tanques clarificadores; como este proceso no es lo suficientementeeficiente se centrífuga para obtener a un aceite más puro.El aceite clarificado es almacenado en tanques para su posterior comercialización a lasdiferentes industrias en donde lo procesan para quitarle el color, además de añadirlepreservantes y finalmente envasarlo.El agua y los sólidos residuales del proceso de centrifugación son transportados porunas canaletas a los tanques florentinos para la recuperación del aceite remanente elcual por su baja calidad es comercializado a la industria jabonera.Los sólidos, principalmente por su tamaño y por otras características corresponden a lossólidos suspendidos que se encuentran en el agua residual. Estos sólidos básicamente de

cáracter orgánico, son los responsables de los altos valores de la Demanda bioquímicade oxígeno (DBO 5 ) que presentan los efluentes líquidos y, constituyen el principalproblema ambiental de la Industria de extracción de aceite de palma.Debido a que el efluente líquido posee una gran cantidad de sólidos suspendidos se lodenomina lodo, el cual está constituido por residuos de fibras, partículas finas de tierra,o de fragmentos de la cáscara de la nuéz, que finalmente se los trata de separar del aguaen el desarenador.El agua que ha pasado por los tanques florentinos y el desarenador es bombeda a laslagunas de oxidación en donde por procesos biológicos se degrada la materia orgánica(sólidos suspendidos) y el aceite que ya no se a podido recuperar.El sistema convencional de tratamiento de las aguas residuales (lagunas de oxidación),no contempla una remoción preliminar de los sólidos suspendidos lo que significaríauna reducción considerable de la carga orgánica hacía las lagunas de oxidación que, enel momento actual conservan gran cantidad de sólidos hasta las últimas etapas deltratamiento.Debido a la falta de un proceso preliminar como el de coagulación / floculación o el defiltración en la planta extractora de palma AIQUISA, se están descargando en losefluentes líquidos grandes cantidades de materia orgánica provenientes de los procesosde esterilización, digestión de la fruta y la mayor parte en el prensado, causando así unproblema ambiental que se lo puede mitigar con la implementación de un sistema deremoción de sólidos suspendidos.El objetivo principal de este estudio es la remoción de los sólidos suspendidos en losefluentes líquidos de la extractora de palma AIQUISA, para esto se nesecita conocer lascaracterísticas físico – químicas del efluente, realizando mediciones in situ comotemperatura, pH y caudal; para posteriormente realizar análisis de sólidos totales ysólidos suspendidos en el laboratorio de la Universidad Internacional SEK y en ellaboratorio de la planta; además de varias pruebas de tratabilidad decoagulación/floculación y de filtración.

Según su origenSegún su cargaPolímeros NaturalesIónicosCatiónicosAniónicosPolímeros SintéticosNo iónicosTabla 2.3.: Clasificación de los polielectrolitosValencia, J. 3era edición (2000). Teoría y Práctica de la Purificación del Agua. Tomo I y II. Bogota-Colombia: McGraw-Hill.a) Polímeros naturalesSon los que se producen en las reacciones bioquímicas naturales de animales y plantas,tales como proteínas carbohidratos y polisacáridos (almidón, glucosidos).Muchos de estos componentes tienen propiedades coagulantes o floculantes y sonusados por los nativos en forma empírica para clarificar el agua, como pasa con la pencade la tuna o nopal o con las semillas del nirmalí.Los que han dado mejor rendimiento y vale la pena considerarlos para su uso en plantasde tratamiento son: los compuestos algínicos , los derivados de la tuna o nopal y losalmidones.Los componentes algínicos (alginato de sodio, ácido algínico) son obtenidos de algasmarinas (algas pardas), los cuales contienen polisácaridos ampliamente utilizados en laindustria, especialmente en productos farmacéuticos, alimenticios, textiles. Por eso, suempleo como coagulante o floculante consumiría solamente una fracción desubproducción total. Su eficiencia a este respecto, ha sido comprobada repetidas vecespor varios investigadores.Los derivdos de la tuna o nopal son polvos blancos solubles en agua que se extractancon relativa facilidad. Han sido probados con agua turbia artificial y natural y han dadoresultados comparables o mejores que los de los polímeros sintéticos. Su producción noha sido hecha en escala industrial hasta el momento.Los almidones presentan una amplia gama de posibilidades. Su problema consiste enproducir a partir de ellos compuestos solubles en agua. Algunas marcas comerciales depolielectrolitos son simples derivados de almidones. Una de las ventajas de los

polielectrolitos naturales es su baja toxicidad pues en muchos casos son empleadoscomo alimentos o aditivos alimenticios.b) Polímeros sintéticosSon compuestos orgánicos producidos por medio de la transformación química dederivados del carbón y del petróleo. Incluye la mayoría de los polímerosmanufacturados por la industria y de mayor venta comercial. Muchos, aunque no todos,se encuentran en forma de polvo seco. Otros son líquidos con concentraciones del 10%al 60 % de polímeros activos.Se considera que el 90% de ellos tienen como monómero básico la acrilamida:La poliacrilamida es típicamente un polímero no iónico que puede manejarse en formamuy variada. Esto tiene la ventaja de que permite sintetizar una gran variedad decompuestos, con distintas propiedades y aplicaciones.Uno de los más antiguos polielectrolitos sintéticos usados es la sílica activada, que seprepara haciendo reaccionar una solución diluida silicato de sodio Na 2 SiO 3 concualquiera de los siguientes compuestos: ácido sulfúrico o silicato de sodio, solución desulfato de aluminio, sulfato de amonio, cloro, bicarbonato de sodio, o bióxido decarbono. Estos compuestos se denominan agentes activadores y son los que promuevenla polimerización del Na 2 SiO 3 . La extensión de este proceso depende del porcentaje deneutralización del silicato de sodio y se incrementa con el tiempo. Si se deja que secomplete, se forma un gel o pasta que puede tapar los conductos en el sistema dedosificación, lo que crea serios problemas operaivos. Este es el motivo por el cual estepolímero no se usa hoy en día.En la actualidad existen más de 100 marcas comerciales de polielectrolitos sintéticosaprobados para su uso en agua potable. Pero hay muchos más cuya toxicidad es alta,debido a que se producen con monómeros que pueden causar serios daños a la salud yno deben por eso utilizarse nunca en plantas de tratamiento de agua.2.1.11. Clasificación de los polímeros de acuerdo a su carga

Un polímero puede tener o no carga eléctrica. Los que no la tienen se llaman no iónicos,los que la tienen pueden ser catiónicos (carga positiva) o aniónicos (carga negayiva) y,debido a la multiplicidad de grupos iónicos presentes en las cadenas polímericas,reciben el nombre genérico de polielectrolitos.Los derivados de la poliacrilamida son no iónicos y los de la poliacrilamida hidrolizadason aniónicos.Los compuestos catiónicos son usualmente derivados de amonio cuaternario o de iminade polietileno, (ver figura 2.4.) a continuación algunos ejemplos:Figura 2.4.: Ejemplos de polielectrolitosValencia, J. 3era edición (2000). Teoría y Práctica de la Purificación del Agua. Tomo I y II. Bogota-Colombia: McGraw-Hill.2.1.12. Prueba de Jarras

Fotografía 2.1.: Equipo para la “Prueba de Jarras”Las pruebas mas representativas para determinar el comportamiento de los coagulantesy floculantes a escala pequeña es el ensayo de la “Prueba de Jarra” (ver fotografía 2.1).Es un método de simulación de los procesos de Coagulación y floculación, realizado anivel de laboratorio que permite obtener agua de buena calidad, fácilmente separablepor decantación; los flóculos formados con diferentes dosis del coagulante dan comoresultado valores de turbiedad diferentes.Determinar las variables físicas y químicas de los procesos de coagulación; floculacióny sedimentación; tales como:a) Selección del coagulanteb) Selección del pH óptimoc) Gradientes y tiempos de mezcla rápidad) Determinación de las velocidades de sedimentacióne) Eficiencia de remoción.2.2. FiltraciónLa filtración es la separación de una mezcla de sólidos y fluidos que incluyen el paso dela mayor parte del fluido a través de un medio poroso, que retiene la mayor parte de las

partículas sólidas contenidas en la mezcla. “Filtración es el nombre de la operaciónunitaria. Un filtro es un equipo de las operaciones unitarias por medio del cual se realizala filtración. El medio filtrante es la barrera que permite que pase el líquido mientrasretiene la mayor parte de los sólidos. Dicho medio puede ser una pantalla, una tela,papel o un lecho de sólidos. El liquido que pasa a través del medio filtrante se conocecomo filtrado”.Perry, R y Green, D. 7ma edición (2001). Manual del Ingeniero Químico. Vol III. Madrid-España:McGraw-HillLa filtración y los filtros se pueden clasificar de varias formas:1. Por la fuerza impulsora. El flujo de filtrado es inducido por el medio filtrantemediante la carga hidrostática (gravedad), presión aplicada corriente arriba delmedio filtrante, vacío o presión reducida aplicada corriente abajo del citadomedio o fuerza centrífuga aplicada al medio. La filtración centrífuga se asocia ala sedimentación centrífuga.2. Por el mecanismo de filtración. Aunque el mecanismo para la separación yacumulación suelen considerar dos modelos y constituyen la base para laaplicación de la teoría al proceso de filtración. Cuando los sólidos quedanretenidos en la superficie de un medio de filtración y se amontonan uno sobreotros para formar una torta de espesor creciente, la separación es conocida comofiltración de torta. Cuando los sólidos quedan atrapados dentro de los poros ocuerpo del medio de filtración, se le denomina medio filtrante de profundidado filtración con clarificación.3. Por el objetivo. La meta de proceso de filtración puede ser la obtención desólidos secos, líquido clarificado o ambas cosas. La recuperación de sólidos seobtiene mejor mediante la filtración de la torta, mientras que la clarificación dellíquido se logra ya sea por la filtración en profundidad o de torta.4. Por el ciclo operacional. La filtración puede ser intermitente (por cargas) ocontinuo. Los filtros del modo intermitente, a velocidad constante o en ciclosvariables con respecto a ambas magnitudes. Los ciclos en la filtraciónintermitente pueden variar en manera considerable dependiendo del área de filtroy de la carga de sólidos.5. Por la naturaleza de los sólidos. La filtración de torta puede incluir unaacumulación de sólidos que pueden ser compresible o no serlo. El tamaño de

partícula puede ser del mismo orden de magnitud que el tamaño mínimo deporo de la mayoría de los filtros (1 a 10 um. y mayor), o puede ser menor (1 umpor debajo del tamaño de bacterias e incluso de moléculas grandes). En lamayoría de las filtraciones se dan sólidos del primer rango del tamaño; los delúltimo rango pueden ser filtrados solo por filtración de medio de filtro o porultrafiltración, a menos que sean convertidos al primer rango de tamaño poragregación.Estos métodos se clasificación no se excluyen mutuamente. Así, los filtros se dividennormalmente primero en los dos grupos de equipos de torta y clarificación, después engrupos de equipos que usan el mismo tipo de fuerza impulsora y posteriormente porcargas y continua.2.2.1. Teoría de la filtraciónAunque mediante investigación se ha desarrollado una detallada teoría, es todavía difícildefinir un sistema líquido-sólido dado y es más rápido, a la vez que seguro, eldeterminar las condiciones para los filtros mediante experiencias realizadas a pequeñaescala. Sin embargo, la teoría de filtración permite la correlación de los datosexperimentales y extrapolarlos cuando es necesario para una escala mayor.En la filtración de torta o superficial hay dos áreas principales a considerar: la filtracióncontinua, en la que la resistencia del filtro de torta (sólidos de proceso depositados) esmuy grande con respecto a la resistencia del medio filtrante y del líquido de drenaje, yla filtración a presión por cargas están, generalmente, provistos de una tela pesada, ytensa además de una capa de recubrimiento, lo que representa una resistenciasignificativa, que debe ser tenida en cuenta. Los filtros de filtración continua usan telaspoco tupidas que ofrecen poca resistencia con lo que ofrecen los filtros de torta.La teoría simplificada para ambas modalidades de filtración (continua y por cargas) sebasan en la ecuación de Hagen-Poiseuille:Ecuación 2.2.1.1.1 dV / AdӨ = P / µ(αωV/A + r)Perry, R y Green, D. 7ma edición (2001). Manual del Ingeniero Químico. Vol III. Madrid-España:McGraw-Hill

2.2.2. Filtración ContinuaDado que la experimentación y el escalado son diferentes para las filtraciones porcargas y continua.Es conveniente y razonable asumir para la filtración continua (excepto si tiene filtroscon recubrimiento) que la resistencia de la tela de filtro junto con la del liquido deldrenaje es insignificante comparada a la resistencia del filtro de torta y que además lacaída de presión y la resistencia especifica de la torta permanecen constantes a lo largodel ciclo de filtración. La Ecuación integrada bajo estas condiciones, permite obtener lassiguientes relaciones:Ecuación 2.2.2.1W = √2ωPӨ f / µ(αω V/A + r)V f = √2PӨ f / µαωӨ ω = WV W µα / P ωӨ ω = α NW 2Ө W / Ө f = 2 V W / V fDonde:W es el peso de los sólidos del filtro de torta seca por unida de área.V f es el volumen filtrado por formación de la torta por unidad de área.V ω es el volumen de filtrado por el lavado de la torta por unidad de áreaӨ f es el tiempo de formación de la torta.Ө ω es el tiempo de lavado de la tortaN es la razón de lavado, el volumen de lavado de torta/por el volumen de líquido en ladescarga de la torta.En tanto que la concentración de sólidos suspendidos en la alimentación permanececonstante, estas ecuaciones conducen a las siguientes correlaciones:log W vs. log Ө flog V f vs. log Ө fӨ ω vs. WV ωӨ ω vs. NW 2Ө ω /Ө f vs. V ω /V fHay otras dos correlaciones empíricas:W vs. espesor de la tortalog R vs. N

velocidad de filtración y una disminución en el contenido de humedad de la torta. Ellimite de los beneficios de aumentar la temperatura ocurre cuando la presión de vaporde la fase liquida empieza a reducir el vacío permitido. Si la fase liquida puedeevaporarse súbitamente en el interior del filtro, se producen resultados indeseables comola interrupción de la formación de la torta adyacente al medio filtrante de posición deescamas en los poros del filtro, un rápido aumento en la caída de presión en el interiordel filtro debido al incremento de flujo de vapor o una disminución de la capacidad devacío de la bomba. En la mayoría de los casos, el sistema de vacío debe ser diseñado detal forma que la fase liquida no hierva. En algunos casos especiales se puede usar lafiltración a vapor para aprovechar las ventajas de la temperatura sin tener que calentar lasuspensión de alimentación. Si es posible puede hacerse pasar vapor seco a través de latorta de mezcla para aumentar la temperatura de la humedad residual, reducir laviscosidad y bajar su contenido.Control del espesor de la torta. A veces la velocidad de formación de la torta es losuficientemente rápida para crear una torta demasiado espesa para las operacionesposteriores.a) El espesor de la torta debe controlarse con la reducción del nivel de lasuspensión alimentada.b) El espesor de la carga se restringe frecuentemente cuando el lavado de la torta esnecesario.Cuando el contenido mínimo de humedad de la torta es el factor controlante, el espesorde la torta no es importante, aunque el mínimo requerido para la descarga es a vecescontrolante.Ciclo de filtración. Cada ciclo de filtración se compone de la formación de la torta y deuna más de las operaciones siguientes:a) Deshidrataciónb) lavadoc) secado térmicod) secado a vapore) descarga de la torta.

Taponamiento de la tela de filtro. Los filtros de filtración continua, excepto los quetienen recubrimiento, usan diferentes medios para la separación de las fases sólida yliquida del filtrado. Dado que el medio filtrante esta en contacto con los sólidos deproceso, hay siempre un peligro, y es casi inevitable el taponamiento de la tela o mediofiltrante.El taponamiento del material en si mismo, tanto por la ocupación de los poros por lossólidos de proceso como por los sólidos precipitados en y alrededor de las fibras quecomponen el medio filtrante. El medio filtrante elegido debe tener la luz máximaposible que permita mantener la claridad de filtrado requerida. Aquellos materiales queproduzcan un filtrado claro y que no tengan una rápida tendencia a obstruirse songeneralmente, ligeros de peso y no duran tanto como otros más gruesos, materialesmenos tupidos. Cuando se quiere que el filtro siga una etapa de espesamiento porgravedad o de clarificación, es aconsejable recircular el líquido de filtrado al espesadoro clarificador. Raramente se obtiene con un filtro continuo de tela un filtrado totalmenteclaro. Los poros del medio filtrante son más grandes que algunos de los sólidos de lasuspensión, por lo que estos pasaran a través del medio filtrante. Una vez que los porosdel medio filtrante se han bloqueado los sólidos mismos forman un entramado para laspartículas que quedan clarificándose el liquido del filtrado.Filtración por cargas. Como la mayoría de los filtros por cargas trabajan bajo presiónmás que a vacío,1. Filtración a presión constante. El mecanismo que actúa en un gascomprimido mantenido a presión constante.2. Filtración a velocidad constante. Se emplean diferentes tipos de bombas dedesplazamiento positivo.3. Filtración a presión y a velocidad variables. El uso de una bomba centrífugadisminuye con el aumento de la contrapresión.2.2.4. Medios filtrantesTodos los filtros requieren de un medio filtrante para la retención de sólidos. Laespecificación de un medio de filtración esta basada en la retención de un tamañomínimo de partícula y una buena eficiencia en la eliminación por separación, así comotambién una aceptable duración.

4. cuenta5. pliegues6. el número de hilosDe los muchos tipos de tejidos disponibles, sólo cuatro son los más utilizados comomedio filtrante: lisos (cuadrados), tejido, sarga, tejido de cadena, y satén.Todos estos tejidos se puede confeccionar a partir de cualquier fibra textil, natural,sintética. Se pueden tejer con hilos multifilamento o monofilamento continuo. Lacapacidad y el desempeño de la tela para filtros depende del tipo de tejido y del tipo dehilo.Telas metálicas o tamices. Existen en diferentes tipos de tejidos en níquel, cobre,bronce, aluminio, acero etc. Pero la ventaja de estos es que no tienen tendencia a lacorrosión y son recomendables para filtraciones con altas temperaturas teniendo así unalarga vida útil.Filtros prensados y borra de algodón. Estos materiales se utilizan para la filtración departículas de carácter gelatinoso como las de las pinturas. Los fieltros a base de agujasson los elementos mas usados, dentro de estos sistemas, para la filtración de líquidos.Por su buena capacidad de retención, alta resistencia, y costo moderado estos sistemastienen gran aceptación para uso en los filtros a presión, en particular para lasaplicaciones relativas a la concentración de mineral. Son también utilizados en filtroshorizontales de bandas ya que reduce la formación de pliegues.Papel filtro. Estos presentan una gran gama de permeabilidad, espesores y resistencias.Como estos materiales poseen baja resistencia, requieren la colocación de una placacomo soporte.Porosos rígidos. Estos medios se encuentras disponibles como hojas, placas o tubos.Los materiales para su construcción incluyen acero inoxidable sintetizado y otrosmetales, grafito, óxido de aluminio, sílice, porcelana y algunos plásticos, gama quepermite un amplio intervalos de resistencia a la temperatura y a los productos químicos.La mayor parte de las aplicaciones son y son para la clarificación.

Filtro prensa de placas y bastidor. Estos filtros presentan un montaje alternando placascubiertas en ambos lados con un medio filtrante, que por lo general es tela y unosbastidores que proporcionan el espacio necesario para la acumulación a la torta, durantela operación de filtración.En los bastidores existen unas aberturas para la alimentación de la corriente a filtrar y ellavado, en tanto que las placas tienen aberturas para los drenajes para el filtrado. Por logeneral los bastidores y placas son rectangulares, también se utilizan los circulares o deotra geometría.Los bastidores y placas que están colgados de un par de barras de apoyo horizontales yperpendiculares, se comprimen durante la filtración formándose un cierre estanco aprueba de agua, entre las placas terminales, siendo una de ellas fija.La forma de cerrar la prensa puede ser manual, hidráulica o mediante un motor. Existendisposiciones para la alimentación y descarga del filtrado, la forma habitual para laalimentación y descarga de los diferentes elementos de la prensa es por unainterconexión con unos pasantes localizados en las cuatro esquinas de cada una de losbastidores y placas (y de la tela filtrante), para formar canales longitudinales continuosdesde la placa terminal que es fija hasta el extremo del filtro prensa.El filtrado se puede drenar a cada placa por medio de una válvula y un grifo individual(descarga abierta) o un tubo (descarga cerrada). La alimentación por la parte superior yla descarga por el fondo de las cámaras proporcionan la recuperación máxima delfiltrado y el secado máximo de la torta. Esta disposición es adecuada, sobre todo, paralos sólidos más pesados que se sedimentan con rapidez. Para la mayor parte de lassuspensiones, la alimentación se efectúa por la parte inferior y la descarga de filtradopor la parte superior, permitiendo un rápido desplazamiento del aire y una torta masuniforme.En los filtros prensa de placas y bastidores se utilizan dos técnicas de lavado.En el lavado simple. El lavado sigue la misma trayectoria que la corriente filtrada. Si latorta no es muy uniforme y altamente permeable, esta forma de lavado no es eficaz enun filtro prensa lleno.Lavado completo. En el que la corriente del lavado se introduce por las caras de lasplacas en una forma alternada. El lavado a filtrar cruza toda la torta y sale a través deotras caras. Esta técnica requiere un diseño especial y el montaje de las placas según un

determinado orden. El lavado completo solo debe utilizarse cuando se usan todos losbastidores llenos ya que un llenado incompleto de la torta permitirá que esta colapsedurante la entrada del líquido de lavado y el resto de la corriente se desviará por lasgrietas o canales abiertos en la torta.Los filtros prensa se fabrican con tamaños de placas que varían desde 10 por 10centímetros hasta 1.5 por 1.8 metros. El espesor de los bastidores varía desde 0,3 hasta20 centímetros. Son habituales presiones de operación hasta de 100 psi, pero existendiseñados para trabajar a 1000 psi. La presión máxima de operación para los bastidoresen el caso de plástico o de madera es de 60 a 70 psi.Las ventajas del filtro prensa son su sencillez, el bajo costo, la flexibilidad y lacapacidad para operar a alta presión en las aplicaciones como equipo de filtración tipotorta filtrante o como filtro para clarificación. Las necesidades de superficie y de alturapor unidad de área de filtro son pequeñas y su capacidad se puede ajustar mediante laadición o eliminación de las placas y bastidores. Los filtros prensa se limpian fácilmentey el medio filtrante se puede remplazar con facilidad. Trabajando en forma adecuada seobtiene una torta mas seca y densa, en comparación con la que se obtiene con la mayorparte de los otros filtros.Existen una serie de desventajas importantes que incluyen un lavado irregular, debido ala densidad variable de la torta, y la duración relativamente corta de la tela filtrante devida al desgaste mecánico por vaciado y limpiado de filtro (que ha menudo incluye elraspado de la tela), además de las necesidades de la mano de obra que son elevadas. Confrecuencia estos filtros pueden gotear o tener fugas, en consecuencia, crean problema delimpieza, pero el mayor problema es la necesidad de abrir el filtro para descargar latorta, por lo que el operario esta expuesto, de forma rutinaria, al contenido del filtro.Filtro prensa de placas huecas. Estos filtros son similares en apariencia en los deplacas y bastidor, pero solo constan de placas. Ambas caras de cada placa son huecas,lo que forma una cámara en la que se acumula la torta entre las placas adyacentes. Estediseño tiene la ventaja de utilizar aproximadamente la mitad de las uniones que las quese usa en un filtro de placas y bastidores, lo que hace que el cierre a presión sea masseguro. Se puede introducir aire a presión detrás de la tela, en ambos lados de cadaplaca, para ayudar a la retirada y eliminación de la torta.

En algunas de las variaciones mas interesantes de los diseños normalizados se incluye laposibilidad de hacer girar el filtro para cambiar la entrada o la salida de la parte inferiora la superior, así como la capacidad de intercalar divisores o espaciadores vacíos paraconvertir el filtro en una prensa multietapa, con el objetivo de conseguir una mejorclarificación de la corriente a filtrar o realizar dos filtraciones simultaneas y separadasen el mismo equipo. Algunos de los diseños tienen unas membranas o diafragmas entrelas placas, que se pueden expandir cuando termina la filtración permitiendo exprimir yeliminar la humedad adicional. Otros se caracterizan por la inclusión de un sistemaautomático para realizar la apertura y descarga de la torta para reducir las necesidadesde mano de obra.Equipo de torta. Los filtros en los que se acumula cantidades apreciables y visibles desólidos sobre la superficie del medio filtrante se conocen como filtro de torta.La suspensión de alimentación puede contener una concentración de sólidos que vadesde el 1 por 100 hasta más del 40 por 100. El medio filtrante sobre el que se forma latorta es relativamente abierto para minimizar la resistencia al flujo, ya que, una vez seconsigue la torta, esta se vuelve el medio filtrante efectivo.Por consiguiente el filtrado inicial puede contener una cantidad de sólidos hasta que selogra la formación de la torta. Esta situación se puede tolerar si se realiza unarecirculación del filtrado hasta conseguir una cantidad suficiente, o bien la instalaciónde un segundo filtro aguas abajo. Desde el punto de vista de la operación, algunosequipos de filtración son dispositivos, que operan en régimen intermitente mientras queotros son continuos.Filtro prensa de placas y marcos. Este tipo de filtro es ampliamente usado en lossectores alimentario, farmacéutico, cervecero y de destilación. La unidad, de tamaño delaboratorio, es robusta y versátil y ha sido diseñada para permitir la demostración claradel modo de operación y un alto grado de experimentación para su posterior paso aprocesos industriales.La unidad está montada en un bastidor de suelo de acero inoxidable, que aloja el filtro,la bomba de alimentación y las tuberías. También se incluye una bandeja de goteo de

acero inoxidable. Se suministra una selección de medios filtrantes de diferentes grados afin de poder encontrar combinaciones óptimas para una operación de filtradodeterminada. Se suministran cuatro grados de medios filtrantes, adecuados para:filtración con prerecubrimiento, clarificación gruesa, pulido y esterilización.El pequeño paquete de placas de acero inoxidable facilita el manejo, haciendo máscómodas las demostraciones didácticas. El paquete filtrante situado entre los cabezalesestá compuesto de un marco final y tres marcos intermedios para el lodo, y una placafiltrante final y tres placas intermedias. El filtro acepta un total de 7 hojas filtrantes de200mm x 200mm, dando una superficie filtrante nominal de 0,22m 2 y una capacidadnominal de sólidos de 1,5 litros.El lodo a filtrar es conectado mediante una manguera a la aspiración de la bomba, y labomba es conectada a una fuente de alimentación eléctrica apropiada. Una mangueraacoplada a la salida del filtro lleva el filtrado limpio a un recipiente adecuado. Elpaquete de placas ha sido diseñado para permitir el lavado de la torta al completarse elproceso de filtración. Se utiliza un manómetro, situado en la entrada del filtro, paramonitorizar el proceso de filtración como se observa en la fotografía 2.2.Fotografía 2.2.: Filtro prensa de placas o marcoswww.armfield.co.uk

Filtro de placas horizontales. El filtro de control a presión de placas múltiples constade un conjunto de placas horizontales, de forma circular y unas guías, para el drenadoalojado de una carcasa cilíndrica. Habitualmente, la presión para filtración esta limitadaa 50 psi; sin embargo existen filtros especiales para operar a presiones de 300 psi omayores.Filtros continuos a presión. Estos filtros consisten en un típico tambor de discosalojado en un recipiente sometido a presión. La filtración tiene lugar en el recipientepresurizado y el filtrado se descarga bien a presión atmosférica o en un equipo para elmantenimiento de la presión de descarga. La descarga de la torta se facilita con unaválvula doble que activa o bloquea la tolva para mantener la presión en el recipiente.Alternativamente, la torta descargada puede ser resuspendida en el filtrado e ingresar enun recipiente a presión y eliminar en una válvula de control.Filtro prensa de placas ACS. Es un separador de líquidos y sólidos a través defiltración por presión. Utiliza un método simple y confiable para lograr una altacompactación. Es capaz de comprimir y deshidratar sólidos hasta obtener del 25% al60% por peso de los lodos compactados. Tiene una capacidad que va desde 0.5 a 300pies cúbicos. Se fabrica en acero al carbón con recubrimiento de pintura epóxica de altaresistencia química o acero inoxidable. Las placas filtrantes desmontables están hechasde polipropileno, y las mallas pueden ser de tipo selladas, no selladas o membranas dealta resistencia. Cuenta con un sistema hidráulico-neumático que puede ser automático,semiautomático.Fotografía 2.5.: Esquema de funcionamiento del filtro prensa ACSwww.acsmedioambiente.com

Como funciona.El lodo líquido es bombeado a las CAMARASA) rodeadas por LONAS filtrantesB) Al bombear la presión se incrementa y fuerza al lodo a atravesar las lonas,provocando que los sólidos se acumulen y formen una PASTA secaC) El PISTOND) hidráulico empuja la PLACA de aceroE) contra las PLACAS de polietilenoF) haciendo la prensa. El CABEZALG) y el SOPORTE terminalH) son sostenidos por rieles de las BARRAS de soporteI) diseñados especialmenteEl filtrado pasa a través de las lonas y es dirigido hacia los canales de las placas yPUERTOS de drenadoJ) del cabezal para descarga. Este filtrado típicamente contendrá menos de 15 ppm(mg/l) en sólidos suspendidos. La torta es fácilmente removida haciendo retrocederel pistón neumático, relajando la presión y separando cada una de las placas, parapermitir que la pasta compactada caiga desde la cámara.1.3. Palma africanaEl aceite de palma es un alimento natural que se viene consumiendo desde hace 5.000años. Se refina sin necesidad de disolventes químicos, por lo que se reduce el riesgo decontaminación por residuos.El aceite de palma contiene iguales proporciones de ácidos grasos no saturados,conteniendo alrededor del 40% de ácido oleico (no monosaturado), 10% de ácidolinoléico (no polisaturado), 44% de ácido palmítico (saturado) y 5% de ácido esteárico(saturado). Éste aceite es una fuente natural de vitamina E, tocoferoles y tocotrienoles yel aceite de palma sin refinar también es una fuente importante de vitamina A. El aceitede palma tiene un contenido glicérido sólido alto que lo hace semisólido normalmentese usa en estado natural, sin hidrogenar.2.3.1. Subproductos de la industria extractora de aceite de palma africana

En la industria extractora de aceite de palma africana se generan varios subproductos,como palmiste, aceite crudo, raquís, aguas residuales, entre otros; los cuales tienendiferentes aplicaciones como el palmiste, que es utilizado para la producción de otrotipo de aceite; el aceite crudo es recuperado para la producción de jabones; el raquís esquemado para la producción de energía calórica, para los diferentes procesos, y lasefluentes líquidos por su gran contenido de materia orgánica, pero este teniendo pocointerés, además de tener muy poco conocimiento científico sobre los efluentes; al serfiltrados se genera una torta rica en nutrientes, aceite, proteínas, vitaminas A, E, etc.,pudiendo ser utilizada en la agricultura como abono.CAPÍTULO III:PARTE EXPERIMENTAL3.2. Procedimientos y métodos de ensayoPara el presente estudio se utilizaron varios métodos de ensayo basados enprocedimientos con estándares universales que a continuación serán descritos, ademásde realizar mediciones in situ de algunos parámetros (pH, temperatura, caudal, etc.) quefueron necesarios para la caracterización del efluente, y en caso de la medición de otrosparámetros (sólidos totales, sólidos suspendidos) se tomaron muestras que en sumayoría fueron compuestas, para su posterior análisis en el laboratorio de la plantaextractora AIQUISA, y en algunos de los casos se preservaron las muestras para seranalizadas en el laboratorio de la Universidad Internacional SEK.

3.2.1. Puntos de muestreoEl primer paso es la caracterización del efluente para saber, que tipo de efluente estamostratando, además de verificar la eficiencia de el sistema actual de tratamiento; setomaron muestras en el punto 1 (fotografía 3.1) a la entrada de los florentinos, y elpunto 2 (fotografía 3.2 y 3.3) a la salida del sistema es decir a la salida delsedimentador.Fotografía 3.1.: Punto 1 de MuestreoFotografía 3.2.: Punto 2 de Muestreo: Vista Frontal

Fotografía 3.3.: Punto 2 de Muestreo: Vista Superior3.2.2. Plan de MuestreoEn la primera fase del muestreo, luego de haber escogido los puntos de muestreo serecolectaron muestras simples cada media hora con un volumen de 250ml, y midiendo asu vez pH, temperatura, y caudal (el caudal se media en un vertedero en V de 90º)durante 5 horas al final se reunieron las 10 muestras simples tomadas en un recipienteconvirtiéndose en una muestra compuesta, para su posterior análisis en el laboratorio. Elobjetivo de este primer muestreo es la caracterización del efluente (sólidos totales ysólidos suspendidos), además de verificar la eficiencia del sistema actual de tratamientodel efluente.Una vez establecidos los puntos de muestreo en la segunda fase de muestreo, semantuvo el tiempo de recolección de 5 horas con la diferencia, que en esta fase setomaron muestras simples cada 10 minutos de 50ml; mezclándolas cada media paraformar una muestra compuesta de 150ml, manteniendo las mediciones de pH,Temperatura, caudal y finalmente obteniendo 10 muestras que fueron analizadas en ellaboratorio.En la tercera fase del muestreo se procedió a tomar muestras puntuales para realizar laspruebas de tratabilidad, en el caso de la coagulación / floculación se utilizó la prueba dejarras, para estas pruebas se tomaban muestras de 6 litros, para cada prueba.Para los ensayos de filtración se tomó una muestra de gran volumen de la queposteriormente se tomaban diferentes volúmenes de muestra dependiendo de la pruebaque se iba a realizar; esto se hizo con la finalidad de tener una concentración inicialhomogénea de sólidos totales y de sólidos suspendidos, para luego comparar lasconcentraciones después de realizar las pruebas y obtener por ejemplo el porcentaje deremoción de los sólidos.

3.1.2.1 Preservación de muestrasLa preservación de las muestras para este estudio no fue necesaria en la mayoría de losmuestreos ya que los análisis de las muestras se realizaban en el laboratorio de la Planta,pero en el caso de que las pruebas se realizaban en el laboratorio de la UniversidadInternacional SEK, se las enfriaba a 4º C aproximadamente, colocándolas en coolers, ytratando de realizar los análisis y las pruebas lo más pronto posible.Para todos los muestreos realizados se marcaron todos los recipientes, registrando fecha,hora, número, etc., para evitar posteriores confusiones.3.2. Métodos de AnálisisEn este estudio los métodos que se utilizaron fueron gravimétricos (diferencia de pesos),ya que se efectuaron análisis de sólidos totales y sólidos suspendidos.3.2.1. Análisis de Sólidos Totaleso Pesar el vaso de precipitación marcado, vacío y seco, después de haber estado enla estufa a 105 ºC.o Colocar 50ml de muestra, previa agitación.o Dejar de 24 a 48 horas en la estufa el vaso con la muestra a 105ºC para que seevapore toda el agua y obtener los sólidos secos.o Pesar el vaso más el residuo seco.La diferencia de pesos entre el vaso seco y el vaso seco más muestra es la cantidad desólidos totales en 50ml de muestra, por lo tanto se puede expresar este resultado enunidades de concentración como partes por millón (ppm o mg/L) de sólidos totales.3.2.2. Análisis de Sólidos Suspendidoso Pesar un vaso de precipitación marcado, vacío y seco, después de haber estadoen la estufa a 105 ºC.o Pesar el papel filtro.o Agitar y se filtrar 50ml de muestra (con papel filtro cualitativo).o Dejar de 24 a 48 horas en la estufa el papel filtro más los sólidos retenidos a105ºC para que se evapore toda el agua y obtener los sólidos secos.

o Pesar el papel filtro más el residuo seco.La diferencia de pesos entre el papel filtro y el papel filtro más residuo es la cantidad desólidos suspendidos en 50ml de muestra, por lo tanto se puede expresar este resultadoen unidades de concentración como partes por millón (ppm o mg/L) de sólidossuspendidos.3.2.3. Análisis de Densidado Pesar el balón vacíoo Colocar 50ml de muestra hasta la línea de aforoo Pesar el balón con la muestraLa diferencia de pesos entre el balón vacío y el balón más muestra, y esto dividido parael volumen de muestra se obtiene el valor de la densidad del efluente.3.3. Pruebas de TratabilidadSe realizaron varias pruebas de tratabilidad, tanto en el laboratorio de la UniversidadInternacional SEK como en el laboratorio de AIQUISA, las que serán descritas acontinuación:3.3.1. Pruebas de Coagulación / Floculacióno Se realizaron algunas pruebas de jarras en las que se probó varios coagulantes.inorgánicos como Sulfato de aluminio comercial Al 2 (SO4) 3 18H 2 O, Cloruro.férrico FeCl 3 6H 2 O, que son los más comunes para este tipo de pruebas.o Se utilizaron también ayudantes de coagulación o floculantes de vario tiposcomo el Almidón (polímero orgánico), Envifloc (polielectrolito aniónico), Nalco7510 (polielectrolito catiónico), y Nalco 7530 (polielectrolito no iónico).

o Los coagulantes y los ayudantes de coagulación o floculantes fueron probadosen varias dosis.o En virtud de que, la temperatura y el pH tienen gran influencia en la coagulación/ floculación, fueron ensayados variando estos parámetros; en el caso del pH seprobó con pH ácido que corresponde al valor original del efluente (4,6) y con pHbásico (9); la temperatura fue variada enfriando el efluente (20ºC) y realizandopruebas a temperatura alta (55ºC) que es la original del efluente.o También se ensayó con una dilución del efluente con diferentes proporciones yrealizando la respectiva prueba de jarras para cada dilución.o Posteriormente se variaron los tiempos de agitación rápida, lenta, y reposo.o Además, se realizaron pruebas adicionando sal común (Cloruro de sodio; NaCl)para tratar que las partículas suspendidas se carguen eléctricamente.o En todas estas pruebas se evaluó la turbidez residual después de cada pruebarealizada, utilizándose este parámetro como criterio de calidad de coagulación /floculación.3.3.2. Filtracióno Se probaron diferentes tipos de filtros como el papel filtro cualitativo,cuantitativo, fieltro, este último uno de los más comunes en los filtros prensa porsu durabilidad, costo, etc.o Se analizó el tiempo que se demoraba filtrar un volumen conocido de muestrascon cada tipo de filtro y la remoción de los sólidos suspendidos con cada uno delos tipos de filtros.

o Se realizaron pruebas de filtración por gravedad con cada uno de los tipos defiltros, tomando en cuenta el tiempo de filtración.o También se ensayaron pruebas de filtración al vacío con cada uno de los tipos defiltros, tomando en cuenta el tiempo de filtración para comparar con la filtraciónpor gravedad.o Se varió el parámetro de temperatura en los ensayos de filtración, enfriando elefluente a 20ºC además de realizar pruebas a temperatura alta de 55ºC.o Posteriormente se realizaron pruebas de filtración para obtener el tiempo desaturación del filtro en este caso se utilizó el fieltro.o Se analizó la forma más eficiente del lavado de los fieltros para su reutilización,y se analizó cual es la mejor manera de remover la torta filtrante.o Otros ensayos realizados de filtración que consistieron en filtrar el efluente enserie y en paralelo preparando unas bandejas filtrantes evaluando la eficiencia decada uno.o En todas estas pruebas se evaluó la turbidez residual después de cada pruebarealizada, utilizándose este parámetro como criterio de calidad de filtración;además se evaluó la cantidad de lodo retenido.o Finalmente se realizaron pruebas para la determinación de la densidad delefluente líquido.3.4. Datos Experimentales3.4.1. Caracterización físico - química del efluentePrimer MuestreoTabla 3.1.: Caudal, pH, temperatura a la entrada y a la salida del sistema de tratamiento

Muestreo # 1(*) Fecha: 15/01/2004Tipo de Muestra: CompuestaVolumen de Muestra: 250mlFrecuencia: 30 minutos Entrada al Sistema Salida del SistemaMuestra#Hora Caudal (L/s) pH Temperatura (ºC) pH Temperatura (ºC)1 10:30 2,6 4,53 60,3 4,57 53,92 11:00 2,4 4,51 58,0 4,54 57,33 11:30 2,2 4,49 62,1 4,56 54,84 12:00 3,1 4,68 64,4 4,55 56,55 12:30 2,6 4,62 63,7 4,61 57,76 13:00 2,8 4,53 62,7 4,62 58,97 13:30 2,2 4,53 64,0 4,66 56,48 14:30 1,9 4,59 61,2 4,67 56,39 15:00 2,0 4,78 60,1 4,63 54,710 15:30 1,9 4,57 60,3 4,68 54,3Promedio 2,4 4,58 61,7 4,61 56,1(*) Se tomaron 10 muestras simples para formar una muestra compuestaTabla 3.2.: Concentración de Sólidos totales y Sólidos suspendidos a la entrada y salidadel sistema de tratamiento.Volumen deMuestra: 100mlEntrada al SistemaSalida del SistemaParámetro Unidad M 1 M 2 M 3 Prom. M 1 M 2 M 3 Prom.SólidosTotalesmg/L 46739 46234 45953 46309 44283 43645 43948 43959SólidosSuspendidosmg/L 23863 23950 23538 23783 14313 13588 13688 13863Segundo MuestreoTabla 3.3.: Caudal, pH, temperatura a la entrada y a la salida del sistema de tratamientoMuestreo # 2(*) Fecha: 27/02/2004Tipo de Muestra: CompuestaVolumen de Muestra: 250mlFrecuencia: 30 minutos Entrada al Sistema Salida del SistemaMuestra#Hora Caudal (L/s) pH Temperatura (ºC) pH Temperatura (ºC)1 16:00 1,8 4,87 61 5,01 592 16:30 2,2 5,01 65 5,02 61

3 17:00 2,9 5,06 62 5,01 594 17:30 3,2 4,98 63 5,06 585 18:00 3,1 4,97 65 5,01 616 18:30 3,1 4,94 66 5,00 597 19:00 2,8 4,95 65 5,01 598 19:30 3,1 4,95 66 4,96 609 20:00 2,6 4,91 66 4,93 6210 20:30 2,8 4,97 65 4,95 61Promedio 2,8 4.96 64 5,00 60(*) Se tomaron 10 muestras simples para formar una muestra compuestaTabla 3.4.: Concentración de Sólidos totales y Sólidos suspendidos a la entrada y salidadel sistema de tratamiento.Volumen deEntrada al SistemaSalida del SistemaMuestra: 100 mlParámetro Unidad M 1 M 2 M 3 Prom. M 1 M 2 M 3 Prom.Sólidosmg/L 48091 62667 55003 55254 42797 45447 46279 44841TotalesSólidosmg / L 23213 19463 19813 20829 13775 14988 15550 14771SuspendidosTercer muestreoTabla 3.5.: Caudal, pH, temperatura a la entrada y a la salida del sistema de tratamientoMuestreo # 3(*) Fecha: 11/03/2004Tipo de Muestra: CompuestaVolumen de Muestra: 250mlFrecuencia: 30 minutos Entrada al Sistema Salida del SistemaMuestra#Hora Caudal (L/s) pH Temperatura (ºC) pH Temperatura (ºC)1 16:00 3,0 5,13 65 5,10 58

2 16:30 2,6 5,01 63 5,06 603 17:00 2,4 4,97 64 5,01 604 17:30 2,3 5,01 62 5,05 595 18:00 1,9 5,00 59 5,04 596 18:30 2,1 5,00 59 5,02 597 19:00 2,1 5,17 59 4,97 588 19:30 4,2 5,00 53 5,03 569 20:00 3,2 4,97 58 5,07 5310 20:30 3,2 5,01 59 5,04 55Promedio 2,7 5,03 60 5,04 58(*) Se tomaron 10 muestras simples para formar una muestra compuestaTabla 3.6.: Concentración de Sólidos totales y Sólidos suspendidos a la entrada y salidadel sistema de tratamiento.Volumen deEntrada al SistemaSalida del SistemaMuestra: 100 mlParámetro Unidad M 1 M 2 M 3 M 4 M 5 Prom. M 1 M 2 M 3 M 4 M 5 Prom.Sólidosmg / L 59426 47426 68220 44960 47926 53592 48506 58240 58273 65126 56126 57254TotalesSólidosmg / L 23862 23950 23537 ------ ------ 23783 14312 13587 13687 ------ ------ 13863SuspendidosCuarto muestreoTabla 3.7.: Caudal, pH, temperatura a la entrada y a la salida del sistema de tratamientoMuestreo # 4(*) Fecha: 25/03/2004Tipo de Muestra: CompuestaVolumen de Muestra: 50mlFrecuencia: 10 minutos Entrada al Sistema Salida del SistemaMuestra#Hora Caudal (L/s) pH Temperatura (ºC) pH Temperatura (ºC)

1 15:00 3,2 4,76 52 4,85 512 15:30 2,9 4,76 54 4,88 513 16:00 2,3 4,81 56 4,88 504 16:30 3,1 4,83 55 4,88 515 17:00 3,0 4,76 54 4,91 526 17:30 3,1 4,75 52 4,87 537 18:00 2,8 4,74 54 4,88 548 18:30 2,4 4,77 59 4,84 559 19:00 2,8 4,86 57 4,83 5410 19:30 2,6 4,82 55 4,88 54Promedio 2,8 4,79 55 4,87 53(*) Se tomaron cada 10 minutos muestras simples para formar una muestra compuesta a la media hora y asu vez se formó una muestra compuesta de 10 muestras simples.Tabla 3.8.: Concentración de Sólidos totales y Sólidos suspendidos a la entrada y salidadel sistema de tratamiento.Volumen de Muestra: 50ml Entrada al Sistema Salida del SistemaMuestra #UnidadSólidosTotalesSólidosSuspendidosSólidosTotalesSólidosSuspendidos1 mg / L 62150 40680 54840 256602 mg / L 49840 29980 46400 269203 mg / L 38000 20280 44080 253204 mg / L 56210 36060 38610 200405 mg / L 68200 46780 45970 259406 mg / L 66240 46700 51140 295007 mg / L 56740 30760 53100 309208 mg / L 45500 26940 47390 262609 mg / L 49731 25580 45670 2326010 mg / L 43470 23520 43370 23060Promedio 53608 32728 47057 256883.6. Pruebas de Tratabilidad3.6.1. Coagulación / FloculaciónTabla 3.9.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteSulfato deAluminiocomercialTemperaturadel agua55 ºC pH 4,6Volumen de 1000 ml Mezcla: rápida: 1min

muestralenta: 9 minreposo: 5 minJarra # Dosis de Coagulante (mg/L) Turbidez Residual (FTU)1 0 >> 30002 100 >> 30003 150 >> 30004 200 >> 30005 250 >> 30006 300 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de mediciónTabla 3.10.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteVolumen demuestraSulfato deAluminiocomercialTemperaturadel agua1000 ml Mezcla:55 ºC pH 9rápida: 1minlenta: 9 minreposo: 5 minJarra # Dosis de Coagulante (mg/L) Turbidez Residual (FTU)1 0 >> 30002 100 >> 30003 150 >> 30004 200 >> 30005 250 >> 30006 300 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de mediciónTabla 3.11.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteVolumen demuestraSulfato deAluminiocomercialTemperaturadel agua1000 ml Mezcla:21 ºC pH 4,6rápida: 1minlenta: 9 minreposo: 5 minJarra # Dosis de Coagulante (mg/L) Turbidez Residual (FTU)1 0 >> 30002 100 >> 30003 150 >> 3000

4 200 >> 30005 250 >> 30006 300 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de mediciónTabla 3.12.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteSulfato deAluminiocomercialTemperaturadel agua21 ºC pH 9Volumen demuestra1000 ml Mezcla:rápida: 1minlenta: 9 minreposo: 5 minJarra # Dosis de Coagulante (mg/L) Turbidez Residual (FTU)1 0 >> 30002 100 >> 30003 150 >> 30004 200 >> 30005 250 >> 30006 300 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de mediciónTabla 3.13.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteVolumen demuestraCloruro FérricoTemperaturadel agua1000 ml Mezcla:55 ºC pH 4,6rápida: 1minlenta: 9 minreposo: 5 minJarra # Dosis de Coagulante (mg/L) Turbidez Residual (FTU)1 0 >> 30002 100 >> 30003 150 >> 30004 200 >> 30005 250 >> 30006 300 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de mediciónTabla 3.14.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteVolumen demuestraCloruro FérricoTemperaturadel agua1000 ml Mezcla:55 ºC pH 9rápida: 1minlenta: 9 minreposo: 5 minJarra # Dosis de Coagulante (mg/L) Turbidez Residual (FTU)1 0 >> 30002 100 >> 30003 150 >> 3000

4 200 >> 30005 250 >> 30006 300 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de mediciónTabla 3.15.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteVolumen demuestraCloruro FérricoTemperaturadel agua1000 ml Mezcla:21 ºC pH 4,6rápida: 1minlenta: 9 minreposo: 5 minJarra # Dosis de Coagulante (mg/L) Turbidez Residual (FTU)1 0 >> 30002 100 >> 30003 150 >> 30004 200 >> 30005 250 >> 30006 300 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de mediciónTabla 3.16.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteVolumen demuestraCloruro FérricoTemperaturadel agua1000 ml Mezcla:21 ºC pH 9rápida: 1minlenta: 9 minreposo: 5 minJarra # Dosis de Coagulante (mg/L) Turbidez Residual (FTU)1 0 >> 30002 100 >> 30003 150 >> 30004 200 >> 30005 250 >> 30006 300 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de mediciónTabla 3.17.: Ensayo de Coagulación del efluente previa dilución del efluentecon agua del río (1:3).CoagulanteVolumen demuestraPolielectrolitono-iónico(poliacrilamida)Nalco 7530Temperaturadel agua1000 ml Mezcla:55 ºC pH 4,6rápida: 1minlenta: 9 min

eposo: 5 minJarra # Dosis (mg/L) Turbidez Residual (FTU)1 50 15272 100 8693 150 5974 200 6165 250 2446 300 213Tabla 3.18.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteVolumen demuestraPolielectrolitono-iónico(poliacrilamida)Nalco 7530Temperaturadel agua1000 ml Mezcla:55 ºC pH 4,6rápida: 1minlenta: 9 minreposo: 5 minJarra # Dosis (mg/L) Turbidez Residual (FTU)1 0 >> 30002 100 >> 30003 150 >> 30004 200 >> 30005 250 >> 30006 300 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de mediciónTabla 3.19.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteVolumen demuestraPolielectrolitono-iónico(poliacrilamida)Nalco 7530Temperaturadel agua1000 ml Mezcla:55 ºC pH 9rápida: 1minlenta: 9 minreposo: 5 minJarra # Dosis (mg/L) Turbidez Residual (FTU)1 0 >> 30002 100 >> 3000

3 150 >> 30004 200 >> 30005 250 >> 30006 300 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de mediciónTabla 3.20.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteVolumen demuestraPolielectrolitono-iónico(poliacrilamida)Nalco 7530Temperaturadel agua1000 ml Mezcla:21 ºC pH 4,6rápida: 1minlenta: 9 minreposo: 5 minJarra # Dosis (mg/L) Turbidez Residual (FTU)1 0 >> 30002 100 >> 30003 150 >> 30004 200 >> 30005 250 >> 30006 300 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de mediciónTabla 3.21.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteVolumen demuestraPolielectrolitono-iónico(poliacrilamida)Nalco 7530Temperaturadel agua1000 ml Mezcla:21 ºC pH 9rápida: 1minlenta: 9 minreposo: 5 minJarra # Dosis (mg/L) Turbidez Residual (FTU)

1 0 >> 30002 100 >> 30003 150 >> 30004 200 >> 30005 250 >> 30006 300 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de mediciónTabla 3.22.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteVolumende muestraSulfato deAluminiocomercialAyudantedeCoagulaciónPolielectrolito noiónico(poliacrilamida)Nalco 7530Temperaturadel agua1000 ml Mezcla:55 ºC pH 4,6rápida: 1minlenta: 9 minreposo: 5 minJarra # Dosis de Coagulante (mg/L) Dosis de Ayudante (mg/L) Turbidez Residual (FTU)1 0 0 >> 30002 50 180 >> 30003 100 180 >> 30004 150 180 >> 30005 200 180 >> 30006 300 180 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de mediciónTabla 3.23.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteVolumen demuestraSulfatodeAluminiocomercialAyudantedeCoagulaciónPolielectrolitono-iónico(poliacrilamida)Nalco 7530Temperaturadel agua1000 ml Mezcla:55 ºC pH 4,6rápida: 1minlenta: 9 minreposo: 5 minJarra # Dosis de Coagulante (mg/L) Dosis de Ayudante (mg/L) Turbidez Residual (FTU)1 0 0 >> 3000

2 150 180 >> 30003 150 260 >> 30004 150 340 >> 30005 150 420 >> 30006 150 500 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de mediciónTabla 3.24.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteVolumen demuestraSulfatodeAluminiocomercialAyudantedeCoagulaciónPolielectrolitono-iónico(poliacrilamida)Nalco 7530Temperaturadel agua1000 ml Mezcla:21 ºC pH 4,6rápida: 1minlenta: 9 minreposo: 5 minJarra # Dosis de Coagulante (mg/L) Dosis de Ayudante (mg/L) Turbidez Residual (FTU)1 0 0 >> 30002 50 180 >> 30003 100 180 >> 30004 150 180 >> 30005 200 180 >> 30006 300 180 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de mediciónTabla 3.25.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteVolumen demuestraSulfatodeAluminiocomercialAyudantedeCoagulaciónPolielectrolitono-iónico(poliacrilamida)Nalco 7530Temperaturadel agua1000 ml Mezcla:21 ºC pH 4,6rápida: 1minlenta: 9 minreposo: 5 minJarra # Dosis de Coagulante (mg/L) Dosis de Ayudante(mg/L) Turbidez Residual (FTU)

1 0 0 >> 30002 150 180 >> 30003 150 260 >> 30004 150 340 >> 30005 150 420 >> 30006 150 500 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de mediciónTabla 3.26.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteVolumen demuestraSulfatodeAluminiocomercialAyudantedeCoagulaciónPolielectrolitono-iónico(poliacrilamida)Nalco 7530Temperaturadel agua1000 ml Mezcla:55 ºC pH 9rápida: 1minlenta: 9 minreposo: 5 minJarra # Dosis de Coagulante (mg/L) Dosis de Ayudante(mg/L) Turbidez Residual (FTU)1 0 0 >> 30002 50 180 >> 30003 100 180 >> 30004 150 180 >> 30005 200 180 >> 30006 300 180 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de mediciónTabla 3.27.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteVolumen demuestraSulfatodeAluminiocomercialAyudantedeCoagulaciónPolielectrolitono-iónico(poliacrilamida)Nalco 7530Temperaturadel agua1000 ml Mezcla:55 ºC pH 9rápida: 1minlenta: 9 minreposo: 5 min

Jarra # Dosis de Coagulante (mg/L) Dosis de Ayudante (mg/L) Turbidez Residual (FTU)1 0 0 >> 30002 150 180 >> 30003 150 260 >> 30004 150 340 >> 30005 150 420 >> 30006 150 500 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de mediciónTabla 3.28.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteVolumen demuestraSulfatodeAluminiocomercialAyudantedeCoagulaciónPolielectrolitono-iónico(poliacrilamida)Nalco 7530Temperaturadel agua1000 ml Mezcla:21 ºC pH 9rápida: 1minlenta: 9 minreposo: 5 minJarra # Dosis de Coagulante (mg/L) Dosis de Ayudante (mg/L) Turbidez Residual (FTU)1 0 0 >> 30002 50 180 >> 30003 100 180 >> 30004 150 180 >> 30005 200 180 >> 30006 300 180 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de mediciónTabla 3.29.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteVolumen demuestraSulfatodeAluminiocomercialAyudantedeCoagulaciónPolielectrolitono-iónico(poliacrilamida)Nalco 7530Temperaturadel agua1000 ml Mezcla:21 ºC pH 9rápida: 1minlenta: 9 min

eposo: 5 minJarra # Dosis de Coagulante (mg/L) Dosis de Ayudante (mg/L) Turbidez Residual (FTU)1 0 0 >> 30002 150 180 >> 30003 150 260 >> 30004 150 340 >> 30005 150 420 >> 30006 150 500 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de mediciónTabla 3.30.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteVolumen demuestraSulfato deAluminiocomercialCloruro deSodio (Sal)Temperaturadel agua1000 ml Mezcla:21 ºC pH 4,6rápida: 1minlenta: 9 minreposo: 5 minJarra # Dosis de Coagulante (mg/L) Dosis Sal (mg/L) Turbidez Residual (FTU)1 0 0 >> 30002 150 5000 >> 30003 150 5000 >> 30004 150 5000 >> 30005 150 5000 >> 30006 150 5000 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de mediciónTabla 3.31.: Ensayo de Coagulación del efluenteCoagulanteVolumen demuestraSulfato deAluminiocomercialCloruro deSodio (Sal)Temperaturadel agua1000 ml Mezcla:21 ºC pH 4,6rápida: 1minlenta: 9 min

eposo: 5 minJarra # Dosis de Coagulante (mg/L) Dosis de Sal (mg/L) Turbidez Residual (FTU)1 0 0 >> 30002 150 10000 >> 30003 150 10000 >> 30004 150 10000 >> 30005 150 10000 >> 30006 150 10000 >> 3000(*) >>: Sobre el rango máximo de medición3.5.2. FiltraciónTabla 3.32.: Ensayo de Filtración por gravedadTipo de FiltroVolumen demuestraTemperaturaCuantitativodel aguaTiempo de50 mlFiltraciónTurbidez Residual del filtrado(FTU)Filtro #1 8942 5223 59621 ºC pH 4,6> 1 díaTamaño deporoPromedio6712,5 µmTabla 3.33.: Ensayo de Filtración por gravedadTipo de FiltroVolumen demuestraTemperaturaCualitativodel aguaTiempo de50 mlFiltraciónTurbidez Residual del filtrado(FTU)Filtro #1 20752 21423 155721 ºC pH 4,61 horaTamaño deporoPromedio192525 µmTabla 3.34.: Ensayo de Filtración por gravedadTipo de FiltroFieltroTemperaturadel agua21 ºC pH 4,6Volumen demuestra50 mlTiempo deFiltración15 minTamaño deporo≈ 50 µm (*)

Turbidez Residual del filtradoFiltro #(FTU)1 33642 37793 4052(*) ≈ 50 µm: Valor aproximado del tamaño de poroPromedio3732Tabla 3.35.: Ensayo de Filtración al vacío Laboratorio UISEKTipo de FiltroVolumen demuestraTemperaturaFieltrodel aguaTiempo de50 mlFiltraciónTurbidez Residual del filtrado(FTU)Filtro #1 35762 34553 3048(*) ≈ 50 µm: Valor aproximado del tamaño de poro21 ºC pH 4,610 minTamaño deporoPromedio3360≈50 µm (*)Tabla 3.36.: Ensayo de Filtración en serie y paralelo utilizando fieltro como mediofiltrante en el laboratorio AIQUISA S.A.Volumendemuestra240 ml Temperaturadel aguaTipo de Filtro55ºC pH 4.6FieltroTipo de ensayoSólidos SuspendidosOriginales(mg/L)SólidosSuspendidosRetenidos(mg/L)Serie 35596 32813Paralelo 35596 33171(*) Valores promedioTabla 3.37.: Ensayo de filtración utilizando fieltro como medio filtrante en ellaboratorio AIQUISA S.A.Sólidos TotalesVolumen de3845250 mlOriginales (mg/L)muestraSólidos 29556 Temperatura 55ºC

Suspendidosdel AguaOriginales (mg/L)# fieltroSólidos SuspendidosRetenidos (mg/L)Promedio1 25306 253062 25484 254843 26430 264304 25482 254825 26022 260226 26056 260567 26614 266148 25784 257849 26696 2669610 19990 1779111 21356 1922012 22698 19966Tabla 3.38.: Ensayo de filtración utilizando fieltro como medio filtrante en ellaboratorio UISEK.Porcentaje de remoción Sólidos# de EnsayoSuspendidos (%)1 862 863 894 865 886 887 908 879 9010 8911 9012 88Promedio 883.7. Cálculos y Resultados3.7.1. Cálculo de Caudal

Q = 1.34 x (0.083) 2.48 Q = 0.0028m 3 /sPara el cálculo del caudal se utiliza la fórmula descrita a continuación y, el único datoque se necesario es la altura de la vena de agua en el vertedero triangular de 90º, el cualfue registrado en todos los muestreos y en cada muestra simple que se tomaba.La formula de cálculo del caudal en un vertedero triangular de 90º es la siguiente:Ecuación 3.6.1.1.Q = 1.34 x H 2.48Hernández, A. 2da edición (2000). Manual de Diseño de Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales.España Rugarte, S.L.Donde:Q = es el caudal del efluente en metros cúbicos por segundoH = es la altura de la vena de agua sobre el vertedero de 90º en metrosSi la altura de la vena de agua sobre el vertedero es de 0.09 metrosQ = 0.0028m 3 /s x (1000L/1m 3 )Q = 2.8 L/s3.6.2. Cálculo de la concentración de Sólidos TotalesEste cálculo se realiza por diferencia de pesos, inicialmente se registra el peso del vasode precipitación vacío y posteriormente se obtiene el peso del vaso de precipitación másel residuo; se resta el segundo valor menos el primer valor y se obtiene la cantidad desólidos totales contenidos en la muestra analizada:P ST = P (V + M) – P (V)Donde:P ST = Peso de los sólidos totales en gramos

P (V + M) = Peso del vaso de precipitación más residuo seco en gramosP (V) = Peso del vaso de precipitación en gramosPor lo tanto si:P (V + M) = 106.1883gP (V) = 99.1774gEntonces realizando la operación:P ST = 7.0109gPara obtener la concentración de sólidos totales en el efluente hay que transformar estepeso a mg/l ó ppm, primero se transforma los gramos a miligramos:P ST = 7.0109g x (1000mg / 1g) = 7010.9mgSi se tomaron 150ml de muestra entonces por cada 150ml de efluente hay 7010.9mg desólidos totales y se transforma los mililitros de muestra a litros:C ST = (P ST / V M ) x (1000ml / 1L)Donde:V M = Volumen de la muestra en mililitrosppmC ST = Concentración de Sólidos Totales del Efluente ahora esta en mg/L óRealizando las operaciones, se obtiene la concentración de sólidos totales en elefluente:C ST = 46739.33 mg/L ó ppm

3.6.3. Cálculo de la concentración de Sólidos SuspendidosEste cálculo se realiza también por diferencia de pesos; inicialmente se registra el pesodel papel filtro y posteriormente se obtiene el peso del papel filtro más el filtrado(sólidos retenidos en el filtro); se resta el segundo valor menos el primer valor y seobtiene la cantidad de sólidos suspendidos contenidos en la muestra analizada:P SS = P (P + M) – P (P)Donde:P SS = Peso de los sólidos suspendidos en gramosP (P + M) = Peso del papel filtro más residuo seco en gramosP (P) = Peso del papel filtro en gramosPor lo tanto si:P (P + M) = 2.342gP (P) = 0.843gEntonces realizando la operación:P SS = 1.499gPara obtener la concentración de sólidos suspendidos en el efluente hay que transformareste peso a mg/l ó ppm, primero se transforma los gramos a miligramos:P ST = 1.499g x (1000mg / 1g) = 1499mgSi se tomaron 50ml de muestra entonces por cada 50ml de efluente hay 1499mg desólidos totales y se transforma los mililitros de muestra a litros:C ST = (P SS / V M ) x (1000ml / 1L)

Donde:V M = Volumen de la muestra en mililitrosó ppmC SS = Concentración de Sólidos Suspendidos del efluente ahora esta en mg/LRealizando las operaciones, se obtiene la concentración de sólidos suspendidos en elefluente es de:C SS = 29980 mg/L ó ppm3.6.4. Cálculo del porcentaje Sólidos SuspendidosPara este cálculo se debe restar la concentración de sólidos totales o de sólidossuspendidos después de haber pasado por el filtro (concentración final) y laconcentración original de sólidos totales o de sólidos suspendidos.Ejemplo se tiene los siguientes datos:C SSo = 35596mg/LC SSf = 32813mg/L (ver tabla 3.36)%SS Retenidos = (C SSf x 100%) / C SSoDonde:%SS Retenidos = Porcentaje de sólidos totales después de haber pasado el sistema defiltración expresado en % (porcentaje)C SSo = Concentración de sólidos totales original contenidos en el efluente en mg/LC SSf = Concentración de sólidos totales retenidos en el filtro en mg/LRealizando la operación:%SS Retenidos = 92% (ver tabla 3.37.)

3.6.5. Cálculo de la densidadPara este cálculo se debe restar el peso del balón vacío menos el peso del balón másmuestra y dividir para el volumen de muestraSi se tiene los siguientes datos:P B = 32.6579mg/LP( B + M ) = 83.5320mg/LV = 50mlδ = (P (V + M) - P V ) / VDonde:δ = DensidadP B = Peso del balón vacío en mg/LP( B + M ) = Peso de balón más muestra mg/LV = Volumen de muestra en mlRealizando la operación:δ = 1.02g/ml3.6.6. Cálculo de la reducción de la carga contaminante de sólidos suspendidosLa reducción de la carga contaminante de sólidos suspendidos que llegará a las lagunasde oxidación una vez que se implemente el sistema de filtración es: (ver tabla )Datos:Q = 2.8 L/segC SS = 27504 mg/L

t op = 24 horas% remoción = 88Donde:Q es caudal en L/segC SS es concentración de sólidos suspendidos en mg/Lt op es el tiempo de operación en horas% remoción es la remoción de los sólidos suspendidos después del filtrado expresadoen porcentaje.1. Carga contaminante sin tratamiento (filtración) por díaEcuación 3.6.6.1.K C = Q x C SSwww.acsmedioambiente.comDonde:K C es la carga contaminanteReemplazando los valores:K C = 2.8 L/seg x 27504 mg/LK C = 77011 mg/segRealizando la conversión de unidades:K C = 77011 mg/L x (1 Kg/1x10 6 mg) x (3600seg/1hora) x (24 horas/1día)K C = 6654 Kg / día (sólidos suspendidos)2. Carga contaminante con tratamiento (filtración) por díaEcuación 3.6.6.2.K CC = Q x C SSwww.acsmedioambiente.comDonde:K CC es la carga contaminante27504 mg/L x 0.88 = 24204 mg/L

27504 – 24204 = 3300 mg/LK CC = 2.8 L/seg x 3300 mg/LK CC = 9240 mg/segRealizando la conversión de unidades:K CC = 9240 mg/seg x (1Kg/1x10 6 mg) x (3600seg/1hora) x (24horas/1día)K CC = 798 Kg / día (sólidos suspendidos)Cantidad de “torta” obtenida en el proceso de filtración por díaT = K C x % de remociónDonde:T es la cantidad de torta obtenida por díaReemplazando valores:T = 6654 Kg (sólidos suspendidos) x 0.88T = 5855 Kg (sólidos suspendidos) o torta / día3.6.7. Cálculos para la selección del filtro prensaa) Volumen de lodo por ciclo (V L ) (8 horas)Q = 10080 L/h (valor promedio ver tabla 3.7.)V L = 10080 L/h x 1 galón/3.785 L x 8 Horas/1 cicloV L = 21305 galones/ciclob) Contenido de sólidos en el lodo (C) (fracción en peso)C = 27504mg/L (valor promedio ver tabla #)C = 27504mg/L / 1x10 4C = 2.75 % (peso)c) Peso del agua (P) en libras en 1 galón de lododensidad del lodo = 1.02 g/cm 3L = 1cm 3 / (3785 cm 3 x 1.02 g)

Donde:L = 38670.7 g (lodo)L es los gramos de lodo en el efluente líquidoS = (3860.7 g (lodo) x 2.75%) / 100%S = 106.2 g (sólidos)Donde:S es los gramos de sólidosP = 3860.7 g (lodo) – 106.2 g (sólidos)P = 3754.5 g (agua)P = 8.27 lb (agua)d) Peso del lodo (P L ) en libras por pie 3De acuerdo a la densidad del lodo:P L = (27544 cm 3 x 1.20 g) / 1 cm 3P L = 28095 g (lodo)P L = 61 lb (lodo)‣ La ecuación proporcionada por el fabricante ACS para calcular el tamaño delfiltro prensa es:T FP = (V L x C x P ) / P LT FP = (21305 galones/ciclo x 0.0275 x 8.27 lb/galón) / 61 lb/pie 3T FP = 78.3 pies 3

‣ De la siguiente tabla proporcionada por el fabricante ACS seleccionamos lacapacidad (filtro prensa) pies 3 : 80 pies 3Capacidad ft 3 0.5 0.6 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 10.0 15.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 80.0 100.0 150.0 200.0AA Area ft 2 10 14 21 35 42 67 88Cámaras 3 4 6 9 13 19 25 Solo cierre manual Peso de embarque 720 + 20 lbs por placaLargo (L) 50 52 59 68 74 89 104A Area ft 2 19 32 44 64 89 108 223Cámaras 3 5 7 10 14 17 35 Peso de embarque 1,610 + 30 lbs por placaLargo (L) 81 85 90 97 106 113 155B Area ft 2 40 60 80 100 200 300 400Cámaras 4 6 8 11 21 32 43 Peso de embarque 3,150 + 50 lbs por placaLargo (L) 89 94 99 104 129 154 180C Area ft 2 300 400 600Cámaras Peso de embarque 6,500 + 95 lbs por placa 20 27 41Largo (L) 136 154 187D Area ft 2 413 730 820 1000 1460 1640 2040Cámaras Peso de embarque 9,800 + 110 lbs por placa 17 25 34 42 50 67 84Largo (L) 121 143 168 191 213 260 307E Area ft 2 1047 1260 1690 2090 3170Cámaras Peso de embarque 11,500 + 150 lbs por placa 34 41 55 68 103Largo (L) 189 206 238 275 360F Area ft 2 1640 2110 3166 4220Cámaras Peso de embarque 13,200 + 210 lbs por placa Tamaño Optimo 41 52 78 104Largo (L) 217 246 315 384Tabla 3.6.7.1.: Tabla de capacidad – área –longitud filtro prensa ACSwww.acsmedioambiente.comA continuación se escoge la opción: DArea filtrante: 1640 pies 2Número de cámaras: 67Largo de la prensa: 260 pulFotografía 3.1.: Filtro prensa de placas ACSwww.acsmedioambiente.com

Fotografía 3.2.: Esquema de funcionamiento del filtro prensa ACSwww.acsmedioambiente.com

3.7. ResultadosA continuación se presenta los siguientes gráficos que ayudan a visualizar de unamanera más fácil los datos experimentales de los muestreos y las pruebas de tratabilidadrealizadas durante todo el estudio.3.7.1. Resultados de la caracterización físico – química del efluenteGráfico 3.1.: El Caudal registrado en el primer muestreo durante un período de 5 horasde descarga del efluente (ver tabla 3.1).Caudal (L/s)3,53,02,52,01,51,00,50,010:3011:0011:3012:0012:3013:0013:3014:3015:0015:30HoraGráfico 3.2.: El Caudal registrado en el segundo muestreo durante un período de 5horas de descarga del efluente (ver tabla 3.3).Caudal (l/s)3,53,02,52,01,51,00,50,016:0016:3017:0017:3018:0018:3019:0019:3020:0020:30Hora

Gráfico 3.3.: El Caudal registrado en el tercer muestreo durante un período de 5 horasde descarga del efluente (ver tabla 3.5).5,0Caudal (L/s)4,03,02,01,00,016:0016:3017:0017:3018:0018:3019:0019:3020:0020:30HoraGráfico 3.4.: El Caudal registrado en el cuarto muestreo durante un período de 5 horasde descarga del efluente (ver tabla 3.7).Caudal (L/s)3,53,02,52,01,51,00,50,015:0015:3016:0016:3017:0017:3018:0018:3019:0019:30Hora

Gráfico 3.5.: Comparación entre el promedio de la concentración de Sólidos Totales(ST) a la entrada y la salida del sistema durante los cuatro muestreos (ver tabla 3.2, 3.4,3.6 y 3.8).Concentración de ST (mg/L)7000060000500004000030000200001000001 2 3 4# de MuestreoST entradaST salidaGráfico 3.6.: Comparación entre el promedio de la concentración de SólidosSuspendidos (SS) a la entrada y la salida del sistema durante los cuatro muestreos (vertabla 3.2, 3.4, 3.6, 3.8).Concentración de SS (mg/L)350003000025000200001500010000500001 2 3 4# de MuestreoSS entrada SS salida

Grafico 3.7.: Sólidos Suspendidos retenidos en el Ensayo de filtración en serie yparalelo utilizando fieltro.36000Sólidos Suspendidos (mg/L)350003400033000320003100030000Original Serie ParaleloGrafico 3.8.: Porcentaje de remoción de Sólidos Suspendidos en el fieltro (filtraciónpor gravedad)% remoción sólidos suspendidos919089888786850 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12# Ensayo% de remoción Sólidos Suspendidos

CAPÍTULO IV:DISCUSIÓN• Los muestreos de esta investigación se realizaron durante la época lluviosa enlos meses de enero a mayo del 2004, observando que existe influencia directa dela lluvia sobre el caudal de descarga del efluente, ya que el promedio es de2.8 L/s y cuando llovía existía un significativo incremento del mismo a 4.2 L/s,lo cual debe ser tomado en cuenta para la implementación del sistema detratamiento y también existe una disminución en las concentraciones de sólidostotales y sólidos suspendidos.• La temperatura del efluente es alta con un promedio de entrada al sistema de60ºC y un promedio de salida de 57ºC, apreciándose que por condiciones detemperatura ambiental y por el tiempo bajo de retención del sistema casi no seproduce enfriamiento del efluente, permaneciendo casi constante la temperaturaa la entrada como a la salida del sistema.• Al igual que la temperatura el pH permanece relativamente constante tanto a laentrada como a la salida del sistema, el pH promedio es ácido (4.8) ya que elefluente esta constituido por ácidos grasos. Se ha tomado en cuenta este datopara el escoger los materiales a ser usados en el filtro prensa, dato contempladoal realizar las pruebas de tratabilidad como coagulación/floculación.• El porcentaje de remoción de sólidos totales y sólidos suspendidos es bastantebajo (13 % y 22 % respectivamente) con el sistema actual, debido a que eltiempo de retención no es suficiente.• Debido a la falta de mantenimiento del sistema como se puede observar en eltercer muestreo (tabla 3.6.), existe una mayor concentración de sólidos totales ala salida que a la entrada del sistema, ya que el desarenador y el sedimentadorestán colmatados de sólidos, ocasionando una disminución del volumen y por lotanto disminuye el tiempo de retención.

• Como podemos apreciar en las tablas (3.2., 3.4., 3.6. y 3.8.) la concentración desólidos totales, al igual que la concentración de sólidos suspendidos es bastantealta dificultando la coagulación / floculación.• En los ensayos realizados de coagulación / floculación se probó en primerainstancia, el sulfato de aluminio sin obtener ningún resultado positivo, a pesar dehaber variado pH, temperatura, y las concentraciones del Coagulante,observando que definitivamente no funciona.• Otro coagulante probado fue el cloruro férrico, al igual que el anterior se variopH, temperatura, y la concentración, pero no se obtuvo ningún resultado esdecir, no se observó la formación de flóculos.• Se probaron varios tipos de ayudantes de coagulación o floculantes comopolímeros orgánicos, polielectrolitos aniónicos, polielectrolitos catiónicos, ypolielectrolitos no – iónicos; observando que con el polielectrolito no – iónico(Nalco 7530) si produjo la formación de flóculos. pero no sedimentaban debidoa la falta de peso de los mismos.• Además se observó que, en primera instancia, se formaban flóculos de mayortamaño, es decir al comienzo de la agitación rápida, pero con el transcurso deltiempo y en la agitación lenta los flóculos que se habían formado tenían menortamaño y al momento del reposo ya no sedimentaban, observando que losflóculos disminuían de tamaño se decidió cambiar los tiempos de agitación,llegando al punto de eliminar la agitación lenta y solamente se realizó la pruebade jarras, con agitación rápida y reposo; pero en este caso, la sedimentación delos flóculos era demasiado lenta, siendo poco práctico, debido a que el tiempo deretención sería elevado necesitándose un sedimentador grande.• Se añadió cloruro de sodio (sal común), tratando de darles carga a las partículasutilizando sulfato de aluminio como coagulante, del mismo modo se realizaronlas pruebas de jarras correspondientes, sin obtener ningún resultado positivo.

• Durante las pruebas de filtración se decidió comprobar la calidad del filtradomidiendo la turbidez residual, además cual de los filtros retenía más sólidos, enel menor tiempo.• El filtro cuantitativo con un tamaño de poro de 2.5µm es el que más sólidosretiene pero es de más de un día el tiempo requerido, lo cual no es práctico.• Con el filtro cualitativo con un tamaño de poro de 25µm el tiempo de filtraciónera de una hora para un mismo volumen de muestra, obviamente se retienemenos sólidos aumentando el valor de la turbidez residual.• Finalmente se utilizó como filtro el “fieltro” el cual remueve una cantidadapreciable de sólidos en un tiempo de 15 minutos, lo cual es aceptable.• Debido a que se desea disminuir la carga orgánica que llega a las lagunas deoxidación el fieltro es la mejor opción aún cuando el efluente mantiene unamenor concentración de sólidos suspendidos removiéndose el 88% para que ladegradación en las lagunas de oxidación sea más eficiente.• Se probó también la filtración al vacío pero se presentó la limitación de que labomba utilizada en el laboratorio de la Universidad SEK para este tipo depruebas no tiene la suficiente potencia, ocasionando que no se pueda probar lafiltración al vacío con los tres tipos de filtros. Sin embargo en el ensayo que sepudo completar no se observó mayor influencia del sistema de filtración al vacíoen comparación al de gravedad y que de efectuarse la filtración al vacío serequeriría de una bomba con mayor potencia elevando los costos de operación.• Debido a la limitación anteriormente descrita solo se realizó pruebas defiltración al vacío con el fieltro, el tiempo de filtrado disminuyó a 10 minutos delos 15 minutos registrados en la filtración por gravedad, y la turbidez residualdisminuyó muy poco, comprobándose que no amerita el uso de vacío.

• Se experimentó dos opciones de filtración en serie y en paralelo utilizando comomedio filtrante el fieltro, para observar la eficiencia de los dos sistemas sinobservar mayor alteración en la remoción.

CAPÍTULO V:CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES5.1. Conclusiones• El sistema actual de remoción de los sólidos suspendidos de la planta extractorade aceite de palma africana AIQUISA, previo a la degradación de la materiaorgánica en las lagunas de oxidación es ineficiente por su tamaño, ocasionandoque la remoción de los sólidos sea demasiado baja y a su vez la carga orgánicaque llega a las lagunas de oxidación sea alta para la capacidad que tiene.• La materia prima de la extracción de aceite, es la fruta proveniente de la palmaafricana, por consiguiente los sólidos suspendidos existentes en los efluenteslíquidos son de carácter orgánico, los cuales aportan a elevar los valores de laDBO 5 .• El circuito de agua lluvia esta conectado al sistema de aguas de proceso, por esoexiste un incremento del caudal cuando llueve.• En el sistema de tratamiento se ha quedado pequeño con respecto a laproducción actual de la planta, ya que estaba diseñado para un menor caudaldisminuyendo su eficiencia, necesitándose la implementación de un nuevotratamiento para mejorar el efluente y aumentar la eficiencia de las lagunas deoxidación.• De acuerdo a las pruebas de tratabilidad realizadas, coagulación / floculaciónno es adecuado para tratar este efluente, ya que las partículas en suspensión nose aglomeran para formar flóculos y sedimenten rápidamente, esto se debe a laausencia de carga eléctrica de estas partículas en suspensión y a la gran cantidadde las mismas en el efluente, en consecuencia la coagulación / floculación no sepueda poner en práctica para estas aguas.

• La filtración es una buena opción para remover los sólidos suspendidos, ya quees un tratamiento con una operación bastante simple, con la filtración se obtieneun efluente clarificado facilitando la degradación de la materia orgánica residualen las lagunas de oxidación.• Los lodos recuperados en la filtración tienen un uso agrícola por su altocontenido de nutrientes, por lo tanto se podría vender este lodo para amortizar lainversión y hacer que la filtración sea una actividad auto sustentable.• Al implementar un tratamiento de remoción de los sólidos suspendidos se estaradisminuyendo la carga orgánica que actualmente se esta enviando al cuerpo deagua más cercano, disminuyendo así el impacto ambiental ocasionado por estaactividad industrial.• La filtración en serie y en paralelo tienen casi tienen la misma eficiencia deremoción de sólidos suspendidos por lo tanto la filtración en serie (ej: filtroprensa) por ser económicamente más rentable y menos complicado.• Tanto la filtración por gravedad como la filtración al vacío arrojan resultadosparecidos de turbidez residual y tiempo de filtración, por lo que en este caso esmás apropiado la filtración por gravedad ya que no se esta ocupando energía.• El porcentaje de remoción promedio para los sólidos suspendidos, obtenido en elpresente trabajo mediante filtración a través de un “fieltro” es de 88% con unmáximo de 90%.• Con la remoción de sólidos suspendidos conseguida a través de la filtración, lacarga contaminante orgánica se reduce a 798 Kg/día, facilitando enormemente eltrabajo de las lagunas de oxidación.• La cantidad de “torta” obtenida después del proceso de filtración esta en el ordende 5.8 TON/día.

5.2. Recomendaciones• Se debe dar más atención a los tratamientos existentes en la planta y en general ala parte ambiental que en la actualidad presenta problemas.• Se debe dar un mantenimiento periódico al sistema actual de tratamiento,mínimo una vez por mes para qué no se colmate de sólidos el sedimentador y eldesarenador evitando así disminución del volumen y el tiempo de retención.• Todo el personal encargado del mantenimiento del sistema debe estar provistode equipo de seguridad industrial y en general esta regla debe aplicarse a losobreros de la planta.• Implementando el sistema de tratamiento sugerido: filtro prensa, se debe dar unmantenimiento periódico al filtro para que tenga la misma eficiencia a lo largodel tiempo.• Se debe planificar correctamente la actividad de filtración en todas las etapas,para obtener el resultado deseado.• Debido a la gran cantidad de lodo retenido se debe verificar los usos del mismo,para su posterior comercialización y que no se convierta en un subproducto mássin uso es decir un residuo, por lo que se recomienda el compostaje de donde seobtiene compost que es un nutriente para el suelo mejorando la estructura yayudando a reducir la erosión además de aumentar la absorción de agua ynutrientes por parte de las plantas.• Se recomienda separar las aguas lluvias de las aguas residuales para evitar quese contaminen además de no tener un aumento de caudal a ser tratado.

CAPÍTULO VIBIBLIOGRAFÍA1. Base de datos: Aiquisa, 20032. Clair N. Sawyer, Perry L. McCarty, Gene F. Parkin, 4ta edición (2001). Químicapara la Ingeniería Ambiental. Bogotá-Colombia: MacGraww-Hill.3. Correal, R. 1era edición (2002). Tratamiento y Postratamiento de Aguas Residuales,Boyacá-Colombia: Uniboyacá.4. Glynn y Gary. 2da edición (1999). Ingeniería Ambiental, México: Prentice Hall.5. Hernández, A. 2da edición (2000). Manual de Diseño de Estaciones Depuradoras deAguas Residuales. España Rugarte, S.L.6. Kiel, G. (1999). Ingeniería Ambiental. Fundamentos, Entornos, Tecnologías ySistemas de Gestión. Volúmenes I, II y III. Madrid-España. McGraw-Hill.7. Metcalf, E. 2da edición (1986). Ingeniería Sanitaria. Tratamiento, Evaluación yReutilización de las Aguas Residuales. España: Editorial Labor S.A.8. Perry, R y Green, D. 7ma edición (2001). Manual del Ingeniero Químico. Vol III.Madrid-España: McGraw-Hill.9. Romero, J. 1era edición (2000). Tratamiento de Aguas Residuales, Teoría y Princiosde Diseño, Colombia: Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería.10. Sainz, R y Ribas, J. 1era edición (1999). Ingeniería Ambiental, Contaminación yTratamientos, Bogota-Colombia.11. Valencia, J. 3era edición (2000). Teoría y Práctica de la Purificación del Agua.Tomo I y II. Bogota-Colombia: McGraw-Hill.12. www.acsmedioambiente.com13. www.aguamarket.com14. www.ancupa.com15. www.armfield.co.uk/esp_ft14_datasheet.html16. www.ecociencia.org17. www.fedepalma.com18. www.infoagro.com19. www.mag.go.cr/rev_agr/v27n01_007.pdf20. www.sedapal.com.pe/bvs/coagulacion-floculacion.pdf21. www.taninos.tripos.com