15 CAPÍTULO I ANTECEDENTES 1.1 TEMA DEL TRABAJO EXPERIMENTAL Análisis del carbón activado como filtro en el tratamiento de aguas residuales provenientes de un camal ubicado en el barrio El Porvenir del cantón Tisaleo, provincia de Tungurahua. 1.2 ANTECEDENTES Hoy en día, la disponibilidad del agua es paulatinamente menor debido a la constante contaminación por diversos medios, incluyendo la descarga de usos municipales, industriales, comerciales [1]; es por eso que en la actualidad la protección y conservación de este recurso es una de las principales preocupaciones sociales [2]. Conforme al artículo [3] se puede advertir que las actividades agrícolas e industriales han aumentado casi al doble, la concentración de sustancias dañinas fijado anualmente en la biosfera ha causado un irreparable trastorno, no solo en la humanidad sino en el ecosistema. Según [4] en América Latina existen países con grandes problemas de saneamiento y pocos son los que poseen plantas de tratamiento de aguas residuales para evitar que se descarguen directamente sobre los suelos y cuerpos de aguas. Por otro lado, en el Ecuador casi todas las ciudades de tamaño mediano y grande, con excepción de Cuenca y algunos sectores de Guayaquil carecen de tratamiento de agua industrial, las cuales según [5] solo el 12% de las aguas que se emplean en el consumo humano recibe un tratamiento adecuado previo a su descarga en ríos y quebradas, de acuerdo con la Secretaria Nacional del Agua. (Senagua) Uno de los principales contaminantes comunes en los municipios de todo el país lo constituyen los centros de faenamiento de ganado vacuno [6], ya que estos efluentes contienen sangre, rumen, pelos, grasas, proteínas; este vertido de aguas tiene una carga orgánica DBO y de nutrientes media alta (sangre) [7], con un importante contenido 1
16 de sólidos en suspensión, grasas y aceites, así como vertidos líquidos de la operación de lavado de carcazas y limpieza de equipos e instalaciones. En los estudios [8][9] se indica que el impacto ambiental sobre las redes de alcantarillado sanitarios se hace más notorio en poblaciones medianas y pequeñas, situación que obliga a realizar tratamientos antes de su descarga. Según dice [10], cada industria al contener diferentes tipos de sustancias químicas, genera diferentes tipos de aguas residuales como materiales pesados, sustancias químicas, pesticidas, ha motivado a la búsqueda de un tratamiento de estas aguas residuales [11] en el cual se indica que algunos de los métodos más usados son: Tratamientos a base de Crecimiento de Bacterias, Tratamientos Fotocatalíticos de aguas residuales empleando energía solar, y Tratamientos Anaerobios, Tratamientos de Filtración, etc. A través del tiempo se ha hecho énfasis en la alternativa de filtración de aguas, para esto se utiliza cualquier material con alto índice de adsorción tales como arenas, gravas, biopolímeros naturales, carbones, etc., [12]. Llegando a demostrar la eficiencia indudable del carbón activado, ya que el poder de reducir toda materia contaminante además de contrarrestar color, olor y sabor, ha logrado que la mayoría de los tratamientos lo incluyan como toque final en sus procesos de purificación [13]. 1.3 JUSTIFICACIÓN El agua es un recurso limitado y la demanda global crece cada día a pasos acelerados, por este motivo es necesario reducir las aguas residuales, y dentro de lo posible buscar la manera de reciclarlas. Si se consigue mejorar el uso de este recurso natural tan importante, se consigue hacer lo propio con el ciclo del agua para todo ser vivo. Es importante conocer que no todas las aguas residuales son iguales, ya que según el artículo [10], cada proceso industrial al contener varios tipos de sustancias químicas necesarias para su manejabilidad y destino las hacen más o menos contaminantes, y por lo mismo requiere diferentes tipos de tratamiento. Para el tratamiento de aguas residuales se ha buscado diferentes alternativas, una de ellas es la utilización de materiales de origen biológico como se indica en el artículo [14] donde aclara que la búsqueda de nuevos materiales biosorbentes de bajo costo y 2
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17 con alto potencial de adsorción de metales y otras sustancias presentes en aguas residuales se ha convertido en un objetivo principal de la ciencia, por eso se ha ido evaluando la efectividad de muchas biomasas tanto vegetal y animal tales como: cascaras de naranja, cascara de limón, cascara de yuca, cascara de manzana, cascara de tamarindo, entre otras, ya que presentan ciertas características en su estructura así como rigidez, porosidad, y composición química. Bajo estos conceptos, se busca reducir no solo la contaminación del agua sino también la contaminación del medio ambiente, implementando métodos de descontaminación, la aplicación de carbones de diferentes residuos de actividades agrícolas tales como indican los artículos [15][16][17] [18], en los cuales se explican que además del material ya mencionados se puede hacer también a base de bagazo de palma africana, del residuo del cultivo de maíz (el zuro), de cascara de coco, de cascaras de tuna ya que son materiales con apreciable potencial para remover materia pesada, tal como plomo y cadmio. Así pues se logra no terminar pero si reducir dos problemas que afectan gravemente al planeta uno es la acumulación de aguas residuales sin previo tratamiento que se descargan directamente sobre cauces de ríos y mares, y el otro que es la acumulación de desechos agrícolas que generan agentes contaminantes y en ciertas ocasiones infecciones y enfermedades. 1.4 OBJETIVOS Objetivo General. Analizar el carbón activado como filtro en el tratamiento de aguas residuales provenientes de un camal ubicado en el barrio El Porvenir del cantón Tisaleo, Provincia de Tungurahua Objetivos específicos Conocer la infraestructura y funcionamiento básico de la industria a investigar. Determinar el comportamiento de los caudales utilizados en la industria a investigar. 3
18 Monitorear las características de biodegradabildad (DBO5 y DQO, Ph y grasas y aceites) de las aguas residuales provenientes de la industria a investigar en su origen y luego del proceso de filtración. Determinar si el material investigado puede ser utilizado en determinada industria 4
19 CAPÍTULO II 2.1 FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA Efluentes generados por el proceso de faenamiento. Efluentes líquidos: Agua de lavado de reses y de las instalaciones en general, esta agua es arrastrada con residuos sólidos y semisólidos como la sangre y las grasas y son depositadas en los terrenos circunstante [6]. Efluentes sólidos y semisólidos: Sangre Grasas Rumen Huesos Estiércol Restos de carne, tejidos, cueros, etc Aguas Residuales Son aquellas que resultan después de que se las utiliza ya sea en los domicilios, en las fábricas, o en industrias ganaderas, etc., estas aparecen sucias y contaminadas ya que llevan grasas, detergentes, materia orgánica, residuos de la industria y de ganado, herbicidas y plaguicidas y en algunos casos sustancias toxicas. Tipos de aguas residuales Según [19] las aguas residuales se clasifican en cuatro tipos 5
20 - Aguas residuales domesticas o aguas negras. Proceden de los hogares (aseo personal, heces, orina, cocina, lavado, limpieza), y suelen contener gran cantidad de materia orgánica y microorganismos (restos de jabones, detergentes, grasas). - Aguas blancas. Estas proceden de los fenómenos naturales: la lluvia, nieve, o del riego y limpieza de la calle, parques y lugares públicos. - Aguas residuales industriales Proceden de los procesos de fábricas e industrias, estas contienen aceites, detergentes, antibióticos, ácidos y otros productos subproductos de origen mineral, químicos, vegetal o animal. - Aguas residuales agrícolas Proceden de actividades agrícolas en zonas rurales y en ocasiones se utilizan para riego agrícola con o sin tratamiento previo Tratamiento de aguas residuales Gráfica 1. Proceso del tratamiento de aguas. En la gráfica 1 [20] se tiene el proceso para un tratamiento de aguas residual; como primer paso se tiene la filtración del agua para eliminar residuos sólidos que puede contener el líquido, la segunda etapa representa la depuración del agua, este líquido se 6
21 deposita en tanques de sedimentación en donde a través del estancamiento se asientan los residuos en el fondo. Como tercer punto se encuentra la utilización de procedimientos biológicos aeróbicos para promover la desintegración del material contaminante presente en el agua. Y por último el agua se traslada a cámaras finales de filtrado, en donde se eliminan los últimos residuos que pueden permanecer en el líquido para ser trasladado a las cámaras en donde se realizara el tratamiento a nivel químico Caracterización de las aguas residuales de un centro de faenamiento animal. En la tabla 1 [21], se presenta la composición de las aguas residuales de un matadero municipal en Munich, que se establecieron a partir de un análisis de estudios, según el Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente de Lima- Perú PARÁMETRO VALOR Sustancias sedimentales 10 ml/l ph 7 Sustancias no disueltas 580 mg/l Sólidos fijos 81 mg/l Sólidos volatiles 498 mg/l Sustancias disueltas 1206 mg/l Alcalinidad 7 mlácido/l Grasas 108 mg/l Nitrógeno 145 mg/l Pentóxido de fosforo 19 mg/l Óxido de potasio 29 mg/l Óxido de calcio 131 mg/l DBO5 838 mg/l Tabla 1. Composición del agua residual de un centro de faenamiento animal Parámetros de calidad del Agua Residual de Mataderos. Los parámetros más importantes a evaluar las aguas residuales provenientes de un centro de faenamiento animal son DBO5, ph, SST, aceites y grasas, turbiedad, color. 7
25 2.2 HIPÓTESIS Hipótesis Nula La elaboración de un filtro a base de carbón activado para aguas residuales provenientes de un camal permitirá disminuir los niveles de contaminación. Hipótesis alterna La elaboración de un filtro a base de carbón activado para aguas residuales provenientes de un camal no reducirá los niveles de contaminación. 2.3 SEÑALAMIENTO DE LAS VARIABLES DE LA HIPÓTESIS Variable independiente Elaboración de un filtro a base de carbón activado Variable Dependiente Niveles de contaminación del agua residual. 11 2ff7e9595c
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