Evaluación de la relación alimento/microorganismo en la biodegradación de materia orgánica de aguas residuales domesticas en reactor biológico
| dc.contributor.advisor | Mendoza Bobadilla, Jorge Luis | |
| dc.contributor.author | Miranda Villena, Alejandro Guillermo | |
| dc.contributor.author | Vásquez Luis, Erland Reysinger | |
| dc.date.accessioned | 2024-09-25T16:28:06Z | |
| dc.date.available | 2024-09-25T16:28:06Z | |
| dc.date.issued | 2024 | |
| dc.description.abstract | El problema del vertimiento de aguas residuales domésticas altera significativamente la calidad de los cuerpos de agua, a consecuencia de contaminantes recurrentes como la materia orgánica y los sólidos suspendidos. En países en vías de desarrollo esta problemática es preocupante no solo por el vertimiento directo, sino también por el inadecuado tratamiento de estos contaminantes, debido a diversos factores, como políticas públicas deficientes que no ofrecen un manteniendo adecuado de las depuradoras. Esta investigación se centra en estudiar la relación alimento/microorganismo (F/M) en tres niveles (alto, promedio y bajo) y su influencia en la remoción de materia orgánica biodegradable (DBO5) y la turbidez de aguas residuales domésticas empleando un reactor biológico aireado. El sistema fue diseñado mediante un modelo 3D realizado en el software AutoCAD. Los reactores fueron construidos de material de vidrio templado, empleando en total 7 reactores biológicos R1, R2, R3, R4, R5, R6 y un blanco (B) de 7 L de capacidad efectiva, un tanque sedimentador primario de 120 L, y reactores de vidrio de 1 L adyacentes a los biológicos, actuando como sedimentadores secundarios. El suministro de aire se dio mediante bombas de aireación, difusores de aire y mangueras de acuario de 4 mm. El oxígeno disuelto fue mantenido en un rango de 2-4 mg/L mediante la manipulación de llaves de paso. Asimismo, los caudales de entrada a los reactores biológicos para el suministro de efluente doméstico, fue controlado mediante el mismo método. Se instaló un sistema de agitación mediante un motor ubicado en la zona lateral del sistema, en forma horizontal, en donde se acoplaron paletas de agitación, para mantener los reactores biológicos debidamente mezclados. Se evaluó la relación óptima de alimento/microorganismo (F/M) en la remoción de materia orgánica biodegradable (DBO5) y turbidez. Los mejores resultados se obtuvieron con una F/M promedio de 0.075, alcanzando una eficiencia máxima del 89.48% en la remoción de DBO5 y del 98.39% en la remoción de turbidez para el reactor R3. ABSTRACT The problem of domestic wastewater discharge significantly alters the quality of water bodies as a result of recurrent pollutants such as organic matter and suspended solids. In developing countries, this problem is of concern not only because of direct discharge, but also because of inadequate treatment of these pollutants, due to various factors, such as deficient public policies that do not provide adequate maintenance of wastewater treatment plants. This research is focused on studying the food/microorganism (F/M) ratio at three levels (high, average and low) and its influence on the removal of biodegradable organic matter (BOD5) and turbidity of domestic wastewater using an aerated biological reactor. The system was designed using a 3D model made in AutoCAD software. The reactors were constructed of tempered glass material, using a total of 7 biological reactors R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7 and a blank (B) of 7 L effective capacity, a primary settling tank of 120 L, and 1 L glass reactors adjacent to the biological reactors acting as secondary settling tanks. Air supply was provided by aeration pumps, air diffusers and 4 mm fish tank hoses. Dissolved oxygen was maintained in the range of 2-4 mg/L by manipulation of stopcocks. Likewise, the inlet flows to the biological reactors for the supply of domestic effluent were controlled by the same method. An agitation system was installed by means of a motor located in the lateral zone of the system, horizontally, where agitation paddles were coupled to keep the biological reactors properly mixed. The optimum ratio of food/microorganism (F/M) was evaluated in the removal of biodegradable organic matter (BOD5) and turbidity. The best results were obtained with an average F/M of 0.075, reaching a maximum efficiency of 89.48% in BOD5 removal and 98.39% in turbidity removal for reactor R3. | |
| dc.description.tableofcontents | ÍNDICE MIEMBROS DEL JURADO.................................................................................................................ii DEDICATORIA...................................................................................................................................iii AGRADECIMIENTO............................................................................................................................v I. INTRODUCCIÓN........................................................................................................................ 1 1.1. Realidad Problemática.............................................................................................. 1 1.2. Antecedentes ............................................................................................................ 3 1.3. Marco teórico y conceptual...................................................................................... 6 1.3.1. Aguas residuales ...................................................................................................6 1.3.2. Demanda bioquímica de oxígeno .........................................................................6 1.3.3. Sólidos suspendidos totales ................................................................................6 1.3.4. Relación alimento/microorganismo .....................................................................6 1.3.4.1 Sólidos suspendidos volátiles .........................................................................6 1.3.4.2 Metabolismo microbiano ..................................................................................7 1.3.5. Índice volumétrico de lodos..................................................................................8 1.3.6. Tiempo de retención hidráulica ............................................................................8 1.3.7. Reactores biológicos.............................................................................................9 1.3.7.1 Reactores continuos .........................................................................................9 1.3.7.2 Reactor por lotes ...............................................................................................9 1.4. Problema.................................................................................................................. 10 1.5. Hipótesis.................................................................................................................. 10 1.6. Objetivos.................................................................................................................. 10 1.6.1. Objetivo General ..................................................................................................10 1.6.2. Objetivos Específicos..........................................................................................10 1.7. Importancia del problema ...................................................................................... 10 II. MATERIALES Y MÉTODOS .................................................................................................... 12 2.1. Materiales ................................................................................................................ 12 viii 2.1.1. Material de estudio ..............................................................................................12 2.1.2. Población y muestra............................................................................................12 2.1.3. Variables de manipulación..................................................................................12 2.1.4. Materiales de laboratorio.....................................................................................13 2.1.5. Equipos de laboratorio........................................................................................14 2.1.6. Reactivos..............................................................................................................14 2.1.7. Materiales para la instalación del sistema de tratamiento ...............................15 2.2. Metodología de Trabajo.......................................................................................... 15 2.2.1. Diseño Experimental............................................................................................15 2.2.2. Procedimiento Experimental...............................................................................16 2.2.2.1 Obtención del licor de mezcla ........................................................................16 2.2.2.2 Acondicionamiento Previo .............................................................................17 2.2.2.3 Diseño e Instalación del Sistema ...................................................................17 2.2.2.4 Aclimatación del Sistema ...............................................................................18 2.2.2.5 Primera Etapa de Tratamiento: Relación F/M Promedio (0,075)..................18 2.2.2.6 Segunda Etapa de Tratamiento: Relación F/M Alto (0,13), Promedio (0,075) y Bajo (0,03) ....................................................................................................................21 III. RESULTADOS Y DISCUSIONES ....................................................................................... 26 3.1. Caracterización del agua residual doméstica ...................................................... 26 3.2. Remoción de DBO5 a F/M promedio (0,075)......................................................... 27 3.2.1. Evaluación de la relación F/M promedio (0,075) y su influencia en la remoción de Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5)...................................................................28 3.3. Remoción de Turbidez a F/M promedio (0,075).................................................... 29 3.3.1. Evaluación de la relación F/M promedio (0,075) y su influencia en la remoción de Turbidez..........................................................................................................................30 3.4. Remoción de DBO5 a F/M alto (0,13), promedio (0,075) y bajo (0,03)................. 31 3.4.1. Evaluación de la relación F/M alta (0,13) y su influencia en la remoción de Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5)........................................................................32 ix 3.4.2. Evaluación de la relación F/M promedio (0,075) y su influencia en la remoción de Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5)...................................................................33 3.4.3. Evaluación de la relación F/M baja (0,03) y su influencia en la remoción de Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5)........................................................................34 3.5. Remoción de Turbidez a F/M alto (0,13), promedio (0,075) y bajo (0,03)............ 35 3.5.1. Evaluación de la relación F/M alta (0,13) y su influencia en la remoción de Turbidez...............................................................................................................................37 3.5.2. Evaluación de la relación F/M promedio (0,075) y su influencia en la remoción de Turbidez..........................................................................................................................38 3.5.3. Evaluación de la relación F/M baja (0,03) y su influencia en la remoción de Turbidez...............................................................................................................................39 IV. CONCLUSIONES................................................................................................................ 40 V. RECOMENDACIONES............................................................................................................. 40 VI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ................................................................................... 41 VII. ANEXOS.............................................................................................................................. 46 | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14414/22403 | |
| dc.language.iso | spa | |
| dc.publisher | Universidad Nacional de Trujillo. Fondo Editorial | |
| dc.publisher.country | PE | |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | TECHNOLOGY::Relación F/M, Remoción de DBO5, Turbidez, Tratamiento Biológico. | |
| dc.subject.ocde | https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.07.00 | |
| dc.title | Evaluación de la relación alimento/microorganismo en la biodegradación de materia orgánica de aguas residuales domesticas en reactor biológico | |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/bachelorThesis | |
| dc.type.version | info:eu-repo/semantics/publishedVersion | |
| renati.advisor.dni | 18172566 | |
| renati.advisor.orcid | 0000-0002-8867-9331 | |
| renati.author.dni | 72621614 | |
| renati.author.dni | 71510457 | |
| renati.discipline | 531036 | |
| renati.juror | Moreno Eustaquio, Walter | |
| renati.juror | Vega Tang Modesto, Lorenzo | |
| renati.juror | Solis Muñoz, Haniel | |
| renati.juror | Mendoza Bobadilla, Jorge Luis | |
| renati.level | http://purl.org/pe-repo/renati/level#tituloProfesional | |
| renati.type | http://purl.org/pe-repo/renati/type#tesis | |
| thesis.degree.grantor | Universidad Nacional de Trujillo. Facultad de Ingeniería Química | |
| thesis.degree.name | Ingeniero Ambiental |