Influencia del tiempo de retención hidráulica y oxígeno disuelto en la remoción de DBO5 de efluentes de remojo de curtiembre

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dc.contributor.advisorMendoza Bobadilla, Jorge Luis
dc.contributor.authorCueva Gomez, Gonzalo
dc.contributor.authorMansilla Vasquez, Segundo Hans
dc.date.accessioned2025-04-15T19:29:08Z
dc.date.available2025-04-15T19:29:08Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractLa presente investigación tuvo como objetivo evaluar la eficiencia de remoción de materia orgánica biodegradable (DBO5) en seis reactores biológicos operados en paralelo, dos de los cuales no contaban con microorganismos inoculados. El estudio utilizó efluentes provenientes de la etapa de remojo de la Curtiembre Ecológica, ubicada en el Parque Industrial del distrito de La Esperanza - Trujillo. Previo al tratamiento, el agua residual fue diluida en una proporción de 1:10 con agua potable. Como parte del proceso experimental, se realizó una adaptación previa de microorganismos obtenidos de la laguna aireada de la PTAR – Covicorti. Paralelamente, se diseñó y construyó un sistema de tratamiento compuesto por un tanque de almacenamiento de 200 litros, tuberías, llaves de paso, seis reactores biológicos equipados con bombas y difusores de aire, y sedimentadores secundarios. En cada reactor se controlaron dos variables: el tiempo de retención hidráulica (TRH) y el oxígeno disuelto (OD). Las condiciones experimentales de cada reactor fueron las siguientes: R1 (sin microorganismos): TRH de 18 horas y OD de 4-5 ppm. R2: TRH de 18 horas y OD de 4-5 ppm. R3: TRH de 18 horas y OD de 2-3 ppm. R4 (sin microorganismos): TRH de 30 horas y OD de 2-3 ppm. R5: TRH de 30 horas y OD de 2-3 ppm. R6: TRH de 30 horas y OD de 4-5 ppm. Posteriormente, se caracterizó el afluente diluido, obteniendo valores de pH 7.77, temperatura 25.8 °C, turbidez 105 NTU y DBO5 de 247 mg/L. Durante el ensayo, se analizó la DBO5 del efluente tratado cada cinco días para determinar la eficiencia de cada reactor. Los resultados mostraron que los reactores R2 y R6 fueron los más eficientes, alcanzando en promedio un 89% y 90% de remoción de DBO5 respectivamente, mientras que los reactores R1 y R4, sin microorganismos inoculados, lograron las menores eficiencias, con remociones de solo 48% y 46%, respectivamente. Se concluye que el TRH influye significativamente en la remoción de DBO5; sin embargo, no es el único factor determinante. Para obtener una remoción xiv eficiente, es imprescindible mantener niveles óptimos de oxígeno disuelto (4-5 ppm), los cuales permiten alcanzar eficiencias de hasta el 90% en combinación con TRH adecuados. PALABRAS CLAVES: Remoción de materia orgánica, DBO5, tiempo de retención hidráulica, oxígeno disuelto, tratamiento biológico, agua de curtiembre. ABSTRACT The objective of this research was to evaluate the removal efficiency of biodegradable organic matter (BOD5) in six biological reactors operated in parallel, two of which did not have inoculated microorganisms. The study used effluents from the soaking stage of the Ecological Tannery, located in the Industrial Park of the La Esperanza district - Trujillo. Prior to treatment, the wastewater was diluted in a ratio of 1:10 with drinking water. As part of the experimental process, a prior adaptation of microorganisms obtained from the aerated lagoon of the WWTP - Covicorti was carried out. In parallel, a treatment system was designed and built consisting of a 200-liter storage tank, pipes, stopcocks, six biological reactors equipped with pumps and air diffusers, and secondary settlers. Two variables were controlled in each reactor: hydraulic retention time (HRT) and dissolved oxygen (DO). The experimental conditions of each reactor were as follows: R1 (without microorganisms): HRT of 18 hours and DO of 4-5 ppm. R2: HRT of 18 hours and DO of 4-5 ppm. R3: HRT of 18 hours and DO of 2-3 ppm. R4 (without microorganisms): HRT of 30 hours and DO of 2-3 ppm. R5: HRT of 30 hours and DO of 2-3 ppm. R6: HRT of 30 hours and DO of 4-5 ppm. The diluted effluent was then characterized, obtaining pH values of 7.77, temperature 25.8 °C, turbidity 105 NTU and BOD5 of 247 mg/L. During the test, the BOD5 of the treated effluent was analyzed every five days to determine the efficiency of each reactor. The results showed that reactors R2 and R6 were the most efficient, achieving on average 89% and 90% BOD5 removal respectively, while reactors R1 and R4, without inoculated microorganisms, achieved the lowest efficiencies, with removals of only 48% and 46%, respectively. It is concluded that HRT significantly influences BOD5 removal; however, it is not the only determining factor. To obtain efficient removal, it is essential to maintain optimal levels of dissolved oxygen (4-5 ppm), which allow achieving efficiencies of up to 90% in combination with appropriate HRT. xvi KEY WORDS: Organic matter removal, BOD5, hydraulic retention time, dissolved oxygen, biological treatment, tannery water.
dc.description.tableofcontentsÍNDICE DE CONTENIDO MIEMBROS DEL JURADO..................................................................................ii DEDICATORIA ...................................................................................................iii AGRADECIMIENTO........................................................................................... v RESUMEN....................................................................................................... xiii ABSTRACT ...................................................................................................... xv I. INTRODUCCIÓN............................................................................. 1 1.1. Realidad Problemática..................................................................... 1 1.2. Antecedentes................................................................................... 3 1.3. Marco teórico ........................................................................................... 6 1.3.1. Industria del curtido de pieles ............................................................ 6 1.3.1.1. Proceso de producción en la industria del cuero......................... 6 1.3.1.2. Descripción de la etapa de remojo.............................................. 7 1.3.1.3. Características físicas y químicas. .............................................. 8 1.3.1.3.1. Relación agua/piel ................................................................ 8 1.3.1.3.2. Potencial de hidrógeno......................................................... 8 1.3.1.3.3. Temperatura......................................................................... 9 1.3.1.3.4. Tiempo ................................................................................. 9 1.3.1.3.5. Acción mecánica .................................................................. 9 1.3.2. Problemas Ambientales Asociados a efluentes de curtiembre...... 10 1.3.2.1. Contaminación del Agua por Efluentes de Remojo ................ 10 1.3.2.2. Estrategias de Mitigación para los Problemas Ambientales del Agua de Remojo.................................................................................... 11 1.3.2.3. Tecnologías de Tratamiento de Aguas Residuales Aplicadas a Efluentes de Curtiembre........................................................................ 12 1.3.3. Tratamiento biológico aeróbico ..................................................... 13 1.3.3.1. Microorganismos y su Rol en la Degradación de Materia Orgánica ............................................................................................... 13 viii 1.3.3.2. Microorganismos en reactores biológicos............................... 14 1.3.3.3. Adaptación y Activación de Microorganismos......................... 14 1.3.4. Crecimiento bacteriano ................................................................. 15 1.3.4.1. Fases del Crecimiento Bacteriano.......................................... 15 1.3.4.2. Factores que Afectan el Crecimiento Bacteriano en Reactores Biológicos .............................................................................................. 15 1.3.4.3. Adaptación Microbiana a Efluentes de Curtiembre................. 17 1.3.4.4. Técnicas de Monitoreo del Crecimiento Bacteriano................ 18 1.3.5. Parámetros fisicoquímicos ............................................................ 18 1.3.5.1. Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5) ............................. 18 1.3.5.2. Tiempo de retención hidráulica (TRH).................................... 18 1.3.5.3. Oxígeno Disuelto (OD) ........................................................... 19 1.3.5.4. Potencial de hidrógeno (pH)................................................... 19 1.3.5.5. Temperatura........................................................................... 19 1.4. Problema ....................................................................................... 20 1.4.1. Problema General:........................................................................ 20 1.4.2. Problemas Específicos.................................................................. 20 1.5. Hipótesis........................................................................................ 20 1.6. Objetivos........................................................................................ 21 1.6.1. Objetivo general............................................................................ 21 1.6.2. Objetivos específicos .................................................................... 21 1.7. Importancia de la investigación...................................................... 21 II. MATERIALES Y MÉTODOS ........................................................................ 22 2.1. Materiales y equipos .............................................................................. 22 2.1.1. Material de estudio .......................................................................... 22 2.1.2. Población......................................................................................... 22 2.1.3. Muestra ........................................................................................... 22 2.1.4. Material de laboratorio..................................................................... 22 ix 2.1.5. Equipos de laboratorio..................................................................... 23 2.1.6. Materiales para la construcción del sistema de tratamiento............. 24 2.2. Métodos y técnicas ................................................................................ 25 2.2.1. Lugar de ejecución .......................................................................... 25 2.2.2. Diseño de la investigación ............................................................... 25 2.2.3. Tipo de investigación....................................................................... 25 2.2.4. Variables.......................................................................................... 26 2.2.5. Procedimiento experimental: ........................................................... 26 2.2.5.1. Obtención de la población bacteriana y del agua de remojo..... 26 2.2.5.2. Adaptación previa de la población bacteriana activa................. 26 2.2.5.3. Diseño y construcción del sistema experimental....................... 27 2.2.5.4. Operación del sistema de tratamiento....................................... 29 2.2.5.5. Métodos analíticos .................................................................... 31 III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN .................................................................... 31 3.1. Caracterización del afluente de agua de etapa de remojo: .................... 31 3.2. Presencia de microorganismos en el reactor biológico: ......................... 32 3.3. Resultados de DBO5 del afluente y efluente de agua de remojo ........... 33 3.4. Influencia del Tiempo de Retención Hidráulica (TRH) en la remoción de materia orgánica biodegradable (DBO5)....................................................... 38 3.4.1. Evaluación de la relación de reactores R2 y R6 con un tiempo de retención de 18 y 30 horas respectivamente ............................................. 39 3.4.2. Evaluación de la relación de reactores 3 y 5 con un tiempo de retención de 18 y 30 horas respectivamente ............................................. 39 3.5. Influencia de Oxígeno Disuelto OD en la remoción de materia orgánica biodegradable (DBO5).................................................................................. 41 3.5.1. Evaluación de los reactores 1, 2 y 3 con un tiempo de retención de 18 horas con una concentración de oxígeno disuelto de 2-3mg/l y 4-5 mg/l. .................................................................................................................. 41 3.5.2. Evaluación de los reactores 4, 5 y 6 con un tiempo de retención de x 30 horas con una concentración de oxígeno disuelto de 2-3mg/l y 4-5 mg/l. .................................................................................................................. 41 3.6. Caracterización del efluente final ........................................................... 42 3.7. Análisis de eficiencia del sistema de tratamiento ................................... 44 IV.CONCLUSIONES......................................................................................... 45 V. RECOMENDACIONES ................................................................................ 46 VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................ 47 VII. ANEXOS.................................................................................................... 56
dc.formatapplication/pdf
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14414/23830
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Nacional de Trujillo. Fondo Editorial
dc.publisher.countryPE
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectTECHNOLOGY::Remoción de materia orgánica, DBO5, tiempo de retención hidráulica, oxígeno disuelto, tratamiento biológico, agua de curtiembre
dc.subject.ocdehttps://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.07.00
dc.titleInfluencia del tiempo de retención hidráulica y oxígeno disuelto en la remoción de DBO5 de efluentes de remojo de curtiembre
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersion
renati.advisor.dni18172566
renati.advisor.orcid0000-0002-8867-9331
renati.author.dni71756197
renati.author.dni75885979
renati.jurorQuezada Álvarez, Merardo Alberto
renati.jurorVega Tang, Modesto Lorenzo
renati.jurorMoreno Eustaquio, Walter
renati.jurorMendoza Bobadilla, Jorge Luis
renati.levelhttps://purl.org/pe-repo/renati/level#tituloProfesional
renati.typehttps://purl.org/pe-repo/renati/type#tesis
thesis.degree.disciplineIngeniería Ambiental
thesis.degree.grantorUniversidad Nacional de Trujillo. Facultad de Ingenieria Química
thesis.degree.nameIngeniero Ambiental
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