Evaluación del polipropileno reciclado como medio de soporte en la remoción de materia orgánica de aguas residuales, mediante tratamiento aerobio

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dc.contributor.advisorMendoza Bobadilla, Jorge Luis
dc.contributor.authorCárdenas Vera, Anthonella Karla Andrea
dc.contributor.authorMinchola Alva, Gabriela Sofía
dc.date.accessioned2024-06-10T14:28:51Z
dc.date.available2024-06-10T14:28:51Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractEl objetivo del presente estudio fue evaluar la eficiencia de un reactor biológico aerobio horizontal soportado con polipropileno reciclado, en la remoción de la materia orgánica presente en las aguas residuales domésticas de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) de la Universidad Nacional de Trujillo (UNT). La muestra del agua residual doméstica fue recolectada de la poza de igualamiento ubicada en la PTAR-UNT. El reactor diseñado consistió en un tanque de alimentación de 60 L (afluente), una bomba de aire, un reactor horizontal de 1 m, medio de soporte (polipropileno reciclado), dos difusores de aire y un balde de 20 L (efluente). Se llevaron a cabo cuatro etapas, la primera consistió de un tiempo de retención hidráulica (TRH) de 6 horas y oxígeno disuelto (OD) entre 2-3 mg/L, la segunda etapa se llevó a cabo a un TRH de 11 horas y OD entre 2-3 mg/L, la tercera etapa fue a un TRH de 11 horas y OD entre 7- 8 mg/L y la cuarta etapa estuvo a condiciones de TRH de 6 horas y OD entre 7-8 mg/L. Con respecto a los caudales de operación, el caudal de 0,00028 L/seg fue para el TRH de 6 horas, y el caudal de 0,00015 L/seg fue para el TRH de 11 horas. En cuanto a los resultados obtenidos, se caracterizó el afluente teniendo valores de pH 7,29, temperatura de 25,6 °C, turbidez de 54 NTU y DBO5 de 119 mg/L. Seguidamente se evaluó el porcentaje de remoción de materia orgánica (%) en las cuatro etapas, siendo así que: La etapa I mostró un porcentaje de remoción de materia orgánica de 86,56%, la etapa II obtuvo 94,20% dándonos los mejores resultados, la etapa III alcanzó 90,86%, y la etapa IV logró 84,16%. Finalmente, se caracterizó al efluente final dándonos valores de pH 7,19, temperatura de 25,6 °C, turbidez de 5 NTU y DBO5 de 13 mg/L. En conclusión, a mayor tiempo de retención hidráulica, mayor porcentaje de remoción de materia orgánica (%), por lo que, entre las etapas I y II, la etapa II nos brindó los mejores resultados; y entre las etapas III y IV, la etapa III nos arrojó los mejores resultados. Y con respecto al oxígeno disuelto, xi el rango ideal de operación en el reactor biológico soportado con polipropileno reciclado, se encontró entre los valores de 2 y 3 mg/L, por lo que, entre las etapas I y IV, la etapa IV nos brindó los mejores resultados; y entre las etapas II y III, la etapa II nos arrojó los mejores resultados. Siendo así que, la etapa II, a condiciones de TRH de 11 horas y OD entre 2-3 mg/L, mostró el mayor % de remoción de materia orgánica, alcanzando el valor máximo de 94,20%. ABSTRACT The objective of this study was to evaluate the efficiency of a horizontal aerobic biological reactor supported with recycled polypropylene, in the removal of organic matter present in domestic wastewater from the Wastewater Treatment Plant (WWTP) of the National University of Trujillo (UNT). The domestic wastewater sample was collected from the equalization pond located at the WWTPUNT. The designed reactor consisted of a 60-liter feed tank (influent), an air pump, a 1-meter horizontal reactor, support medium (recycled polypropylene), two air diffusers and a 20-liter bucket (effluent). Four stages were carried out, the first consisted of a hydraulic retention time (HRT) of 6 hours and dissolved oxygen (DO) between 2-3 mg/L, the second stage was carried out at an HRT of 11 hours and DO between 2-3 mg/L, the third stage was at an HRT of 11 hours and DO between 7-8 mg/L and the fourth stage was at conditions of HRT 6 hours and DO between 7-8 hours mg/L. Regarding operating flows, the flow rate of 0,00028 L/sec was for the 6-hour HRT, and the flow rate of 0,00015 L/sec was for the 11-hour HRT. Regarding the results obtained, the tributary was characterized with values of pH 7,29, temperature of 25,6 °C, turbidity of 54 NTU and BOD5 of 119 mg/L. Next, the percentage of organic matter removal (%) in the four stages was evaluated, as follows: Stage I showed a percentage of organic matter removal of 86,56%. stage II obtained 94,20% giving us the best results, stage III reached 90,86%, and stage IV achieved 84,16%. Finally, the final effluent was characterized by pH 7,19, temperature of 25,6 °C, turbidity of 5 NTU and BOD5 of 13 mg/L. In conclusion, the longer the hydraulic retention time, the higher the percentage of organic matter removal (%), so, between stages I and II, stage II gave us the best results; and between stages III and IV, stage III gave us the best results. And with respect to dissolved oxygen, the ideal operating range in the biological reactor supported with recycled polypropylene was between the values of 2 and 3 xiii mg/L, so, between stages I and IV, stage IV gave us the best results; and between stages II and III, stage II yielded the best results. Thus, stage II, at conditions of 11-hour HRT and DO between 2-3 mg/L, showed the highest % of organic matter removal, reaching the maximum value of 94,20%.
dc.description.tableofcontentsÍNDICE MIEMBROS DEL JURADO..................................................................................................................ii DEDICATORIA ...................................................................................................................................iii AGRADECIMIENTO............................................................................................................................v ÍNDICE................................................................................................................................................vi ÍNDICE DE TABLAS......................................................................................................................... viii ÍNDICE DE FIGURAS.........................................................................................................................ix RESUMEN...........................................................................................................................................x ABSTRACT........................................................................................................................................ xii INTRODUCCIÓN................................................................................................................................ 1 1.1. Realidad problemática ........................................................................................................ 1 1.2. Antecedentes...................................................................................................................... 3 1.3. Marco teórico .................................................................................................................... 10 1.3.1. Aguas Residuales Domésticas ................................................................................. 10 1.3.2. Cinética de consumo del sustrato ............................................................................. 12 1.3.3. Crecimiento bacteriano ............................................................................................. 12 1.3.4. Tratamiento Biológico Aerobio .................................................................................. 13 1.3.5. Biopelícula ................................................................................................................ 14 1.3.6. Medios de soporte .................................................................................................... 16 1.3.7. Parámetros de diseño para PTAR a escala piloto .................................................... 16 1.3.8. Parámetros Fisicoquímicos....................................................................................... 17 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 MATERIALES Y MÉTODOS............................................................................................................. 22 2.1. Materiales y equipos ........................................................................................................ 22 2.1.1. Material de estudio........................................................................................................ 22 2.1.2. Población ...................................................................................................................... 22 vii 2.1.3. Muestra............................................................................................................................. 22 2.1.4. Material de laboratorio .................................................................................................. 22 2.1.5. Equipos........................................................................................................................ 23 2.2. Métodos y técnicas .......................................................................................................... 23 2.2.1. Lugar de ejecución....................................................................................................... 23 2.2.2. Diseño de la investigación ........................................................................................... 23 2.2.3. Tipo de investigación ................................................................................................... 24 2.2.4. Variables ...................................................................................................................... 25 2.2.5. Procedimiento experimental......................................................................................... 26 RESULTADOS Y DISCUSIÓN ......................................................................................................... 31 3.1. Caracterización del afluente de agua residual doméstica ................................................ 31 3.2. Presencia de microorganismos en el medio de soporte polipropileno reciclado .............. 32 3.3. Resultados de la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5) del afluente y efluente de las aguas residuales domésticas........................................................................................................ 34 3.4. Influencia del tiempo de retención hidráulica en la remoción de materia orgánica biodegradable expresada en DBO5 .............................................................................................. 40 3.5. Influencia de la concentración de oxígeno disuelto en la remoción de materia orgánica biodegradable expresada en DBO5 .............................................................................................. 43 3.6. Caracterización del efluente final ..................................................................................... 45 3.7. Comparación final de los parámetros fisicoquímicos del afluente y efluente ................... 46 CONCLUSIONES ............................................................................................................................. 47 RECOMENDACIONES..................................................................................................................... 48 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................................................................................. 49 ANEXOS........................................................................................................................................... 52
dc.formatapplication/pdf
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14414/21472
dc.language.isoes
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, reactor biológico aerobio, medio de soporte
dc.subject.ocdehttps://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.07.00
dc.titleEvaluación del polipropileno reciclado como medio de soporte en la remoción de materia orgánica de aguas residuales, mediante tratamiento aerobio
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersion
renati.advisor.dni18172566
renati.advisor.orcid0000-0002-8867-9331
renati.author.dni74962706
renati.author.dni76536252
renati.discipline531036
renati.jurorMoreno Eustaquio, Walter
renati.jurorSolis Muñoz, Haniel
renati.jurorVega Tang, Modesto Lorenzo
renati.jurorMendoza Bobadilla, Jorge Luis
renati.levelhttp://purl.org/pe-repo/renati/level#bachiller
renati.typehttp://purl.org/pe-repo/renati/type#tesis
thesis.degree.grantorUniversidad Nacional de Trujillo. Facultad de Ingeniería Química
thesis.degree.nameIngeniero Ambiental
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