Abstract In the community of Pulinguí belonging to the parish of San Andrés del canton Guano province of Chimborazo-Ecuador, domestic sewage is treated in a system of septic tanks and upward filter, which presents problems of bad smell and low reduction of organic matter. The objective of the present work was to evaluate at laboratory scale the efficiency of pollutant removal by combining the current anaerobic treatment with an aerobic treatment by activated sludge. A prototype with 27.9 liters capacity was designed, built and operated, of which 15.8 liters correspond to the anaerobic zone, 7.7 liters to the aeration zone and 4.4 liters to the sedimentation zone. The system was evaluated for 60 days with domestic wastewater from the cited community. During the evaluation, daily pH and dissolved oxygen determinations were performed, and the Chemical Oxygen Demand (COD) was determined twice a week. The information generated allowed us to observe that the system tended to stabilize during the three weeks of operation, achieving organic removal efficiencies in terms of COD in the anaerobic treatment of 53%, in the aerobic treatment of 75%, achieving a total reduction in The entire 88% system and eliminating the odor. With data from the anaerobic tank taken after 60 days of continuous work, it allowed to project the maintenance of the Pulinguí treatment plant the same that must be realized in approximately each 4 years. | Resumen En la comunidad de Pulinguí perteneciente a la parroquia de San Andrés del cantón Guano provincia de Chimborazo, Ecuador se tratan las aguas residuales domésticas en un sistema de tanques sépticos y filtro ascendente, que presentan problemas de mal olor y baja reducción de la materia orgánica. El presente trabajo analiza la eficiencia de remoción de estos contaminantes al combinar el tratamiento anaerobio actual con un tratamiento aerobio por lodos activados en un prototipo a escala de laboratorio. Se diseñó, construyó y operó un prototipo con 27.9 litros de capacidad, de los cuales 15.8 L corresponden a la zona anaeróbica, 7.7 L a la zona de aireación y 4.4 L a la zona de sedimentación. El sistema fue evaluado durante 60 días con agua residual doméstica proveniente de la comunidad citada. Durante la evaluación se realizaron diariamente determinaciones de Ph, sólidos suspendidos y oxígeno disuelto, así mismo se determinaron dos veces por semana la Demanda Química de Oxígeno (DQO). La información generada permitió observar que el sistema tendió a estabilizarse durante la semana tres de operación, alcanzando eficiencias de remoción de materia orgánica en términos de DQO en el tratamiento anaeróbico de 53%, en el tratamiento aeróbico de 75%, logrando una reducción total en todo el sistema del 88% y eliminando el olor. Con datos del tanque anaeróbico tomados después de 60 días de trabajo continuo, se permitió proyectar el mantenimiento de la planta de tratamiento de Pulinguí el mismo que debe realizarse en aproximadamente cada 4 años.

En la comúnidad de Púlingúí perteneciente a la parroqúia de San Andrés del cantón Gúano provincia de Chimborazo, Ecúador se tratan las agúas residúales domésticas en ún sistema de tanqúes sépticos y filtro ascendente, qúe presentan problemas de mal olor y baja redúcción de la materia orgánica. El presente trabajo analiza la eficiencia de remoción de estos contaminantes al combinar el tratamiento anaerobio actúal con ún tratamiento aerobio por lodos activados en ún prototipo a escala de laboratorio. Se diseñó, constrúyó y operó ún prototipo con 27.9 litros de capacidad, de los cúales 15.8 L corresponden a la zona anaeróbica, 7.7 L a la zona de aireación y 4.4 L a la zona de sedimentación. El sistema fúe evalúado dúrante 60 días con agúa residúal doméstica proveniente de la comúnidad citada. Dúrante la evalúación se realizaron diariamente determinaciones de Ph, sólidos súspendidos y oxígeno disúelto, así mismo se determinaron dos veces por semana la Demanda Qúímica de Oxígeno (DQO). La información generada permitió observar qúe el sistema tendió a estabilizarse dúrante la semana tres de operación, alcanzando eficiencias de remoción de materia orgánica en términos de DQO en el tratamiento anaeróbico de 53%, en el tratamiento aeróbico de 75%, logrando úna redúcción total en todo el sistema del 88% y eliminando el olor. Con datos del tanqúe anaeróbico tomados despúés de 60 días de trabajo continúo, se permitió proyectar el mantenimiento de la planta de tratamiento de Púlinguí el mismo qúe debe realizarse en aproximadamente cada 4 años.

Resumen En la comunidad de Pulinguí perteneciente a la parroquia de San Andrés del cantón Guano provincia de Chimborazo, Ecuador se tratan las aguas residuales domésticas en un sistema de tanques sépticos y filtro ascendente, que presentan problemas de mal olor y baja reducción de la materia orgánica. El presente trabajo analiza la eficiencia de remoción de estos contaminantes al combinar el tratamiento anaerobio actual con un tratamiento aerobio por lodos activados en un prototipo a escala de laboratorio. Se diseñó, construyó y operó un prototipo con 27.9 litros de capacidad, de los cuales 15.8 L corresponden a la zona anaeróbica, 7.7 L a la zona de aireación y 4.4 L a la zona de sedimentación. El sistema fue evaluado durante 60 días con agua residual doméstica proveniente de la comunidad citada. Durante la evaluación se realizaron diariamente determinaciones de Ph, sólidos suspendidos y oxígeno disuelto, así mismo se determinaron dos veces por semana la Demanda Química de Oxígeno (DQO). La información generada permitió observar que el sistema tendió a estabilizarse durante la semana tres de operación, alcanzando eficiencias de remoción de materia orgánica en términos de DQO en el tratamiento anaeróbico de 53%, en el tratamiento aeróbico de 75%, logrando una reducción total en todo el sistema del 88% y eliminando el olor. Con datos del tanque anaeróbico tomados después de 60 días de trabajo continuo, se permitió proyectar el mantenimiento de la planta de tratamiento de Pulinguí el mismo que debe realizarse en aproximadamente cada 4 años.

Las plantas de tratamiento de agua residual (PTARs) generan diversos impactos en la sociedad y en el ambiente, mejorando la calidad de vida y la disminución del riesgo sanitario al tener una correcta gestión del agua residual; en este sentido, el conocimiento de las condiciones operacionales del sistema, juega un papel fundamental en los proyectos de mejoramiento y optimización de los sistemas de tratamiento existente. Teniendo en cuenta estos apectos, en este proyecto se realizó un diagnóstico de la situación actual de la planta de tratamiento del agua residual de la Universidad Autónoma de Occidente, con el fin de identificar elementos clave orientados a visualizar oportunidades de mejora en la planta o factores a resaltar en la gestión del agua residual en la Universidad. El estudio consistió en un análisis técnico del sistema de tratamiento en términos de las unidades diseñadas y construidas y las variables de control y operación del sistema de lodos activados. Este análisis permitió establecer, que en términos de condiciones operacionales el sistema es operado como un sistema de lodos activados en la modalidad convencional y en términos de condiciones hidráulicas es operado como un sistema de lodos activados bajo la modalidad de aireación extendida. Del mismo modo se pudo identificar que el sistema se ha venido operando bajo condiciones de sobrecarga hidráulica y orgánica, lo que se ha reflejado en un TRH de 19h en el tanque de aireación y presentando eventos de flotación de lodos; no obstante, se resalta que el sistema ha alcanzado eficiencias de reducción de DBO5, SST y grasas y aceites de 96.6% ± 4.1%, 98.4% ± 3.3% y 95.1% ± 5.2% respectivamente, permitiendo alcanzar los objetivos de calidad en términos de cumplimiento de la normativa para el vertimiento del agua residual sobre una fuente superficial. En términos de las condiciones biológicas del sistema, se realizó un análisis exploratorio de la microbiota presente y se encontró que la biomasa encontrada en el sistema presenta una microbiota típica de sistemas de lodos activados principalmente de protozoos, de los cuales se destaca la presencia de ciliados libres reptantes como Euplotes sp., y ciliados libres nadadores como Paramecium sp. Adicionalmente, se evidenció la presencia de bacterias filamentosas que podrán estar relacionadas con algunos de los eventos de mala sedimentabilidad en el sedimentador secundario | The wastewater treatment plants (WWTP) generate impacts on society and the environment, improving the quality of life and reducing the health risk by having a correct wastewater management; In this sense, the knowledge of the operational conditions of the system plays a fundamental role in the improvement and optimization projects of the existing treatment systems. Taking into account these aspects, in this project a diagnosis was made of the current situation of the Wastewater Treatment Plant of the Autonomous University of the West, in order to identify key elements oriented to the possibility of improving the plant or factors to highlight in the wastewater management in the University. The study consisted of a technical analysis of the treatment system in terms of the units and constructions and the variables of control and operation of the activated sludge system. This analysis is established, that in terms of operational conditions, the system is operated as a sludge system, activated in the conventional mode, and in the terms of the conditions, technical, operational, such as a mud system, activated, in the aeration mode, extended. In the same way, it was identified that the system was operated under the conditions of hydraulic and organic overload, which was reflected in a HRT of 19 hours in the aeration tank and presenting sludge flotation events; nevertheless, it is highlighted that the system has achieved on average efficiency reduction of BOD5, TSS and fats and oils of 96.6% ± 4.1%, 98.4% ± 3.3% and 95.1% ± 5.2% respectively, allowing toreach the quality objectives in terms of compliance with regulations for the discharge of wastewater on a surface source. In terms of the biological conditions of the system, an exploratory analysis of the present microbiota was carried out and it was found that the biomass found in the system presents a typical microbiota of activated sludge systems mainly of protozoa, of which the presence of ciliates stands out free crawlers such as Euplotes sp., and free swimming ciliates such as Paramecium sp. Additionally, the presence of filamentous bacteria that can be found with the events of bad sedimentation in the secondary sedimenter is evidenced. | Pasantía de investigación (Ingeniero Ambiental)- Universidad Autónoma de Occidente, 2018 | Pregrado | Ingeniero(a) Ambiental

La configuración del Sistema de Lodos Activados en la Modalidad de Estabilización por Contacto (SLAEC) separa los principios de la cinética microbiana, para reducir en un corto periodo los contaminantes del agua residual (AR), constituyéndose está en su principal ventaja frente a las otras configuraciones de lodos activados y por la cual puede operar eficientemente en ausencia de la clarificación primaria de AR. Tomando en cuenta lo anterior y bajo condiciones estables de operación, se evaluó el desempeño del SLAEC sin clarificación primaria en el tratamiento de AR desarenada durante 114 d (Fase I), posteriormente se incluyó la clarificación primaria durante 69 d (Fase II) para comparar los efectos de este proceso sobre: i) calidad del AR afluente al sistema biológico, ii) variables operacionales y iii) calidad del lodo secundario. Esta investigación fue realizada a escala piloto en las instalaciones de la planta de tratamiento de agua residual doméstica (PTAR-C), la cual trata el AR de la Ciudad de Cali. Las condiciones operacionales fueron iguales en las dos Fases por lo que la presencia ó ausencia de la clarificación primaria se constituyó en el único factor causal de las diferencias observadas. Estas condiciones fueron: Q: 0.726 L.s-1, Recirculación de lodos: 40%, TRC: 6 d, TRHRC neto: 0,84 h, TRHRE neto: 4.3 h, OD: 2.0 mg.L-1, SSVLMRC: 1500 mg.L y SSVLMRE: 3500 mg.L-1. Los resultados mostraron que la composición de los afluentes al RC en cada fase (ARd Fase I y EP Fase II), presentaron diferencias en un nivel de significancia de 0.05, tal diferencia respondió al comportamiento esperado, debido a la inclusión de la clarificación primaria. Sin embargo, las concentraciones del sustrato en el EP no llegaron a ser inhibitorias para el desarrollo de la actividad microbiana. Las concentraciones de DQO, DBO5 y SST en el ES de la Fase I y II fueron 54, 36 y 18 mg.L-1 para la primera y 42, 26 y 20 mg.L-1 en la segunda; ; la similitud en la calidad del ES de las dos Fases resultó posiblemente de un adecuado desempeño de los mecanismos de adsorción y entrampamiento de la MO soluble y particulada, así como de la capacidad de floc biológico para atrapar el material particulado orgánico e inorgánico. Sin embargo, el ingreso de sustancias potencialmente inhibitorias de la actividad microbiana como G/A y detergentes, producto de la ausencia una barrera de control, función que desempeñó la clarificación primaria durante la Fase II, resulto en una gran desventaja para el equilibrio y estabilidad del sistema, ya que las propiedades de biofloculación del floc biológico fueron alteradas por este tipo de sustancias.

La recuperación de nutrientes por medio de la precipitación química a partir de agua residual, es un campo de investigación en el cual se debe indagar con el fin de desarrollar procesos más eficientes que permitan el aprovechamiento de compuestos a base de nitrógeno y fósforo aplicables a procesos agrícolas e industriales, logrando así una gestión integral más sostenible; en este sentido, este trabajo de grado estuvo orientado a ampliar el conocimiento y las experiencias en el tratamiento de agua residual mediante la caracterización estructural de los lodos obtenidos durante el proceso de precipitación química como alternativa de recuperación de nutrientes. El proyecto tuvo una etapa experimental a escala laboratorio en la cual se evaluaron la influencia de la dosis del reactivo precipitante sobre las características estructurales de obtenidos de un proceso de recuperación de nutrientes utilizando cloruro de magnesio (MgCl2) e hidróxido de sodio (NaOH) como reactivos de precipitación, y la influencia del tiempo de retención hidráulico (TRH) sobre las características del mismo. Los análisis de microscopia óptica y de SEM-EDS evidenciaron que al incrementar la dosis de MgCl2 como reactivo para la precipitación, se alcanzó una mayor formación de microcristales en su mayoría de forma cúbica, y de partículas de diferentes tamaños con una estructura amorfa, que de acuerdo con los resultados de la difracción de rayos X estuvo asociada a la presencia de sales como la estruvita e hidroxiapatita. Para los ensayos con NaOH como reactivo de precipitación se encontró que se promovió la precipitación de sales con estructuras amorfas, asociadas principalmente a la hidroxiapatita; así mismo se observó que el incremento del pH aunque favoreció los procesos de precipitación, no se reflejó en un incremento en el tamaño de las partículas formadas. En cuanto a la influencia del TRH sobre las características estructurales de las partículas obtenidas, el análisis la microscopia óptica y en contraste con las observaciones de SEM-EDS mostró que el incremento del TRH promovió la formación de partículas con una morfología más definida, tanto para las estructuras cristalinas como las amorfas | The recovery of nutrients through chemical precipitation from wastewater, is a research field in which it is necessary to investigate in order to develop more efficient processes that allow the use of nitrogen and phosphorus-based compounds applicable to processes agricultural and industrial, thus achieving a more sustainable integral management; In this sense, this grade work was aimed at expanding knowledge and experiences in the treatment of wastewater through the structural characterization of sludge obtained during the chemical precipitation process as an alternative for nutrient recovery. The project had an experimental stage on a laboratory scale in which the influence of the dose of the precipitating reagent on the structural characteristics of obtained from a nutrient recovery process was evaluated using magnesium chloride (MgCl2) and sodium hydroxide (NaOH) as precipitation reagents, and the influence of hydraulic retention time (HRT) on its characteristics. The analysis of optical microscopy and SEM-EDS showed that by increasing the dose of MgCl2 as a reagent for precipitation, a greater formation of microcrystals was achieved, mostly in a cubic form, and of particles of different sizes with an amorphous structure, which According to the results of X-ray diffraction, it was associated with the presence of salts such as struvite and hydroxyapatite. For tests with NaOH as a precipitation reagent, it was found that the precipitation of salts with amorphous structures was promoted, mainly associated with hydroxyapatite; It was also observed that the increase in pH, although it favored precipitation processes, was not reflected in an increase in the size of the particles formed. Regarding the influence of HRT on the structural characteristics of the particles obtained, the optical microscopy analysis and in contrast to the observations of SEM-EDS showed that the increase in HRT promoted the formation of particles with a more defined morphology, both for Crystal structures like amorphous | Pasantía de investigación (Ingeniero Ambiental)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2019 | Pregrado | Ingeniero(a) Ambiental

El presente trabajo de investigación experimental busca la reducción de aceites y grasas residuales domésticas a través de la biodegradación por microorganismos presentes en los lodos activados de una planta de tratamiento de agua residual. Este trabajo se desarrolló a escala de laboratorio en un sistema discontinuo o batch, que consiste en un reactor en donde se mezclará la biomasa representado por los lodos activados de una planta de tratamiento de agua residual, la cual reaccionará con el sustrato representado por los aceites y grasas residuales domesticas obtenidos de una trampa de grasa. Para contrarrestar la poca solubilidad de los aceites y grasas con los lodos activados y evitar que se origine un sistema bifásico por la tendencia a flotar de los aceites y grasas cuando son mezclados con los lodos activados, se analizaron dos mecanismos de mezcla: El primero por inyección de aire y el segundo por agitación mecánica. Los ensayos experimentales se llevaron a cabo a nivel de laboratorio, donde se monitorearon las concentraciones de aceites y grasas, lográndose determinar que bajo ciertas condiciones de pH, temperatura y tiempo de contacto se logra reducir los aceites y grasas hasta en un 46.8 %, lo que confirma nuestra hipótesis inicial. Además, se pudo determinar que la agitación mecánica es el mecanismo ideal de mezcla para este tipo de trabajo. Con los resultados obtenidos del presente trabajo de investigación se obtiene un doble beneficio: Por un lado, se da un uso a los lodos activados de las plantas de tratamiento de agua residual por ser el principal problema como subproducto que se genera en las plantas de tratamiento. Y, por otro lado, se reducen los aceites y grasas residuales domésticas. Finalmente, se realizó un análisis de costos demostrando que es totalmente viable llevar el piloto a escala real. | This experimental research seeks to reduce domestic waste oils and fats through biodegradation by microorganisms present in the activated treatment plant domestic wastewater sludge. This work was carried out on a laboratory scale in a batch system , consisting of a reactor where the biomass represented by activated a treatment plant wastewater it react with the substrate represented by oils and sludge mix domestic waste fats obtained from a grease trap. To counter the poor solubility of oils and fats with activated sludge and prevent phase system arising from the tendency to float on the oils and fats when mixed with activated sludge two mechanisms mixture was analyzed: The first was air injection and the second by mechanical agitation. Experimental tests were carried out in the laboratory, where concentrations of oils and fats were monitored, achieving determined that under certain conditions of pH, temperature and contact time, are able to reduce the oils and fats as much as 46.8% confirming our initial hypothesis. In addition it was determined that mechanical agitation is the ideal mixing mechanism for this type of work. With the results of this research, a double benefit is obtained: On the one hand use is given to the activated treatment plants of domestic wastewater sludge to be the main problem as a byproduct that is generated in plants. And secondly treating the oils and fats domestic wastewater are reduced. Finally, a cost analysis was performed showing that it is entirely feasible to take the pilot-scale. | Tesis

En el presente documento se aborda el trabajo de pasantía institucional, donde se evaluó y se analizó el manejo de los biosólidos de la Planta de tratamiento de Agua Residual de Cañaveralejo de la ciudad de Cali (PTAR-C), a partir de la observación presencial y de la revisión de literatura, se identificaron diferentes alternativas disponibles para el manejo y aprovechamiento de los biosólidos, generados como subproductos del tratamiento de las aguas residuales. En el marco de la metodología aplicada, se identificaron nueve alternativas para la gestión de los biosólidos, de los cuales se seleccionaron cuatro por medio de la matriz de priorización “Holmes”, que corresponden al acondicionamiento orgánico de suelos, compostaje, disposición en rellenos sanitarios como material de cobertura, re-vegetalización y/o recuperación de áreas no productivas. Para estas alternativas se evaluaron los correspondientes aspectos económicos, ambientales, técnicos y sociales, definiendo como alternativa a la re-vegetalización y/o recuperación de áreas no productivas. Las áreas no productivas se identifican como zonas donde no es posible desarrollar ninguna actividad económica, social o de productividad porque las condiciones físicas y ambientales no son óptimas para su implementación. Y se ubican principalmente en zonas rurales del departamento del Valle del Cauca. A través del uso de los biosólidos se logrará potencializar las zonas encontradas para recuperar y mejorar las condiciones que se tenían inicialmente, para viabilizar futuros proyectos. Posteriormente, se desarrolló una metodología detallada para la propuesta seleccionada en cinco fases que permiten su implementación de las plantas de tratamiento de aguas residuales con características semejantes de operación y composición de los lodos de depuración a la PTAR-C. Bajo esta perspectiva, se obtuvo como resultado el diseño de un procedimiento de manejo de biosólidos, integrado con la generación de este material en el contexto de la gestión sanitaria actual de la ciudad de Cali. Las etapas de la metodología son la consulta cartográfica de las áreas no productivas a nivel regional, visitas de campo en las áreas seleccionadas, posterior a esto el diagnóstico y análisis de las características técnicas, social, económica y ambiental de los lugares encontrados, para definir su viabilidad, teniendo en cuenta la normativa vigente, el análisis de la logística que se debe implementar y posterior a esto el acuerdo de voluntad, entre la PTAR y el usuario, finalmente la implementación de la solicitud formal de los permisos a la autoridad competente requeridos para la disposición de los biosólidos en los municipios, está metodología tiene entonces como propósito ser una herramienta disponible para la gestión de biosólidos en la PTAR-C | Pasantía institucional (Ingeniero Ambiental)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2019 | Pregrado | Ingeniero(a) Ambiental

Los sistemas de lodos activados operados en regiones de clima tropical han mostrado la capacidad de llevar a cabo procesos de transformación de nitrógeno, los cuales se desarrollan de manera incipiente afectando la eficiencia de reducción de materia orgánica carbonácea, cuando no son concebidos inicialmente para la reducción simultanea de carbono y nitrógeno. En este sentido, en el presente estudio, se puso a prueba una una modificación en la configuración del sistema de lodos activados en la modalidad de estabilización por contacto para la reducción de materia orgánica carbonácea y nitrogenada en agua residual doméstica, donde se evaluó específicamente, la influencia del Tiempo de Retención Celular (TRC) sobre el desempeño del sistema. La investigación fue llevada a cabo a escala piloto en las instalaciones de la Planta de tratamiento de agua residual ¿ Aguas del Sur (PTAR ¿ A.S.) de Cali. El sistema fue alimentado con el ARD afluente a la PTAR-A.S. y contó con dos etapas; la Etapa 1 para la reducción de materia orgánica carbonácea donde se mantuvo un TRC fijo alrededor de 6 d y la Etapa 2 para la transformación del material nitrogenado, donde se evaluaron tres TRC que correspondientes a cada condición operacional C1 (0,5±0,2 d), C2 (15,7±6,2 d) y C3 (1,3±0,4 d). Se encontró que independientemente del TRC garantizado en la Etapa 2, los procesos de transformación de nitrógeno se llevaron a cabo adecuadamente durante las 3 condiciones operacionales, alcanzando eficiencias de reducción de NAT superiores al 85%; asociadas al carácter hibrido del sistema (crecimiento adherido y suspendido) que le confiere a la biomasa adherida un tiempo de permanencia suficiente para desarrollar los procesos de transformación de nitrógeno, aun con bajos TRC; sin embargo se consideró como mejor condición de operación C3, pues con un valor de TRC de 1.3±0.4 d, se obtuvo una eficiencia de reducción de NAT del 93±7%, la cual fue un poco mayor comparada con las eficiencias obtenidas durante C1 y C2, aunque sin diferencias estadísticamente significativas. Sin embargo durante C3 se logró la mejor calidad del efluente en términos del contenido de NAT (2 mg.L-1) y bajo contenido de sólidos (16±12 mg.L-1), así como un efluente altamente estabilizado en cuanto al contenido de materia orgánica carbonácea (DQO=40 mg.L-1, mediana) con una eficiencia de reducción global de DQO del 93±6%. Adicionalmente se encontró que el TRC tuvo influencia directa sobre las características de sedimentabilidad del lodo y la concentración SSVLM, evidenciándose que para valores tan bajos como el mantenido durante C1 (0,5±0,2 d), la sedimentabilidad del lodo fue pobre (IVL de 422 mL.g1 para la Etapa 1 y 322 mL.g-1 para la Etapa 2) y los SSVLM fueron muy bajos, a diferencia de lo ocurrido con TRC superiores, donde mejoró la sedimentabilidad del lodo, obteniendo una calificación de buena a media y la concentración de SSVLM aumentó, confiriéndole al sistema mayor estabilidad operacional.

La aireación es el principal consumidor de electricidad en el tratamiento de las aguas residuales municipales, presente en ciertos procesos biológicos, como los lodos activados, los cuales demandan entre el 50-70% de los costos de la energía necesaria para tratamiento del agua residual. Por consiguiente, para lograr una alta eficiencia de la transferencia de oxígeno en los tratamientos biológicos aeróbicos, son usados comúnmente los difusores de burbuja fina. El desempeño de las membranas de los difusores de burbuja fina es afectado por el ensuciamiento que comprende la acumulación de sustancias suspendidas o disueltas sobre su superficie y/o dentro de sus poros, ocasionando el incremento de los costos de operación, asociados a los sistemas de aireación. Con el propósito de mitigar el ensuciamiento en la industria del tratamiento de aguas residuales, son usadas diferentes técnicas de limpieza convencionales que traen consigo desventajas. El presente trabajo evalúa la técnica de limpieza convencional mediante la adición de agentes químicos y la limpieza con ultrasonido, siendo esta ultima una técnica novedosa para remover el ensuciamiento en difusores de burbuja fina; desde el punto de vista de la presión de descarga, costos de operación, eficiencia y transferencia de oxígeno en condiciones estándar. Los resultados muestran que la aplicación de las técnicas de limpieza recupera parcialmente la transferencia de oxígeno en las membranas difusoras y a la reducen los costos operativos.Concluyendo que, entre las tres técnicas de limpieza evaluadas, el ultrasonido es el que presenta los mejores resultados. | 1. GLOSARIO ...................................................................................................................... 10 2. RESUMEN........................................................................................................................ 13 3. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 14 4. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ......................................................................... 16 5. DELIMITACIÓN.............................................................................................................. 18 5.1 Conceptual....................................................................................................................................18 5.2 Geográfica ....................................................................................................................................18 6. OBJETIVOS ..................................................................................................................... 20 6.1 Objetivo general...........................................................................................................................20 6.2 Objetivos específicos ..................................................................................................................20 7. ANTECEDENTES............................................................................................................ 21 8. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................. 24 9. MARCO TEÓRICO.......................................................................................................... 25 9.1 Difusores empleados en el tratamiento de aguas.....................................................................26 9.1.1 Difusores de burbuja gruesa:............................................................................................. 26 9.1.2 Difusores de burbuja fina:................................................................................................. 27 9.2 Ensuciamiento de los difusores .................................................................................................28 9.3 Limpieza de difusores de membrana utilizadas en la industria del agua .............................30 9.4 Tratamientos de limpieza de membrana en difusores de burbuja fina .................................31 9.4.1 Limpieza física:................................................................................................................. 31 9.4.2 Limpieza química:............................................................................................................. 31 9.5 Limpieza de membranas con ultrasonido.................................................................................32 9.5.1 Antecedentes de limpieza de membranas con ultrasonido................................................ 32 10. METODOLOGÍA ............................................................................................................. 35 11. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS ........................................................ 43 11.1 Análisis de las técnicas de limpieza en difusores de burbuja fina a escala 1:33.................43 11.1.1 Evaluación de la transferencia de oxígeno:....................................................................... 44 11.1.2 Evaluación de la presión de descarga (DWP):.................................................................. 46 11.1.3 Costos de operación – Banco de pruebas:......................................................................... 47 11.2 Simulación de limpieza a diferentes configuraciones de procesos de lodos activados......49 11.2.1 Evaluación de la transferencia de oxígeno:....................................................................... 49 11.2.2 Evaluación de los costos de operación.............................................................................. 52 12. CONCLUSIONES ............................................................................................................ 54 13. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................................................................. 56 14. ANEXOS .......................................................................................................................... 61 A. Implementación de limpieza de membranas de ultra y microfiltración con ultrasonido. ..61 B. Tipos de difusores empleados en el tratamiento de agua residual ........................................63 C. Características de difusores disponibles en el mercado por diferentes fabricantes............64 D. Limpieza química en difusores de membrana tubulares (Jiang et al., 2020).......................65 E. Ecuaciones de aireación..............................................................................................................66 F. Estructuración de difusores de burbuja fina a escala 1:33 .....................................................67 G. Hoja de cálculo de la aplicación de resultados a diferentes configuraciones de procesos de lodos activados.............................................................................................................................67 | Aeration is the main consumer of electricity in municipal wastewater treatment, present in certain biological processes, such as activated sludge, which demand between 50-70% of the energy costs necessary for wastewater treatment. Therefore, in order to achieve high efficiency of oxygen transfer in the Aerobic biological treatments, fine bubble diffusers are commonly used. The performance of fine bubble diffuser membranes is affected by fouling, which comprises the accumulation of suspended or dissolved substances on their surface and / or within their pores, causing increased operating costs associated with air conditioning systems. aeration. In order to mitigate fouling in the industry of the wastewater treatment, different conventional cleaning techniques are used that bring with them disadvantages. The present work evaluates the conventional cleaning technique by adding chemical agents and cleaning with ultrasound, the latter being a novel technique to remove dirt in fine bubble diffusers; from the point of view of discharge pressure, operating costs, efficiency and oxygen transfer under standard conditions. The Results show that the application of cleaning techniques partially recovers the oxygen transfer in the diffuser membranes and reduces operating costs, concluding that, among the three cleaning techniques evaluated, ultrasound is the one that presents the best results. | Pregrado