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DETERMINACIÓN DE LOS COEFICIENTES DE REACCIÓN DEL

CRECIMIENTO BIOLÓGICO Y DECAIMIENTO ENDÓGENO EN LAS LAGUNAS

DE ESTABILIZACIÓN DEL MUNICIPIO DE ZIPAQUIRÁ.

OSCAR HUMBERTO TORRES CARVAJAL

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

BOGOTA D.C.

2017

DETERMINACIÓN DE LOS COEFICIENTES DE REACCIÓN DEL

CRECIMIENTO BIOLÓGICO Y DECAIMIENTO ENDÓGENO EN LAS LAGUNAS

DE ESTABILIZACIÓN DEL MUNICIPIO DE ZIPAQUIRÁ.

OSCAR HUMBERTO TORRES CARVAJAL

Trabajo de grado para optar al título de ingeniero civil

Director

FELIPE SANTAMARÍA ALZATE

Ingeniero sanitario

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

BOGOTA D.C.

2017

4

FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

PROYECTO DE GRADO 2017 - I

Realizado por: Oscar Humberto Torres C.

Nota de Aceptación

______________________________

______________________________

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______________________________

________________________________________

Firma del Presidente del jurado

____________________________________

Firma del jurado

Bogotá D.C. 17 de Mayo de 2017

5




AGRADECIMIENTOS

La vida llena de sorpresas a quienes salen en busca de oportunidades, no son las casualidades

las que nos abren caminos, sino, nosotros mismos quienes decidimos salir y enfrentar al

mundo, muchas veces solos pero la mayoría del tiempo en compañía de quienes siempre han

estado a tu lado, esas luces en el camino que desde el momento en que naces te dan la mano

para dar tus primeros pasos de vida.

Hoy quiero agradecer a mis padres, quienes son el motor que me impulsa a luchar y seguir

creciendo cada día para superar mis propios límites, a mi hermana mayor quien es un espejo

frente a mí y que me muestra más allá del camino, también a mi hermano menor quien me

muestra la inocencia que aún existe en el mundo y veo en él un alumno de vida, recordándome

el buen comportamiento y el ejemplo que debo tener para guiarlo en buenos pasos.

6




Tabla de contenido 1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................ 16

2 ANTECEDENTES ........................................................................................... 18

3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................. 19

3.1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA ............................................................ 19

3.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA .......................................................... 19

4 OBJETIVOS .................................................................................................... 21

4.1 GENERAL ................................................................................................. 21

4.2 ESPECÍFICOS .......................................................................................... 21

5 JUSTIFICACIÓN ............................................................................................. 22

6 DELIMITACIÓN .............................................................................................. 23

6.1 ESPACIO .................................................................................................. 23

6.2 TIEMPO .................................................................................................... 23

6.3 CONTENIDO ............................................................................................ 23

6.4 ALCANCE ................................................................................................. 24

7 MARCO DE REFERENCIA ............................................................................ 25

7.1 MARCO TEÓRICO ................................................................................... 25

7.1.1 Tratamiento biológico. ........................................................................ 25

7.1.2 Lagunas de estabilización. ................................................................. 25

7.1.3 Lagunas aerobias. .............................................................................. 26

7.1.4 Lagunas anaerobias. .......................................................................... 26

7.1.5 Lagunas facultativas. .......................................................................... 28

7.1.6 Procesos biológicos. ......................................................................... 34

7.2 MARCO CONCEPTUAL ........................................................................... 35

7.2.1 Planta de tratamiento de agua residual (PTAR). ................................ 35

7.2.2 Ecuaciones de MONOD. .................................................................... 35

7.2.3 Utilización del Sustrato ....................................................................... 37

7.3 MARCO LEGAL ........................................................................................ 38

7.4 MARCO HISTORICO................................................................................ 40

7.5 AFLUENTE DE CAUDAL Y CARGAS ...................................................... 41

8 ESTADO DEL ARTE ...................................................................................... 42

7




8.1 DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO ............................................ 42

8.2 DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA ............................................................... 42

8.2.1 Tratamiento primario. ......................................................................... 42

8.2.2 Tratamiento Secundario. .................................................................... 44

8.3 UBICACIÓN .............................................................................................. 50

9 METODOLOGÍA ............................................................................................. 52

9.1 VARIABLES .............................................................................................. 53

9.2 DISEÑO DEL MUESTREO ....................................................................... 53

9.2.1 Caracterización fisicoquímica. ............................................................ 53

9.3 DEFINICIÓN DE LAS CONSTANTES. ..................................................... 53

10 RESULTADOS ............................................................................................. 55

10.1 DATOS DE PRECIPITACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO .................. 55

10.2 DATOS HISTÓRICOS DE LA PTAR ZIPA II ......................................... 57

10.3 RESULTADOS DE LABORATORIO ..................................................... 63

10.3.1 Procedimiento de laboratorio. ......................................................... 66

10.4 RESULTADOS DE LA LAGUNA ANAEROBIA ..................................... 69

10.4.1 ZIPA I .............................................................................................. 70

10.4.2 ZIPA II ............................................................................................. 72

10.5 Resultados laguna Facultativa ............................................................... 80

10.6 RESULTADOS COEFICIENTE DE DECAIMIENTO ENDÓGENO ........ 91

11 ANÁLISIS DE RESULTADOS ...................................................................... 93

11.1 ANÁLISIS DE VALORES HISTÓRICOS DE PRECIPITACIÓN PARA

ZIPAQUIRÁ ........................................................................................................ 93

11.2 ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LABORATORIO. ............................. 93

11.3 ANÁLISIS DE RESULTADOS EN LA LAGUNA ANAEROBIA .............. 95

11.4 ANÁLISIS DE RESULTADOS EN LA LAGUNA FACULTATIVA ........... 98

11.5 ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL COEFICIENTE DE DECAIMIENTO

ENDÓGENO .................................................................................................... 101

8




LISTA DE FIGURAS

Pg.

Imagen 1 Mecanismo de Autodepuración en lagunas facultativas ........................ 31

Imagen 2. Plano de la PTAR Zipa II ....................................................................... 49

Imagen 3 Ubicación del municipio de Zipaquirá .................................................... 51

LISTA DE ECUACIONES

Pg.

Ecuación 1: Relación de conversión de carbohidratos a células bacterianas ........ 27

Ecuación 2: Fermentación de metano ................................................................... 27

Ecuación 3: Correlación Sudafricana ..................................................................... 28

Ecuación 4: Cinética de primer orden .................................................................... 29

Ecuación 5: Periodo de retención de primer orden ................................................ 29

Ecuación 6: Volumen de diseño............................................................................. 30

Ecuación 7: Oxidación de la materia orgánica ....................................................... 34

Ecuación 8: Producción fotosintética de Oxigeno .................................................. 34

Ecuación 9 Digestión anaeróbica de la materia ..................................................... 35

Ecuación 10 Crecimiento Microbiano ..................................................................... 35

Ecuación 11 Duplicación celular ............................................................................ 37

Ecuación 12 Duplicación de las hijas células ......................................................... 37

Ecuación 13 Utilización del sustrato ...................................................................... 37

Ecuación 14 Tasa de utilización de sustrato .......................................................... 37

Ecuación 15 Respiración endógena ...................................................................... 38

9




LISTA DE GRÁFICAS

Pg.

Gráfica 1 Crecimiento Microbiano .......................................................................... 36

Gráfica 2. Media mensual de precipitación de Zipaquirá ....................................... 56

Gráfica 3 relación n Vs Kn para los valores históricos – Zipa I .............................. 72

Gráfica 4 relación n Vs Kn para los valores históricos – Zipa II ............................. 75

Gráfica 5 Carga superficial Zipa I ........................................................................... 76

Gráfica 6 Carga superficial Zipa II .......................................................................... 77

Gráfica 7 Carga superficial Zipa I con periodo de retención .................................. 79

Gráfica 8 Carga superficial Zipa II con periodo de retención ................................. 80

Gráfica 9 coeficiente global de reacción Zipa I Vs Zipa II ...................................... 91

LISTA DE TABLAS

Pg.

Tabla 1 Artículo 150 Tabla 41 ................................................................................ 40

Tabla 2 Valores totales mensuales de precipitación de Zipaquirá ......................... 55

Tabla 3 Históricos Zipa I - EAAAZ - 2014 ............................................................. 57

Tabla 4 Históricos Zipa II - EAAAZ - 2014 ............................................................ 57





Tabla 9 Históricos Zipa I - CAR - 2014 ................................................................. 60

Tabla 10 Históricos Zipa II - CAR - 2014 .............................................................. 60

Tabla 11 Históricos Zipa I - CAR - 2015 ............................................................... 60

Tabla 12 Históricos Zipa I - CAR - 2016 ............................................................... 61

Tabla 13 Resumen de datos históricos para las PTAR's Zipa I y Zipa II .............. 62

Tabla 14 Datos de laboratorio. Muestreo 1 ............................................................ 63

Tabla 15 Datos de laboratorio. Muestreo 2 ............................................................ 63

Tabla 16 Media de datos de laboratorio ................................................................. 64

Tabla 17 Cálculo de sólidos en el agua ................................................................. 65

Tabla 18 Calculo de la DBO5 de la muestra .......................................................... 66

Tabla 19 Tiempos de Retención de Diseño ........................................................... 70

Tabla 20 Datos de las Lagunas Anaerobias .......................................................... 70

Tabla 21 Resumen de datos para el cálculo de Kn – Zipa I ................................... 70

Tabla 22 Determinación de Kn con valores históricos – Zipa I .............................. 71

10




Tabla 23 Valores de Kn para datos teóricos de n en las lagunas anaerobias de

Zipa I ...................................................................................................................... 72

Tabla 24 Resumen de datos para el cálculo de Kn – Zipa II .................................. 73

Tabla 25 Determinación de Kn con valores históricos – Zipa II ............................. 73

Tabla 26 Valores de Kn para datos teóricos de n en las lagunas anaerobias de

Zipa II ..................................................................................................................... 74

Tabla 27 Datos del diseño de las lagunas facultativas Zipa I y Zipa II ................... 75

Tabla 28 Carga superficial Zipa I ........................................................................... 76

Tabla 29 Carga superficial Zipa II .......................................................................... 77

Tabla 30 Carga superficial Zipa I con periodo de retención ................................... 78

Tabla 31 Carga superficial Zipa II con periodo de retención .................................. 79

Tabla 32 Datos históricos afectados por los porcentajes hallados en el laboratorio

Zipa I - CAR - 1016 ................................................................................................ 81


Zipa I - CAR - 1015 ................................................................................................ 81


Zipa II - CAR - 1014 ............................................................................................... 82


Zipa I - CAR - 1014 ................................................................................................ 82


Zipa I - EAAAZ - 1014 ............................................................................................ 83


Zipa II - EAAAZ - 1014 ........................................................................................... 83


Zipa I - EAAAZ - 1015 ............................................................................................ 84


Zipa II - EAAAZ - 1015 ........................................................................................... 84


Zipa II - EAAAZ - 1016 ........................................................................................... 85


Zipa I - EAAAZ - 1016 ............................................................................................ 85

Tabla 42 Resumen de los Datos históricos afectados por los porcentajes hallados

en el laboratorio – Zipa I ........................................................................................ 86

Tabla 43 Resumen de los Datos históricos afectados por los porcentajes hallados

en el laboratorio – Zipa II ....................................................................................... 86

Tabla 44 Calculo de la constante de degradación global – Zipa I .......................... 87

Tabla 45 Calculo de la constante de degradación global – Zipa II ......................... 87

Tabla 46 Calculo de la constante de degradación global tomando en cuenta la

temperatura especifica del sitio – Zipa I ................................................................. 87

Tabla 47 Calculo de la constante de degradación global tomando en cuenta la

temperatura especifica del sitio – Zipa II ................................................................ 88

11




Tabla 48 Valores iterativos para la degradación global – Zipa I............................. 88

Tabla 49 Tabla 39 Valores iterativos para la degradación global – Zipa II ............. 89

Tabla 50 Obtención de la constante de degradación global para la laguna de

estabilización de Zipa I .......................................................................................... 90

Tabla 51 Obtención de la constante de degradación global para la laguna de

estabilización de Zipa II ......................................................................................... 90

Tabla 52 Resumen de datos para Coeficiente de Decaimiento Endógeno ............ 91

Tabla 53 ϻ𝑚á𝑥 para los diferentes Ks .................................................................... 92

Tabla 54 Coeficiente de Decaimiento Endógeno ................................................... 92

Tabla 55 Análisis de resultados Valores DBO para lagunas anaerobias ............... 95

Tabla 56 valores comparativos de Ks .................................................................... 96

Tabla 57 Crecimiento Microbiano Ks ZIPA I .......................................................... 98

Tabla 58 Crecimiento Microbiano Ks ZIPA II ......................................................... 99

Tabla 59 Valores Típicos Ks .................................................................................. 99

Tabla 60 Resumen de resultados Valores de Crecimiento en Laguna Anaerobia . 97

Tabla 61 Resumen de resultados Valores de Crecimiento en Laguna Facultativa

............................................................................................................................. 101

Tabla 62 Resumen de resultados Valores de Decaimiento Endógeno de la PTAR

ZIPA II .................................................................................................................. 102

12




LISTA DE FOTOS

Foto 1 Tratamiento primario Zipa II ........................................................................ 43

Foto 2 Ducto de salida hacia la laguna Anaerobia ................................................. 43

Foto 3 Regleta sobre la Canaleta Parshall ............................................................ 44

Foto 4 Laguna Anaerobia Zipa II ............................................................................ 45

Foto 5 Laguna Facultativa Zipa II ........................................................................... 45

Foto 6 Reacción Anaerobia en la laguna anaerobia .............................................. 46

Foto 7 Algas de la laguna Facultativa .................................................................... 46

Foto 9 Algas flotantes laguna Facultativa .............................................................. 47

Foto 8 Algas flotantes ............................................................................................ 47

Foto 11 Canal de descarga de la planta Zipa II ..................................................... 48

Foto 10 Espumas presentes en el afluente ............................................................ 48

Foto 12 Espumas en el Rio Negro ......................................................................... 48

Foto 13 Instrumentos de medición de laboratorio .................................................. 64

Foto 14 Membranas con muestras ........................................................................ 65

Foto 15 Reactivos necesarios ................................................................................ 67

Foto 16 Botellas Winkler en incubadora a 20 °C ................................................... 68

Foto 17 Botellas Winkler con muestra después de 5 días de incubación .............. 68

13




GLOSARIO

AGUA RESIDUAL: Las aguas residuales son cualquier tipo de agua cuya calidad

se vio afectada negativamente por influencia antropogénica. Las aguas residuales

incluyen las aguas usadas domésticas y urbanas, y los residuos líquidos industriales

o mineros eliminados, o las aguas que se mezclaron con las anteriores (aguas

pluviales o naturales).

ÁREA SUPERFICIAL: El área total de la superficie de un objeto tridimensional.

CAUDAL: Cantidad de agua que mana o corre.

CRECIMIENTO MICROBIANO: El crecimiento bacteriano o microbiano es

la división de una bacteria en dos células hijas en un proceso llamado fisión binaria.

Suponiendo que no se produzca ningún caso de mutación las células hijas

resultantes serán genéticamente idénticas a la célula original.

DECAIMIENTO ENDÓGENO: el decrecimiento endógeno es un proceso donde la

propia biomasa es empleada como fuente de energía para el mantenimiento de la

célula.

DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXÍGENO (DBO): es un parámetro que mide la

cantidad de oxígeno consumido al degradar la materia orgánica de una muestra

líquida. Es la materia susceptible de ser consumida u oxidada por medios biológicos

que contiene una muestra líquida, disuelta o en suspensión.

LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN: Una laguna de estabilización es una estructura

simple para embalsar aguas residuales con el objeto de mejorar sus características

sanitarias.

LAGUNAS AEROBIAS: Estanque artificial al cual se llevan las aguas residuales

para sean tratadas mediante un proceso biológico de tipo aerobio

de descomposición de la materia orgánica. Son lagunas de baja profundidad, de 30

a 60 centímetros.

LAGUNAS ANAEROBIAS: Laguna con alta carga orgánica en la cual se efectúa el

tratamiento con ausencia de oxígeno con la producción de gas metano.

LAGUNAS FACULTATIVAS: Laguna de coloración verdosa cuyo contenido de

oxígeno varía de acuerdo con la profundidad y hora del día. En el estrato superior

de una laguna facultativa primaria existe una simbiosis entre algas y bacterias, en

presencia de oxígeno; en los estratos inferiores se produce una biodegradación

anaerobia de los sólidos sedimentadles.

https://es.wikipedia.org/wiki/Agua

https://es.wikipedia.org/wiki/Antropog%C3%A9nico

https://es.wikipedia.org/wiki/Reproducci%C3%B3n_asexual

https://es.wikipedia.org/wiki/Bacteria

https://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula

https://es.wikipedia.org/wiki/Fisi%C3%B3n_binaria

https://es.wikipedia.org/wiki/Mutaci%C3%B3n

14




OXÍGENO DISUELTO (OD): Es la cantidad de oxígeno en el agua, el cual es

esencial para los riachuelos y lagos saludables, puede ser un indicador de cuán

contaminada está el agua.

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL (PTAR): Es una instalación

donde a las Aguas Residuales se les retiran los contaminantes, para hacer de ella

un agua sin riesgos a la salud y/o medio ambiente al disponerla en un cuerpo

receptor natural (mar, ríos o lagos) o por su reusó en otras actividades de nuestra

vida cotidiana con excepción del consumo humano.

SOLIDOS SUSPENDIDOS (SS): es un parámetro utilizado en la calificación de

la calidad del agua y en el tratamiento de aguas residuales. Indica la cantidad de

sólidos (medidos habitualmente en miligramos por litro - mg/l), presentes,

en suspensión y que pueden ser separados por medios mecánicos.

TRATAMIENTO BIOLÓGICO: es un proceso que parece simple en la superficie ya

que utiliza procesos naturales para ayudar a la descomposición de sustancias

orgánicas, pero en realidad, es un proceso complejo que se ubica en la intersección

de la biología y bioquímica.

TEMPERATURA: refleja la cantidad de calor, ya sea de un cuerpo, de un objeto o

del ambiente. Dicha magnitud está vinculada a la noción de frío (menor

temperatura) y caliente (mayor temperatura).

TIEMPO DE RETENCIÓN: el tiempo de retención es el tiempo necesario que

deberá durar el agua dentro de la laguna de estabilización para que se realice la

depuración de la materia orgánica de forma correcta.

https://es.wikipedia.org/wiki/Calidad_del_agua

https://es.wikipedia.org/wiki/Tratamiento_de_aguas_residuales

https://es.wikipedia.org/wiki/Suspensi%C3%B3n_(qu%C3%ADmica)

http://definicion.de/calor/

15




RESUMEN

Esta investigación tiene como propósito determinar los Coeficientes de Crecimiento Biológico y Decaimiento Endógeno de las lagunas de estabilización de la planta de tratamiento de agua residual Zipa II del municipio de Zipaquirá, Cundinamarca. Lugar en donde se solicitó toma de muestras y datos históricos para desarrollar la investigación y evaluar la eficiencia de la planta. Se realizó el análisis de resultados teniendo en cuenta los datos arrojados por los ensayos físicos – químicos del laboratorio y las condiciones atmosféricas de la región. Para llegar a los resultados se utilizó métodos numéricos para las diferentes lagunas resolviendo que los coeficientes calculados se encuentran dentro del rango de valores utilizados por diferentes teóricos, presentando mayor acierto para la implementación de estos coeficientes en la región y obtención de mayores eficiencias en la remoción de la carga orgánica de estos sistemas.

16




1 INTRODUCCIÓN

Durante los últimos años el empleo de técnicas de limpieza de aguas residuales en

el mundo se ha ido desarrollando mediante el uso de procedimientos sencillos pero

eficientes y amigables con el medio ambiente; uno de estos métodos destacados

ha sido las lagunas de estabilización, las cuales logran resultados de alta efectividad

a bajos costos de operación.

Para el caso de Colombia se ha utilizado este método en muchas plantas de

tratamiento de agua residual (PTAR), construidas para municipios con un alto

crecimiento poblacional. En orientación a esta tendencia se tomó la decisión de

realizar la presente investigación a fin de identificar los coeficientes de crecimiento

microbiano (Ks) y decaimiento endógeno (Kd) para las lagunas de estabilización del

municipio de Zipaquirá en la PTAR Zipa II, los cuales son precisos para proveer del

tiempo necesario en el que los microorganismos degradan la materia orgánica

mediante el proceso de autodepuración, con miras a convertir el resultado de esta

investigación en un referente de operación para las plantas de tratamiento de agua

residual del país valiéndose de sus condiciones atmosféricas y ambientales.

Las lagunas de estabilización constituyen la tecnología de tratamiento biológico de

aguas residuales más sencillo de operar, con la mayor remoción de

microorganismos patógenos y materia orgánica, siendo su proceso de desinfección

natural. Las aguas que generalmente llegan a estos sistemas de tratamiento son de

origen domestico con algunas excepciones en las ciudades con nivel de industria,

las cuales llevan una carga orgánica que puede ser tratada a través de procesos

químicos, físicos y biológicos.

Este proceso de eliminación de materia orgánica se debe realizar para evitar niveles

de contaminación donde el afluente ponga en peligro la existencia de la biota,

presente colores, olores desagradables y no pueda ser aprovechado para el

consumo de poblaciones que requieran del líquido vital.

El presente estudio se realizó en el municipio de Zipaquirá, departamento de

Cundinamarca, lugar en el cual la Corporación Autónoma Regional de

Cundinamarca (CAR) ha realizado obras de mejoramiento de la planta de

tratamiento de agua residual con el contrato 276/04 “Estudios y diseños de obras

de rehabilitación y prediseños de ampliación de 19 PTARs – Zipa II”. Lugar en donde

se solicitaron datos históricos y se tomaron muestras para realizar ensayos de

laboratorio determinando los coeficientes de crecimiento microbiano (Ks) y el

coeficiente de decaimiento endógeno (Kd), teniendo en cuenta la elevación,

variación del clima, temperatura, humedad y nubosidad con el objetivo de evaluar

17




la eficiencia de la planta de tratamiento de agua residual Zipa II con los coeficientes

hallados para el municipio, dado que el municipio se encuentra con altos niveles de

crecimiento urbano, siendo también un receptor de visitantes por su historia y

centros turísticos es recomendable tener instalaciones en capacidad de soportar y

manejar la carga orgánica recolectada del municipio.

18




2 ANTECEDENTES

La evaluación de procesos en mejora de plantas de tratamiento de agua residual

(PTAR) para el manejo de aguas provenientes de los respectivos municipios y

ciudades, se ha convertido en tema de atención dado el auge ambiental que se ha

desarrollado los últimos años con el fin de mejorar la calidad del medio ambiente.

Teniendo en cuenta la investigación realizada en el municipio de La Ceja, Antioquia

(2003) se desarrollaron estudios dentro de la planta de tratamiento de agua residual

para la eliminación de la materia orgánica. Según un estudio realizado por la

Universidad Nacional de Colombia, presentó deficiencias en su operación por tanto

se realizó una reevaluación del proceso y la eficiencia de remoción de la materia

orgánica en lagunas de estabilización analizando la condición ambiental.

En la investigación se concluyó que “el sistema de lagunas del municipio de La Ceja

está conformado por dos lagunas anaerobias y una laguna facultativa, que reciben

las aguas residuales domésticas provenientes de un alcantarillado combinado. En

los años 2003 y 2004, se realizaron mediciones de variables físicas, químicas y

biológicas, incluyendo tres muestreos generales. El sistema funcionó

deficientemente debido a problemas hidráulicos. La deficiencia del sistema estuvo

acompañada de una baja remoción de nutrientes disueltos en la laguna facultativa

asociada a un pobre desarrollo de la comunidad de microorganismos. El sistema

presentó una remoción de carga orgánica del 75 %, relacionada principalmente con

la sedimentación en las lagunas anaerobias” (RUIZ, 2008).

Por otra parte, el municipio de Zipaquirá, municipio que para el año 2003 presentaba

problemas de manejo de aguas residuales y presencia de malos olores generados

por el deficiente sistema de descarga que existía en la época, por tal razón se

estableció según el contrato 276 de 2004 (Estudios y diseños de obras de

rehabilitación y pre-diseños de ampliación de 19 PTAR) presentado por la (CAR), la

optimización y ampliación de la PTAR hasta el año 2015; obras que permiten

atender las demandas del municipio.

Dentro de las obras de optimización se reconfiguró el sistema lagunar,

convirtiéndose en una laguna anaerobia seguida de una laguna facultativa (tren A),

y se construyó estructuras de alivio, aforo, tratamiento preliminar distribución de

caudales en la laguna. (CORPORACIÓN AUTONOMA REGIONAL CAR, 2005)

En función de lo consultado se formuló el proyecto aplicando estos principios de

buenas prácticas, aprovechando los factores ambientales en el avance de los

diseños constructivos, con el fin de mejorar la eficiencia en la remoción de materia

orgánica de las aguas residuales provenientes del municipio de Zipaquirá.

19




3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

3.1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

El municipio de Zipaquirá en su planta de tratamiento de agua residual Zipa II cuenta

con una laguna anaerobia, seguidas de una laguna facultativa al costado sur, la cual

debe dar como resultado la concentración de DBO máximo de 43 mg/l y los sólidos

suspendidos totales (SST) de 17 mg/l; sin embargo la planta fue diseñada para que

bajo una operación adecuada se alcancen efluentes con concentraciones de DBO

menores a 22 mg/l y de SST menores a 9 mg/l (CORPORACIÓN AUTONOMA

REGIONAL CAR, 2005).

La planta de tratamiento de agua residual (PTAR) del municipio de Zipaquirá

conforma según el contrato 276 de 2004 el estudios y diseños de obras de

rehabilitación y pre-diseños de ampliación, la cual se desarrolla en dos partes. Las

primeras obras de optimización y ampliación hasta el año 2015 y una segunda etapa

que consiste en obras de ampliación hasta el año 2030 la cual espera tener

capacidad para el tratamiento de todas las aguas residuales provenientes del

municipio de Zipaquirá con un alcantarillado combinado.

En consecuencia se considera la necesidad de realizar estudios que evalúen el

comportamiento actual del sistema de lagunas de estabilización implementadas

hasta el año 2015, de tal forma que permita la evaluación de la demanda bioquímica

de oxigeno (DBO), cantidad de solidos suspendidos volátiles (SSV), niveles de

oxígeno disuelto (OD), potencial de hidrogeno (PH), Sólidos suspendidos totales

(SST) y los coeficientes de crecimiento microbiano (Kd) y el coeficiente de

mortalidad microbiana (Ks), con el fin de interpretar su funcionamiento en términos

cinéticos y químicos, eficiencia en remoción de carga orgánica, así mismo

determinar posibles problemas ambientales asociados al establecimiento del

sistema lagunar.

3.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

La rehabilitación de la PTAR Zipa II busca mitigar, prevenir y corregir los impactos

y los efectos ambientales que se generen sobre los recursos naturales (afluentes),

el entorno y la comunidad. Se debe asegurar también la calidad de los procesos

que permiten la mejora en la disposición final de aguas residuales, las cuales, deben

20




cumplir estándares ambientales establecidos por el reglamento que exigen el

cumplimiento mínimos en el afluente imitando su uso aguas abajo del sitio de

disposición. Al momento de su vertimiento en la fuente receptora los estándares

deben se:

Demanda bioquímica de oxigeno (DBO) 80%

Sólidos suspendidos totales (SST) 80%

Teniendo en cuenta lo anteriores, se identifica la siguiente problemática a

desarrollar en este proyecto investigativo:

“No existen estudios que sustenten la caracterización de parámetros de

crecimiento biológico y decaimiento endógeno para evaluar el funcionamiento

y la eficiencia de la planta de tratamiento de agua residual con lagunas de

estabilización involucrando factores ambientales de la región

Cundiboyacense”

Partiendo de la problemática general, el interrogante del proyecto será el siguiente:

¿Son los valores de diseño utilizados por la CAR los adecuados para las

condiciones de la región donde está ubicada la planta de tratamiento de agua

residual del municipio de Zipaquirá?

21




4 OBJETIVOS

4.1 GENERAL

Establecer los coeficientes de reacción del crecimiento biológico y decaimiento

endógeno en las lagunas de estabilización pertenecientes a la PTAR ZIPA II del

municipio de Zipaquirá – Cundinamarca.

4.2 ESPECÍFICOS

Realizar ensayos físico – químicos del agua residual de la planta de

tratamiento de agua residual de Zipaquirá para determinar en base a datos

históricos los coeficientes de crecimiento microbiano (Ks) y decaimiento

endógeno (Kd).

Comparar los resultados de los coeficientes con los valores teóricos usados

comúnmente para diseños de diferentes plantas de tratamiento de agua

residual.

Evaluar las ventajas y desventajas de los diseños actuales de la planta de

tratamiento de agua residual Zipa II, utilizando los coeficientes hallados en el

presente documento para el municipio de Zipaquirá.

A partir de la información secundaria recolectada para las lagunas de

estabilización de la PTAR ZIPA I, determinar el coeficiente de crecimiento

biológico para la PTAR ZIPA I

22




5 JUSTIFICACIÓN

La elaboración del presente proyecto pretende conocer los coeficientes de

crecimiento microbiano (Kd) y el coeficiente de decaimiento endógeno (Ks), a nivel

regional específicamente trabajando en la planta de tratamiento de agua residual en

el municipio de Zipaquirá junto con su eficiencia. Académicamente se realizó la

comparación de estos valores con los coeficientes de referencia para establecer su

potencialidad en este medio, teniendo en cuenta las variables que competen

ambientalmente, siendo propias de la región para los cálculos y diseños de las

plantas de tratamiento de agua residual.

Es necesario realizar este proyecto de investigación para dar con mayor exactitud

estos valores (Kd y Ks), teniendo en cuenta la elevación, variación del clima,

temperatura, humedad, nubosidad, coeficientes atmosféricos y otros aspectos

ambientales diferentes a los utilizados por los investigadores, quienes realizan estas

indagaciones en regiones extranjeras.

Dichos estudios se efectuaron con el fin de evaluar y comparar la eficiencia de la

planta de tratamiento de agua residual con los valores de los coeficientes utilizados

para el diseño y los valores de los coeficientes hallados para la región.

23




6 DELIMITACIÓN

Con el fin de desarrollar óptimamente el presente proyecto fue necesario buscar

laboratorios de hidráulica con equipos especializados para realizar los ensayos que

establecieran la demanda bioquímica de oxigeno DBO junto con los sólidos totales

volátiles. Se realizaron acuerdos con la Universidad Piloto de Colombia y se

solicitaron datos históricos en la Corporación Autónoma Regional CAR a la mano

que en la Empresa de Acueducto Alcantarillado y Aseo de Zipaquirá, para obtener

la información necesaria para el proceso de investigación.

6.1 ESPACIO

Las investigaciones se realizaron en el municipio de Zipaquirá, específicamente en

la planta de tratamiento de agua residual Zipa II teniendo en cuenta su altura,

nubosidad, temperatura propios de la zona.

6.2 TIEMPO

El proyecto de investigación dio inicio el 30 de enero del 2017, por cambios

condicionados por la Universidad Católica de Colombia se debe entregar entre el

17 – 19 de abril del 2017 y no como se había propuesto en primera instancia el 18

de mayo ocasionando que los tiempos fueran reducidos notablemente, el cual era

necesario para el desarrollo de otros laboratorios necesarios para la determinación

de los coeficientes.

6.3 CONTENIDO

El presente proyecto consta del reconocimiento de las instalaciones de la planta de

agua residual Zipa II, evaluaciones, resultados y análisis de la cantidad de materia

orgánica expresada en DBO que ingresan a la planta, con el fin de calcular los

coeficientes de crecimiento biológico presente para la planta.

24




6.4 ALCANCE

El alcance del presente proyecto es el cálculo de los coeficientes de crecimiento

biológico y decaimiento endógeno de la planta de tratamiento de agua residual Zipa

II y la determinación de la eficiencia de la planta en las condiciones actuales.

25




7 MARCO DE REFERENCIA

7.1 MARCO TEÓRICO

Las lagunas de estabilización conforman la estructura más simple para embalsar

aguas residuales con el objetivo de mejorar su calidad antes de verterlas en un

cuerpo receptor. Las lagunas de estabilización se construyen con distintas

profundidades y propósitos, con períodos de retención relativamente grandes.

7.1.1 Tratamiento biológico.

Los tratamientos biológicos están orientados principalmente en la remoción de

cargas orgánicas, coliformes fecales, solidos suspendidos volátiles y gases olorosos

disueltos, pero en ellos también ocurre remoción de otros elementos tales como

tóxicos de origen químico, solidos sedimentables, aceites, grasas, en menor medida

nutrientes y agentes patógenos.

La remoción de DBO5 debe ser mayor del 80% para cumplir el Decreto 1594 de

1984, pero se tendrán eficiencias de remoción cercanas a 90% para todo o casi todo

el periodo de diseño. La concentración de solidos suspendidos totales tiene criterios

similares a la DBO.

Para la PTAR Zipa II el tipo de tratamiento utilizado es a través de las lagunas

aerobias y facultativas aireadas complementadas por lagunas de estabilización

facultativas, y en un futuro humedales de maduración instalados en serie. La

capacidad de remoción orgánica de las lagunas aireadas (aerobia y facultativa) es

la necesaria para que al bajar la concentración hasta valores que puedan ser

asimilados por las lagunas facultativas a continuación. De esta forma se minimizan

los requerimientos de energía utilizando al máximo la capacidad de las lagunas

facultativas. Es posible aumentar la capacidad de los equipos de aireación en forma

relativamente rápida para ajustarse a aumentos imprevistos en los caudales y

cargas de agua residual, dándole flexibilidad al sistema. (CORPORACIÓN

AUTONOMA REGIONAL CAR, 2005)

7.1.2 Lagunas de estabilización.

Las lagunas de estabilización son fundamentalmente reservorios artificiales que

comprenden una o varias series de lagunas aerobias, facultativas y de maduración.

El tratamiento primario se lleva a cabo en la laguna anaerobia, la cual se diseña

26




principalmente para la remoción de materia orgánica suspendida (SST) y parte de

la fracción soluble de materia orgánica (DBO5). La etapa secundaria en la laguna

facultativa remueve la mayoría de la fracción remanente de la DBO5 soluble por

medio de la actividad coordinada de algas y bacterias heterotróficas. El principal

objetivo de la etapa terciaria en lagunas de maduración es la remoción de patógenos

y nutrientes (principalmente Nitrógeno). Las lagunas de estabilización constituyen

la tecnología de tratamiento de aguas residuales más costo-efectiva para la

remoción de microorganismos patógenos por medio de mecanismos de

desinfección natural. Las lagunas de estabilización son particularmente adecuadas

para países tropicales y subtropicales debido a que la intensidad del brillo solar y la

temperatura ambiente son factores clave para la eficiencia de los procesos de

degradación. (RESTREPO, 2008)

7.1.3 Lagunas aerobias.

Las lagunas aeróbicas que han sido también referidas como fotosintéticas, son

estanques de profundidad reducida (0.5 a 1.0 m) y diseñadas para una máxima

producción de algas. En estas lagunas se mantienen condiciones aeróbicas a todo

nivel y tiempo, y la reducción de materia orgánica es efectuada por acción de

organismos aerobios. Estas unidades han sido utilizadas preferentemente para

propósitos de producción y cosecha de algas y su uso en tratamiento de desechos

no es generalizado. Ibíd., p. 29

7.1.4 Lagunas anaerobias.

Las lagunas anaerobias se utilizan normalmente en la primera fase del tratamiento

de agua residual con alto contenido de materia orgánica biodegradable. Su función

principal es el descenso de contenido en sólidos y materia orgánica del agua

residual y no la obtención de un efluente de alta calidad, siendo así la operación en

serie con lagunas facultativas y de maduración para completar el proceso de

tratamiento. Ibíd., p. 27 Estos procesos de tratamiento operan bajo una condición

de ausencia de oxígeno libre con una alta carga orgánica en un corto periodo de

retención. Las lagunas anaerobias se caracterizan por tener un aspecto físico de

coloración gris o negro, producidas por la fermentación del metano.

Entre las ventajas que tienen las lagunas anaerobias se mencionan las siguientes:

El bajo costo en relación a su reducido requisito en área, sería su principal

ventaja.

Las lagunas anaerobias son especiales para el tratamiento de desechos con

alta concentración.

27




Han sido empleadas con éxito en el tratamiento de una variedad de desechos

industriales biodegradables.

Los aspectos desfavorables a tener en cuenta en su uso son:

El proceso depende en gran parte de los factores ambientales y operativos

como pueden ser: temperatura, variaciones bruscas de carga, variaciones

del PH, produciendo periodos de baja eficiencia con el efluente.

La normal acumulación de natas presenta un aspecto desagradable y

condiciones estéticas desfavorables.

Debido a su reducción en área la acumulación de lodos es más rápida

comparada con otros tipos de lagunas requiriendo trabajos de

mantenimiento.

El proceso de degradación anaeróbico se describe como una sucesión de dos fases

de descomposición trabajando en simultaneidad. El primero se describe como fase

de fermentación ácida, realizada por bacterias formadas por ácidos, degradando el

desecho crudo para formar productos intermedios de degradación como: ácidos

orgánicos y compuestos más simples. Esta reacción puede describirse en forma

similar a la conversión de carbohidratos a células bacterianas representada de la

siguiente forma: (Cossío, 1993)

Ecuación 1: Relación de conversión de carbohidratos a células bacterianas

5(CH2. O)X −→ (CH2. O)X + 2CH3. COOH + Energía

La segunda fase llamada por la fermentación de metano, en donde los organismos

son netamente anaerobios y toman los productos intermedios, para producir los

productos finales de degradación, como: metano (CH4), bióxido de carbono (CO2),

hidrógeno sulfurado (H2S) y agua. Ibíd., p. 30

Esta fase se describe de la siguiente forma.

Ecuación 2: Fermentación de metano

2.5CH3. COOH −→ (C. H2O)X + CH4 + 2CO2 + Energía

[1]

[2]

28




Parámetros de diseño y formulaciones

La correlación sudafricana, fue la primera formación propuesta para lagunas

anaerobias en climas tropicales, denotando la siguiente formula:

Ecuación 3: Correlación Sudafricana

𝑃𝑅 =

𝑆𝑎𝑆 − 1⁄ (

𝑆𝑎𝑆 )

𝑛

𝐾𝑛

- S = DBO5 del efluente de la laguna anaerobia mg/l.

- Sa = DBO5 del afluente de la laguna anaerobia mg/l.

- Kn = Constante de degradación asumiendo mezcla completa 1/días.

- PR = Periodo de retención nominal (PR = V/Q) días.

- N = Exponente determinado experimentalmente.

7.1.5 Lagunas facultativas.

Estas lagunas pueden ser de dos tipos: laguna facultativas primarias que reciben

aguas residuales crudas y laguna facultativas secundarias que reciben aguas

sedimentadas de la etapa primaria (usualmente el efluente de una laguna

anaerobia). Las lagunas facultativas son diseñadas para remoción de DBO5 con

base en una baja carga orgánica superficial que permita el desarrollo de una

población algar activa. De esta forma, las algas generan el oxígeno requerido por

las bacterias heterotróficas para remover la DBO5 soluble.

Una población saludable de algas le confiere un color verde oscuro a la columna de

agua. Las lagunas facultativas pueden tornarse ocasionalmente rojas o rosadas

debido a la presencia de bacterias fotosintéticas púrpuras oxidantes del sulfuro. Este

cambio en la ecología de las lagunas facultativas ocurre debido a ligeras

sobrecargas. De esta forma, el cambio de coloración en lagunas facultativas es un

buen indicador cualitativo del funcionamiento del proceso de degradación. La

concentración de algas en una laguna facultativa con funcionamiento óptimo

depende de la carga orgánica y de la temperatura pero frecuentemente se

encuentra entre 500 a 2000 μg clorofila-a/l. La actividad fotosintética de las algas

ocasiona una variación diurna de la concentración de oxígeno disuelto y los valores

de pH. Variables como la velocidad del viento tienen efectos importantes en el

comportamiento de la laguna facultativa visto que se genera mezcla del contenido

de la laguna. Un buen grado de mezcla produce una distribución uniforme de DBO5,

[3]

29




oxígeno disuelto, bacterias y algas y en consecuencia una mejor estabilización del

agua residual. RESTREPO. Op. Cit., p. 29

Las lagunas facultativas son indiscutiblemente el método para la remoción de la

materia orgánica más empleado a nivel mundial, pero existen aún vacíos en su

comprensión

Modelo basado en cinética de primer orden

La reacción de este modelo puede aplicarse a las lagunas facultativas puesto

que se existe evidencia de reacciones tanto aerobias como anaerobias las

que siguen la misma cinética expresada por la siguiente ecuación:

Ecuación 4: Cinética de primer orden

PRt

𝑃𝑅𝑜= exp[𝐶(𝑇𝑜 − 𝑇)] = 𝜃 (𝑇0 − 𝑇)

PRt = Tiempo de reacción requerido a la temperatura T.

PRo= Tiempo de reacción original evaluado a la temperatura To.

La evaluación de la ecuación anterior fue evaluada en investigaciones a

escala de laboratorio con cuatro lagunas, determinando que es necesario un

periodo de retención Pro = 3.5 días para efectuar una reducción del 85 – 95

% a una temperatura de 35 °C para la obtención de la constante C con un

valor de 0.0693 y θ = 1.072 para la siguiente ecuación:

Ecuación 5: Periodo de retención de primer orden

𝑃𝑅𝑡 = 𝑡 ∗ 𝜃35−𝑇

En consideraciones prácticas, como en la demanda de DBO ejercida por el

lodo del fondo y posibles deficiencias en operación se adoptó la siguiente

ecuación.

[4]

[5]

30




Ecuación 6: Volumen de diseño

𝑉 = 𝑇 ∗𝑄𝑎

1000⁄ ∗ 𝑆𝑎 ∗ 𝜃35−𝑇

V = Volumen, m3

Qa = Caudal del afluente, m3/día

PR = Periodo de retención nominal, días

T = Temperatura

Ecología de las lagunas facultativas.

Las algas junto con las bacterias conforman los dos componentes biológicos

principales de las lagunas facultativas. Su interacción constituye el resultado

ecológico más importante sobre el efecto de autodepuración, consiste en un

tratamiento bioquímico de crecimiento suspendido, sin recirculación de

solidos sedimentados. Por otra parte se encuentra el crecimiento algal,

siendo el encargado del suministro de oxígeno fotosintético para la actividad

aerobia bacteriana.

Las variaciones locales en radiación solar debidas a la altitud, elevación y

nubosidad, influyen directamente sobre los coeficientes de diseño de una

laguna de estabilización, asimismo la penetración de luz solar y la

disponibilidad de Oxigeno ayudan a determinar el área superficial para un

correcto desarrollo en la producción algal.

La porción aerobia recibe oxígeno de la actividad fotosintética algal y de la

reaireación superficial existente a través de la interfaz aire-líquido. (Romero,

2005)

Cuando existe suficiente cantidad de energía solar y de nutrientes, junto con

condiciones ambientales como temperatura, normalmente se desarrollan

crecimientos de algas en la superficie de la laguna. En casos donde no existe

suficiente luz solar, algunas algas son capaces de ejecutar metabolismo

quimiosintético como las bacterias y, por lo tanto, requieren oxígeno para el

proceso de oxidación. Por otra parte, las algas pueden padecer metabolismo

endógeno para obtener energía mediante la descomposición de su propio

protoplasma convirtiéndose en reacciones químicas anaerobias. Ibíd., p. 33

[6]

31




Imagen 1 Mecanismo de Autodepuración en lagunas facultativas

Tomado de Romero, Jairo Alberto. Escuela Colombiana de Ingeniería, 2005. P.118.

Factores que influyen en las lagunas de estabilización

La eficiencia de una laguna esta medida respecto a la cantidad de materia

orgánica que entra con la que sale, estos valores se les denomina como la DBO.

El comportamiento hidráulico y biológico de todas las lagunas de estabilización

se ve afectado por diferentes factores, algunos controlables por el ser humano y

otros no. Sin embargo, todos se deben tener en cuenta al momento de diseñar

un proyecto.

Algunos de estos factores comúnmente son:

Temperatura: Las reacciones físicas, químicas y bioquímicas que

resultan en las lagunas de estabilización se ven influenciadas

notoriamente por la temperatura, la cual es una variable que relaciona

la radiación solar con la fotosíntesis de las algas y plantas encargadas

de producir el oxígeno necesario para que los microorganismos

puedan depurar la materia orgánica. En zonas tropicales como las

presentes en Colombia es favorable no tener variaciones

estacionarias que perturben la actividad microbiana dentro de las

lagunas de estabilización. (Fuentes, 1987)

32




En las horas del día, cuando la temperatura del ambiente supere la

temperatura media del agua, ésta absorberá energía y en la laguna se

originará el fenómeno de estratificación térmica. (Lagunas de

estabilizacion Organizacion Panamericana de la Salud, 1999)

Área Superficial: El área superficial de las lagunas de estabilización

están directamente relacionadas con la carga orgánica entrante

usualmente expresada en términos de DBO5, se ha determinado que

para temperaturas altas se usan con gran éxito las lagunas facultativas

con una entrada de carga orgánica de 150 a 400 kg DBO5 /ha. Día. Al

área superficial se le suma la forma de la laguna de estabilización, la

cual depende básicamente de la topografía. Se usa preferiblemente

lagunas con bordes uniformes continuos que impidan el estancamiento

del agua y los cortos circuitos, esto quiere decir que se prefieren lagunas

de forma rectangular con relaciones de longitud/ancho de 2/1 – 4/1

asegurando el flujo en pistón incrementando el rendimiento. Ibíd., p. 34

Tiempo de Retención: Cuando se realiza el diseño de una laguna de

estabilización se tiene en cuenta el grado de depuración necesario

influenciado por las características en la circulación del agua,

convirtiendo el tiempo de retención en el parámetro más importante en

la determinación de la remoción de coliformes fecales y materia

orgánica. Para que el proceso sea completo se deben evitar las zonas

muertas o agua estancada durante largos periodos de tiempo, la

distribución de las aguas residuales en las algunas debe ser uniforme,

para que se utilice el volumen de la laguna obteniendo así los días

necesarios para el periodo de retención ideal. Ibíd., p. 34

PH: El PH en el tratamiento de aguas residuales es una variable muy

importante que afecta el rendimiento de las lagunas de estabilización, la

actividad fotosintética que necesita CO2 para que las algas puedan

permanecer con vida. También se requiere el uso factible de carbono a

partir del bicarbonato y la producción del ion OH, valores a tener en

cuenta, ya que con aguas con altos niveles de PH la actividad bacteriana

disminuye y reduce la producción de CO2 necesario para las algas. Ibíd.,

p. 34

Oxígeno disuelto: las concentraciones de oxigeno se ven más intensas

en horas diurnas del día dada la acción fotosintética de las algas,

33




dependiendo de cada laguna la capa oxigenada superficial presenta una

variación diurna de OD y puede que el oxígeno disminuya notablemente

durante la noche; pero también puede ocurrir que se observe

concentraciones de sobresaturación de OD durante el día, hasta valores

determinados, en algunos estudios, de 36 mg/L.

Además de las variaciones diarias en el contenido en oxígeno disuelto,

éste presenta también variaciones importantes en profundidad. La

profundidad a la que se anula el oxígeno disuelto se llama oxipausa, y

su posición depende de la actividad fotosintética, el consumo de

oxígeno por las bacterias, la temperatura y el grado de mezcla inducido

por el viento. Ibíd., p. 34

Nutrientes: Entre los nutrientes esenciales para el crecimiento algal,

además del carbono, se mencionan generalmente al nitrógeno orgánico,

al fósforo, al azufre, al calcio y al magnesio. El nitrógeno entra a la

laguna de estabilización con el agua residual en forma de nitrógeno

amoniacal, nitrógeno orgánico y nitratos; además, algunas especies de

algas pueden fijar nitrógeno atmosférico. Las proteínas son desunidas,

mediante hidrólisis, en aminoácidos, los cuales son descompuestos por

las bacterias en amoníaco. El amoníaco soluble se combina con el ión

H+ para formar ión amonio que luego de la oxidación mediante las

bacterias nitrificantes produce nitritos y nitratos. Las algas, al utilizar

amoníaco como fuente de nitrógeno para construir su material celular,

remueven nitrógeno y disminuyen la demanda nitrogenácea de oxígeno

del agua residual. Ibíd., p. 34

El contenido de fósforo de las aguas residuales municipales es,

generalmente, suficiente para el desarrollo del crecimiento algal. Las

algas utilizan fósforo inorgánico y lo asimilan en síntesis celular; las

bacterias y las algas son fuente de fósforo orgánico a través de su

respiración y descomposición.

DBO y Sólidos Suspendidos: La producción de efluentes, con DBO

alta, en muchas lagunas de estabilización, es el resultado de crecimiento

de biomasa suspendida en la laguna y no al escape de DBO del afluente

a través de ella; como lo confirman los ensayos de DBO sobre efluentes

filtrados y no filtrados. Esto realza la capacidad de las lagunas para tratar

34




aguas residuales, pero también enfatiza la necesidad de separar

apropiadamente la biomasa algal y bacterial del efluente, si se desean

efluentes de alta calidad en términos de DBO y sólidos suspendidos

totales. Ibíd., p. 34

La reducción de sólidos en suspensión en el tratamiento anaerobio es

del orden del 70%. Estos sólidos se acumulan en el fondo de las lagunas

y dan lugar a la formación de una capa de fangos.

7.1.6 Procesos biológicos.

En la utilización de materia orgánica en lagunas de estabilización intervienen varios

mecanismos biológicos, los cuales pueden verse afectados por factores

ambientales. (RENDÓN, 2013)

Oxidación de la materia orgánica

La respiración bacteriana provoca la degradación de la DBO5 del agua

residual hasta CO2 y H2O produciendo energía y nuevas células. Su proceso

se observa n la siguiente ecuación: (Gamarra, 2013)

Ecuación 7: Oxidación de la materia orgánica

9𝐶6𝐻14𝑂2𝑁 + 3.350𝑂2 → 0.12𝑁𝐻4 + 0.12𝑂𝐻− + 1.6𝐶𝑂2 + 0.88𝐶5𝐻7𝑁𝑂2 + 3.62𝐻2𝑂

Producción fotosintética de oxigeno

La fotosíntesis algal produce, a partir de CO2, nuevas algas, y O2, que es

utilizado en la respiración bacteriana. Ibíd., p. 37

Ecuación 8: Producción fotosintética de Oxigeno

106𝐶𝑂2 + 16𝑁𝐻4 + 𝐻𝑃𝑂2−4 + 100𝐻2𝑂 → 𝐶106𝐻263𝑂110𝑁16𝑃 + 103𝑂2 + 2𝐻+

Digestión anaeróbica de la materia

Orgánica con producción de metano. Ibíd., p. 37

[7]

[8]

35




Ecuación 9 Digestión anaeróbica de la materia

𝐶𝐻𝑂𝑁𝑆 + 𝐻2𝑂 → 𝐶𝐻4 + 𝐶𝑂2 + 𝐶5𝐻7𝑁𝑂2 + 𝑁𝐻3 + 𝐻2𝑆 + 𝐶𝐴𝐿𝑂𝑅

7.2 MARCO CONCEPTUAL

7.2.1 Planta de tratamiento de agua residual (PTAR).

La planta de tratamiento de agua residual es un conjunto de obras, instalaciones y

procesos para tratar las aguas residuales.

7.2.2 Ecuaciones de MONOD.

El crecimiento microbiano es el incremento en el número de células o aumento en

la masa microbiana (biomasa). El crecimiento en un componente esencial de la

función microbiana, dado que una célula tiene un periodo de vida determinado y la

especie se mantiene como resultado del crecimiento continuo de la población

celular.

El modelamiento matemático de dicho crecimiento celular se puede modelar a tal

modo de predecir el aumento de población en un cultivo microbiano, que adquiere

relevancia a consecuencia que este modelamiento influye en el diseño de un

biorreactor, en consecuencia va a repercutir en el aumento de la biomasa y en los

productos que se puedan llegar a obtener del crecimiento microbiano. (Yair, 2003)

Los microrganismos presentan un crecimiento catalítico y se puede escribir

mediante la siguiente expresión:

Ecuación 10 Crecimiento Microbiano

𝑇𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐶𝑟𝑒𝑐𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 = ϻ𝑥

Donde:

X: Es la concentración celular.

ϻ: Es la velocidad específica de crecimiento.

T: es el tiempo de crecimiento

[10]

[9]

36




La representación gráfica de dicha ecuación se visualiza de la siguiente manera.

Grafica 1 Crecimiento Microbiano

Fuente: Nolasco, Y. (2015). Ecuación de Monod, cinética de crecimiento y tiempo de duplicación.

[Articulo]. Recuperado de http://images.slideplayer.es/1/100250/slides/slide_25.jpg

El crecimiento celular se divide en cuatro fases.

Fase I: llamada fase de retraso, no hay crecimiento microbiano aunque hay

metabolismo microbiano activo. Asimilan el medio de cultivo y lo procesan

según sus necesidades nutricionales.

Fase II: llamada fase logarítmica, aquí hay duplicación celular de manera

acelerada. Al tiempo en que una célula se duplica se le conoce como tiempo

de duplicación o regeneración. En el caso de las bacterias el tiempo de

duplicación es de 20 minutos a 20 horas donde cada intervalo de tiempo es

menor a 1 hora.

Fase III: llamada Fase estacionaria, en esta fase la velocidad de division

celular ha caido a cieto grado en donde las nuevas celulas son producidas al

mismo ritmo que mueren las células viejas, de manera tal que el numero de

células es constante. Otro aspecto a tener en cuenta es la cantidad de

nutrientes los cuales para esta fase son limitados y pueden aparecer

desechos tóxicos.

Fase IV: llamada fase de decremento, tambien llamada fase de declive, en

esta etapa final ya no se presenta division celular, en consecuencia las

37




celulas mueren y la poblacion microbiana decrece exponencialmente. Ibíd.,

p. 38

El modelamiento matemático para la duplicación celular se tiene que una célula

crece progresivamente y se divide en dos células iguales.

Ecuación 11 Duplicación celular

𝑁 = 2𝑁𝑜

Considerando que la reproducción es activa se tiene que si la célula se duplicó, esta

se vuelve a duplicar dando como resultado la ecuación:

Ecuación 12 Duplicación de las hijas células

𝑁 = 2𝑛𝑁𝑜

Donde:

No: Numero inicial de células.

N: Células resultantes.

n: Número de repeticiones en función de 2

7.2.3 Utilización del Sustrato

En un reactor biológico, el catabolismo convierte parte del alimento en residuos y,

por tanto, la tasa de utilización de alimento es mayor que la de producción de

biomasa. El crecimiento y la utilización de sustrato están relacionados por la

siguiente expresión.

Ecuación 13 Utilización del sustrato

𝑟𝑔 = −𝑌 𝑟𝑠

El valor de 𝑟𝑠 es negativo, porque la biomasa aumenta con el tiempo y, por el

contrario, el alimento disminuye.

Ecuación 14 Tasa de utilización de sustrato

𝑌 =𝑑𝑋

𝑑𝑆

[11]

[12]

[13]

[14]

38




𝑑𝑋

𝑑𝑡 = tasa de crecimiento en la concentración de biomasa, mg/L.d

𝑟𝑔 = tasa de crecimiento microbial, mg/L.d

𝑟𝑠 = tasa de utilización de sustrato mg/L.d Y = Coeficiente de producción de crecimiento en la fase logarítmica, masa

microbial producida / masa de sustrato removido, 0,5.

La concentración de biomasa se debería expresar como biomasa activa; sin

embargo su medida no es fácil, pues debe incluir células viables, enzimas y otros

agentes catalíticos en solución o en suspensión. En la práctica se mide en

términos de sólidos suspendidos volátiles (SSV) o sólidos suspendidos totales

(SST).

Como propuso VAN UDEN, que la tasa especifica neta de crecimiento está dada

por la siguiente ecuación:

Ecuación 15 Respiración endógena

𝐾𝑑 = ϻ𝑚á𝑥𝑆

𝐾𝑠 + 𝑆− ϻ𝑚á𝑥

ϻ𝑚á𝑥 = tasa específica neta de crecimiento , 𝑑í𝑎𝑠−1

7.3 MARCO LEGAL

Decreto 1594 de 1984 artículos 22 y 23.

Artículo 22. Para destinar las aguas en forma genérica a los diferentes usos

de que trata el artículo 29 del presente Decreto, se deberá desarrollar un plan

de ordenamiento del recurso por parte de las EMAR o del Ministerio de Salud

en donde aquellas no existan.

Artículo 23. Para el ordenamiento de que trata el artículo anterior deberá

tenerse en cuenta:

a) Los factores pertinentes señalados en los Decretos 2811 de 1974,

2857 de 1981, 1875 de 1979 y 1541 de 1978.

b) Los usos existentes.

c) Las proyecciones de usos de agua por aumento de demanda y por

usuarios nuevos

[15]

39




d) El establecimiento de los modelos de simulación de calidad que

permitan determinar la capacidad asimilativa de sustancias

biodegradables o acumulativas y la capacidad de dilución de

sustancias no biodegradables.

e) Los criterios de calidad y normas de vertimiento establecido, vigente

en el momento del ordenamiento.

f) La preservación de las características naturales del recurso.

g) La conservación de límites acordes con las necesidades del consumo

y con el grado de desarrollo previsto en el área de influencia del

recurso.

h) El mejoramiento de las características del recurso hasta alcanzar la

calidad para el consumo humano y las metas propuestas para un

conveniente desarrollo en el área de Influencia. (Congreso de la

Nación, 1984)

Resolución 1096 de 2000 articulo 150.

a) ARTÍCULO 150.- PARÁMETROS MÍNIMOS DE CALIDAD DEL AGUA

QUE DEBEN MEDIRSE. Para la caracterización de aguas residuales

debe procederse, para cada descarga importante, a realizar por lo

menos cinco jornadas de medición y muestreo horario de 24 horas de

duración, con determinaciones de caudal y temperatura en el campo.

Las campañas deben efectuarse en días diferentes. En la tabla No. 41

se especifican los parámetros mínimos que deben medirse para cada

nivel de complejidad. (CONGRESO DE LA NACIÓN, 2009)

Tabla 41

Parámetro Bajo Medio Medio Alto Alto

Oxígeno disuelto x x x x

DBO5 x x x x

Soluble x x x x

Total

SS x x x x

SST x x x x

SSV

DQO x x x x

soluble x x x

total

NITRÓGENO x x x x

40




Continuación de la tabla 41.

total x x

Orgánico x x

Soluble x x

Particulado x x

Amoniacal x x

Soluble

Particulado

Nitritos

Nitratos

FOSFORO TOTAL x x x x

soluble x x x x

particulado

CLORUROS X X

ALCALINIDAD X X

ACEITES Y GRASAS X X

COLIFORMES X X

Fecales X X

Totales X X

PH x x x x

ACIDEZ x x x x

DETERGENTES X X

Tabla 1 Artículo 150 Tabla 41

Tomado de: MINISTERIO DE DESARROLLO ECONOMICO. Por la cual se adopta el Reglamento

Técnico para el sector de Agua Potable y Saneamiento Básico – RAS. Bogotá D.C: ICONTEC, 2000.

P.79.

7.4 MARCO HISTORICO

La planta de tratamiento de agua residual se construyó a partir de diseños

realizados por la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR) a través

del contrato acreditado en el año de 1983 con el Consorcio Gómez Cajiao y

Asociados-Nedeco, “Estudio de recolección, tratamiento y disposición de aguas

residuales domesticas e industriales de los municipios, Cogua, Nemocón, Cajicá,

Chía, Madrid, Mosquera y Funza”. La planta fue diseñada para un caudal de 198 l/s

correspondiente a una población servida (proyectada al año 2007) de 68.000

habitantes.

En el año 2004 la corporación autónoma regional de Cundinamarca – CAR,

considerando que las plantas de tratamiento de aguas residuales a las cuales les

realizaba labores de operación y mantenimiento se encontraban en su mayoría

próximas a alcanzar los límites de tratamiento en términos de caudal y carga

41




orgánica, decidiendo así contratar consultorías que permitirían definir las obras

necesarias para ampliar sus operaciones.

Es así entonces como a través del contrato de consultoría No 276 de 2004, suscrito

con el Consorcio Essere – Gelver Ayala se estimaron a nivel de ingeniería de

detalle, las obras para la optimización de 19 PTARs, entre ellas la PTAR Zipa II,

permitiendo establecer 2 horizontes de diseños: 2015 y 2030 con el fin de tener la

posibilidad de realizar de forma gradual el desarrollo de las obras (EMPRESA DE

ACUEDCUTO ALCANTARILLADO, EAAAZ, 2015).

7.5 AFLUENTE DE CAUDAL Y CARGAS

A la planta afluyen las aguas recolectadas de los sectores del norte de Zipaquirá a

través de un alcantarillado combinado. La entrada a la planta se realiza con una

tubería de 27’’ con capacidad de entrada para un caudal de 198 l/s, correspondiente

a una población servida de 68.000 habitantes. (CORPORACIÓN AUTONOMA

REGIONAL CAR, 2005)

42




8 ESTADO DEL ARTE

8.1 DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO

La planta de tratamiento de agua residual de Zipaquirá Zipa II, actualmente consta

de los siguientes componentes:

Estructura de llegada: Consiste en una canaleta Parshall.

Sistema de cribado.

tubería de interconexión entre lagunas.

Laguna Anaerobia.

Laguna Facultativa.

Canal de Salida al efluente (Rio Negro).

8.2 DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA

8.2.1 Tratamiento primario.

El tratamiento primario se realiza por medio de una rejilla de cribado junto con un

tanque de sedimentación para la eliminación de solidos muy grandes y basuras que

puedan ingresar a la planta.

43




La rejilla de cribado tiene dimensiones de 1.20 m de ancho por 1.20 m de alto, la

apertura es de 5 cm y la malla colocada encima no permite la limpieza. Un problema

que presenta esta en que durante eventos de lluvia se colmata ocasionando

vertimientos mayores de los esperados hacia el alivio y desbordamiento de la

estructura que lo contiene anegando el sector aledaño y permitiendo el paso directo

del efluente hacia la laguna anaerobia.

El aliviadero presenta un vertedero de buena capacidad, con una longitud de 1.20

m, pero la tubería de excesos es insuficiente, presentándose rebose del tanque e

inundaciones.

Foto 1 Tratamiento primario Zipa II

Fuente: Autor

Fuente: Autor

Foto 2 Ducto de salida hacia la laguna Anaerobia

44




El aforo de entrada se realiza por la canaleta Parshall de 9’’ de ancho de garganta

en concreto, la medición de niveles muchas veces se ve alterada por la colmatación

de la rejilla de cribado, la regleta para medir los niveles sobre la canaleta tiene una

precisión de 1 cm.

Foto 3 Regleta sobre la Canaleta Parshall

8.2.2 Tratamiento Secundario.

Para el tratamiento secundario o tratamiento biológico cuenta con una laguna

anaerobia y una laguna facultativa. La laguna anaerobia se construyó con un área

superficial de 9.200 m2, profundidad de 4.0 m y un tiempo de retención de 2.16 días

para el caudal de diseño proyectado. La laguna facultativa tiene un área de 58.500

m2, profundidad de 2.0 m y un tiempo de retención de 6.84 días.

Fuente: Autor

45




Foto 4 Laguna Anaerobia Zipa II

Foto 5 Laguna Facultativa Zipa II

Fuente: Autor

Fuente: Autor

46




Foto 7 Algas de la laguna Facultativa

En las lagunas se presentan costras flotantes los cuales son compuestos por aceites

minerales, grasas de origen orgánico, y materiales plásticos que pasan por la rejilla,

se presenta también acumulación de espumas en la estructura de salida.

Se encuentra también a la entrada de la laguna una gruesa capa de grasa y en las

paredes de las estructuras. La coloración de la laguna anaerobia es casi negra y a

medida que avanza en la línea de flujo, toma un color verde oscuro. La erosión en

los taludes se encuentra en los bordes de la entrada ocasionado por posibles

inundaciones. Los olores son notables en todo el perímetro de la planta, por lo que

se sembraron gran cantidad de pinos que contrarrestan un poco y evita que llegue

tan fuerte a las vecindades.

Foto 6 Reacción Anaerobia en la laguna anaerobia

Fuente: Autor

47




Foto 9 Algas flotantes laguna Facultativa

La descarga de la planta se realiza sobre el rio Negro, afluente del rio Bogotá el cual

termina su recorrido en el rio Magdalena. (CORPORACIÓN AUTONOMA

REGIONAL CAR, 2005)

Foto 8 Algas flotantes

Fuente: Autor

48




Foto 11 Canal de descarga de la planta Zipa II

Foto 12 Espumas en el Rio Negro

Foto 10 Espumas presentes en el afluente

Fuente: Autor

Fuente: Autor

49




En la imagen 2 Plano de la PTAR Zipa II se encuentra el plano de la planta de

tratamiento Zipa II

Imagen 2. Plano de la PTAR Zipa II

Tomado de: CAR, estudios y diseños de obras de rehabilitación y prediseños de ampliación de 19

PTARs, Vol II. Bogotá D.C.

50




Las estructuras de interconexión de la planta se dividen en cuatro, siendo la primera

la estructura de entrada correspondiente a una canaleta Parshall, con la cual se

toma el control del caudal de entrada a la laguna anaerobia.

La estructura de paso entre lagunas (anaerobia y facultativa) está conformada por

una compuerta superficial y una salida sumergida, que no distribuye

adecuadamente el flujo en las lagunas. La descarga está compuesta por un

vertedero triangular con el cual se puede realizar un aforo de salida. Por último se

encuentra el cabezal de entrega que cuenta con una pantalla de concreto, la cual

impide la salida de algas y material flotante evitando que lleguen al rio Negro

afluente en el cual la planta realiza su descarga.

8.3 UBICACIÓN

El municipio de Zipaquirá se encuentra ubicado al norte del departamento de

Cundinamarca en el centro del país, a escasos 25 kilómetros de Bogotá. Con una

población de 122.347 habitantes, es el segundo municipio más grande y poblado de

su provincia. Comúnmente llamado Zipa en referencia al Zipa; título que ostentaba

el cacique muisca del Cacicazgo de Bacatá. Es uno de los centros de explotación

de sal más importantes en Colombia, razón por la cual se le llama la "Ciudad de la

Sal" y "el congelador de Cundinamarca" debido a su clima frío con niebla en las

mañanas.

Zipaquirá es reconocida a nivel internacional por su Catedral de Sal, la cual recibió

el reconocimiento como “Primera maravilla de Colombia” el 4 de febrero del 2007;

además de su casco urbano, el cual fue declarado patrimonio histórico y cultural de

Colombia.

En la imagen 3 se muestra la ubicación del municipio de Zipaquirá Cundinamarca.

https://es.wikipedia.org/wiki/Bogot%C3%A1

https://es.wikipedia.org/wiki/Zipa

https://es.wikipedia.org/wiki/Muiscas

https://es.wikipedia.org/wiki/Bacat%C3%A1

https://es.wikipedia.org/wiki/Catedral_de_Sal

https://es.wikipedia.org/wiki/4_de_febrero

https://es.wikipedia.org/wiki/2007

51




Imagen 3 Ubicación del municipio de Zipaquirá

Tomado de: GOOGLEMAPS, mapa de Colombia ubicación Zipaquirá [en línea]. Zipaquirá [citado 16

marzo, 2017]. Disponible en Internet:

<https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Colombia_location_map2.svg>

La planta de tratamiento de agua residual se encuentra ubicada al costado

occidental de una vía que comunica el proyecto Devinorte con la salida hacia el

municipio de Ubaté.

https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Shadowxfox

52




9 METODOLOGÍA

En busca de la mejor solución para el proyecto se efectuaron varias visitas a la

planta de tratamiento de agua residual Zipa II, con el ánimo de reconocimiento a la

zona de estudio para ajustar el diseño de muestreo, luego se realizó la revisión de

los diferentes métodos teóricos para el cálculo de los coeficientes de crecimiento

microbiano y decaimiento endógeno y por último se solicitó en la empresa de

acueducto alcantarillado y aseo de Zipaquirá E.S.P. (EAAAZ) y a la corporación

autónoma regional de Cundinamarca (CAR) los datos históricos de datos realizados

en la laguna, con el propósito de comparar el diseño actual y revisar la información

secundaria para el análisis de los estudios acerca del sistema.

Se recolectó la información primaria como lo son datos climatológicos del lugar y

aspectos de diseño de la planta. Posteriormente se procedió con los muestreos de

campo y el trabajo de laboratorio.

En esta investigación, se formularon hipótesis estadísticos, teniendo en cuanta los

datos históricos y los hallados experimentalmente en laboratorio.

Para el desarrollo del proyecto se llevaron a cabo las siguientes fases:

Fase I: Se identificó y se solicitó los respectivos permisos requeridos por

la empresa de acueducto alcantarillado y aseo de Zipaquirá, la planta de

tratamiento de agua residual del municipio de Zipaquirá y la Universidad

Piloto para el uso de sus laboratorios de hidráulica para la visita, toma

de muestras para la determinación en laboratorio de la demanda

bioquímica de oxigeno (DBO), cantidad de solidos suspendidos volátiles

(SSV), niveles de oxígeno disuelto (OD), potencial de hidrogeno (PH),

Sólidos suspendidos totales (SST) con el fin de interpretar su

funcionamiento en términos cinéticos y químicos, así mismo la eficiencia

en remoción de carga orgánica para el desarrollo de éste proyecto.

Fase II: Se realizó el análisis de resultados teniendo en cuenta los datos

arrojados por los ensayos físicos – químicos del laboratorio, se analizó

el entorno del crecimiento microbiano en la incubadora a 20 °C por 5

días y a su vez el decaimiento endógeno para hallar el crecimiento

celular y su actividad teniendo en cuenta las condiciones atmosféricas

de la región.

53




Fase III: Se realizó la Comparación y conclusión de datos obtenidos,

teniendo en cuenta los datos teóricos para el diseño de plantas de

tratamiento de agua residual en diferentes partes del mundo como Perú,

Brasil y Suráfrica, se realizó también la evaluación de los coeficientes

arrojados para la región para dar respectivas conclusiones respecto al

crecimiento microbiano presente.

9.1 VARIABLES

Variable dependiente: La variable respuesta fue la Demanda Bioquímica de

oxígeno (DBO).

Variables independientes: Tiempo de retención hidráulica, temperatura del

agua, tasa de aplicación superficial, concentración de la biomasa, pH,

potencial de oxígeno disuelto.

Variables control: Se controlaron los sitios de muestreo, siendo fijos en cada

sistema de lagunas: a la entrada del afluente y a la salida de las mismas.

Variables exógenas: Temperatura ambiente, velocidad y dirección del viento

y precipitación.

9.2 DISEÑO DEL MUESTREO

9.2.1 Caracterización fisicoquímica.

De acuerdo a la visita de reconocimiento a la zona de estudio, se determinó realizar

un muestreo general, en el cual se ubicaron tres estaciones de muestreo: Entrada

del sistema, ubicado en la canaleta PARSHALL que da ingreso del agua al sistema,

la segunda se ubicó en la salida de la laguna anaerobia en el tren que conecta con

la laguna facultativa y la tercera se ubicó en la salida total del sistema. La toma de

datos de caudal se hizo simultáneamente con la toma de la muestra de entrada.

9.3 DEFINICIÓN DE LAS CONSTANTES.

Utilizando las ecuaciones propuestas por los diferentes autores junto con los datos

históricos obtenidos y los datos arrojados de laboratorio se realizaron los diferentes

procedimientos analítico – matemáticos, siguiendo métodos numéricos para las

54




lagunas anaerobias se desarrolló la ecuación de correlación Sudafricana, la cual ha

sido planteada para climas tropicales y subtropicales, región a la cual pertenece

Colombia.

Para los valores de demanda bioquímica de oxígeno, en la salida de la laguna

anaerobia se determinó que sería el 73% de la remoción total de la planta, siendo

así el valor de entrada a la laguna facultativa el 27% de la demanda bioquímica de

oxígeno total; estos valores porcentuales se determinaron de los resultados de la

muestra de laboratorio.

En la laguna facultativa se desarrolló el modelo basado en cinética de primer orden

y el Modelo en equilibrio continuo y mezcla completa evaluados para las lagunas de

estabilización de Zipa II.

El coeficiente de Decaimiento Endógeno se determinó mediante el método de la

Tasa de Crecimiento Neto y la Utilización del Sustrato.

55




10 RESULTADOS

10.1 DATOS DE PRECIPITACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO

Los datos de la tabla 2 y la gráfica 2 describen las precipitaciones medias durante

los años 1994 al 2009 en la estación Zipaquirá 2120074, localizada en 1047850 N

de latitud y 1007620 E de longitud, con una elevación de 2.655 m.s.n.m.

De acuerdo con los históricos presentados se puede observar un comportamiento

bimodal mostrando que los periodos de bajas lluvias corresponden a los meses de

diciembre, enero, julio y agosto mientras que los meses con mayor precipitación son

abril, mayo, octubre y noviembre.

Tabla 2 Valores totales mensuales de precipitación de Zipaquirá

C A R - CORPORACIÓN AUTÓNOMA REGIONAL DE CUNDINAMARCA

SIC+A2:M22LICA - Sistema de Información Climatológica e Hidrológica

VALORES TOTALES MENSUALES DE PRECIPITACIÓN (mm)

AÑO Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

1994 81,2 70,0 98,9 104 136 32,0 88,7 41,0 11,4 16,9 25,4 6,9

1995 12,0 77,6 76,3 68,8 94,1 39,7 66,3 64,7 73,2 67,1 27,9 87,5

1996 49,3 66,5 119 92,1 133 79,9 118 80,1 21,1 172 79,0 115

1997 114 35,3 22,7 70,4 31,3 59,7 35,0 25,7 20,4 34,1 82,2 6,9

1998 19,8 43,8 73,7 188 212 72,5 91,5 42,4 73,3 163 95,8 75,7

1999 45,4 72,8 79,2 48,8 62,9 64,8 37,2 81,9 139 208 110 41,0

2000 62,5 133 103 77,7 77,8 74,4 111 58,2 106 64,6 80,2 21,2

2001 28,3 18,8 17,4 34,0 48,0 34,0 48,0 48,3 80,6 52,9 45,5 42,9

2002 14,8 34,9 131 56,1 170 63,0 45,1 49,4 34,4 148 59,1 54,6

2003 29,2 58,1 58,8 161 47,2 44,8 67,6 57,2 46,1 90,0 107 19,0

2004 54,7 19,3 44,8 168 127 46,7 65,5 23,9 128 167 175 18,5

2005 22,7 102 23,2 109 119 64,7 92,8 35,2 81,1 287 113 58,5

2006 43 66 135 252 227 180 81,8 51,8 16,5 109 159 42,1

2007 2,1 14,0 70,1 109 49,4 107 22,8 55,7 39,5 253 64,0 84,0

56




Continuación tabla 2

2008 29,2 21,0 122 55,4 113 82,8 111 68,7 127 198 70,5

2009 55,3 75,3 50,3 44,5 54,8 33,9 34,8

La grafica 2 representa el comportamiento de las precipitaciones en la zona de

estudio.

Grafica 2. Media mensual de precipitación de Zipaquirá

Fuente: CAR. Histórico de precipitación, [en línea]. Bogotá D.C. [citado 18 marzo, 2017].

Disponible en Internet: <https://www.car.gov.co/tools/marco.php?idcategoria=16637>

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Pre

cip

itac

ión

(m

m)

Meses del año

Valores total mensuales de precipitación

2006 2007 2008

57




10.2 DATOS HISTÓRICOS DE LA PTAR ZIPA II

Los datos históricos necesarios para el desarrollo del documento fueron solicitados

a la Corporación Autónoma Regional (CAR) y a la Empresa de Acueducto

Alcantarillado y Aseo de Zipaquirá E.S.P. (EAAAZ).

Las siguientes tablas muestran los datos históricos mostrados en los Anexos A

hasta K.

Tabla 3 Históricos Zipa I - EAAAZ - 2014

Planta ZIPA I EAAAZ Fecha 11/11/2014

Referencia 43805

Parámetro Unidad Entrada Salida

Caudal l/s 66,25 137,46

Conductividad ϻs/cm 1664 10050

DBO5 mg O2/l 10,1 33,7

DQO mg O2/l 73,4 273,9

PH 7,45 8,36

Solidos Sedimentables ml/l 0,16 0,3

SST mg/l 20 21

Tabla 4 Históricos Zipa II - EAAAZ - 2014

Planta ZIPA II EAAAZ Fecha 21/11/2014

Referencia 43808


Caudal l/s 188,2 164,13


DBO5 mg O2/l 97 59,4

DQO mg O2/l 328,1 193,8

PH 7,81 7,81


SST mg/l 188,1 75

58






Referencia 13142


CAUDAL l/s 58,2 56,3

DBO5 mg O2/l 300 258

DQO mg O2/l 637 411

OD mg O2/l 1,48 4,16

PH 8,02 8,16

SOLIDOS SEDIMENTABLES ml/l 4,1 0,1

SST mg/l 224 196



Referencia 13143


Caudal l/s 44,5 57,1

DBO5 mg O2/l 263 61,8

DQO mg O2/l 462 268

OD mg O2/l 1,1 6,2

PH 8,11 8,34


SST mg/l 196 75,5

59






Referencia 22242


CAUDAL l/s 92,4

DBO5 mg O2/l 189 56,7

DQO mg O2/l 478 159

OD mg O2/l 1,87

PH 7,61

Solidos Sedimentables ml/l 0,1

SST mg/l 175 43



Referencia 22243


CAUDAL l/s 45,2

DBO5 mg O2/l 379 258

DQO mg O2/l 930 605

OD mg O2/l 5,93

PH 8,23

SOLIDOS SEDIMENTABLES ml/l 0,96

SST mg/l 147 46,5

60




Tabla 9 Históricos Zipa I - CAR - 2014

Planta ZIPA I CAR Fecha 28/11/2014

Referencia 1433


CONDUCTIVIDAD ϻs/cm 16546 10252

DBO5 mg O2/l 68 32,7

DQO mg O2/l 990 298

OD mg O2/l 0,9 7,4

PH 7,3 8,5

SST mg/l 740 77,1

Tabla 10 Históricos Zipa II - CAR - 2014

Planta ZIPA II CAR Fecha 11/12/2014

Referencia 1436



DBO5 mg O2/l 245 69,3

DQO mg O2/l 610 241

OD mg O2/l 5,6 0,8

PH 8,5 7,7

SST mg/l 205 116



Referencia 789



DBO5 mg O2/l 558 184

DQO mg O2/l 1706 675

OD mg O2/l 0 3,5

PH 7,5 7,9

SST mg/l 492 187

61






Referencia 459



DBO5 mg O2/l 354 142

DQO mg O2/l 825 298

OD mg O2/l 0 4,8

PH 7,1 7,9

SST mg/l 255 127

62




En la tabla 13 se muestra el resumen de información utilizada para el proceso del desarrollo de los cálculos

necesarios en este documento.

Tabla 13 Resumen de datos históricos para las PTAR's Zipa I y Zipa II

Informe FECHA PTAR

DBO ENTRADA (mgO2/L)

DBO SALIDA

(mgO2/L)

Porción de DBO no

degradable (mgO2/L)

SST (mg SST/L)

SSV (mg

SSV/L)

TIEMPO (Días)

S0 Se Sn (20%

DBO) X T

1433 28/11/2014 ZIPA 1 68 32,7 13,6 740 592 5

1436 11/12/2014 ZIPA 2 245 69 49 205 164 5

789 11/09/2015 ZIPA 1 558 184 111,6 492 393,6 5

459 17/05/2016 ZIPA 1 354 142 70,8 255 204 5

43808 20/11/2014 ZIPA 2 97 59,4 19,4 188,1 150,48 5

43805 11/11/2014 ZIPA 1 33,7 28,3 6,74 21 16,8 5

63




10.3 RESULTADOS DE LABORATORIO

Para la ejecución de los laboratorios se solicitó la colaboración de la Universidad

Piloto de Colombia en asesoría del Ingeniero Jesús Ramos, quien proporcionó

indicaciones sobre toma, manejo, transporte y almacenamiento de la muestra junto

con el proceso dentro del laboratorio.

Tabla 14 Datos de laboratorio. Muestreo 1

Muestreo 1 Entrada

Anaerobia Entrada

Facultativa Salida

Facultativa

PH 8,26 7,35 7,06

SDT (mg/l) 726,9 477,2 523,1

Conductividad (Ms) 1045 703,3 766,3

Turbiedad (NTU) 250 95,4 153

Temperatura 11,5 12,8 13

Tabla 15 Datos de laboratorio. Muestreo 2

Muestreo 2 Entrada

Anaerobia Entrada

Facultativa Salida

Facultativa

PH 7,65 6,95 6,93

SDT (mg/l) 721,6 464,4 520,6

Conductividad (Ms) 1036 683,7 760,3

Turbiedad (NTU) 251 97,9 152

Temperatura 11,5 12,8 13

64




Tabla 16 Media de datos de laboratorio

Media del muestreo Entrada

Anaerobia Entrada

Facultativa Salida

Facultativa

PH 8,0 7,2 7,0

SDT (mg/l) 724,3 470,8 521,9

Conductividad (Ms) 1040,5 693,5 763,3

Turbiedad (NTU) 250,5 96,7 152,5

Temperatura en el laboratorio 11,5 12,8 13,0

Foto 13 Instrumentos de medición de laboratorio

Para la medición del PH, SDT, Turbiedad, se usó un Turbídimetro digital y un

Peachimetro digital, las capsulas de porcelana sirvieron como soporte para el filtro

permeable donde se depositó la muestra.

Fuente: Autor

65




Foto 14 Membranas con muestras

Tabla 17 Cálculo de sólidos en el agua

Solidos Peso Capsula

+ Filtro (gr)

Peso Capsula +

Filtro + Solidos secos

(105°C)

Peso Capsula + Filtro + Solidos

inorgánicos (550°C)

SST (mg/l)

SSTF (mg/l)

SSTV (mg/l)

Capsula 1 85,0258 85,042 85,0258 162 0 162

Capsula 2 76,395 76,3993 76,395 43 0 43

Capsula 3 80,6589 80,6648 80,6589 59 0 59

Capsula 1: Muestra a la entrada de la laguna anaerobia.

Capsula 2: Muestra a la entrada de la laguna facultativa.

Capsula 3: Muestra a la salida de la planta.

Para la determinación de solidos totales en el agua se usaron 3 filtros, en los cuales

se agregó una muestra de 100 ml de agua en la entrada de la laguna anaerobia,

Fuente: Autor

66




100 ml en la entrada de la laguna facultativa y 100 ml de la muestra del agua de la

salida de la planta de tratamiento Zipa II.

Las membranas presentaron diferentes coloraciones según el tipo de agua, para la

muestra de agua en la entrada la membrana tomo un color café, la segunda muestra

tornó la membrana de un color negó debido a la degradación de la materia en forma

anaerobia y por último en la salida de la planta la membrana se tornó de un color

verde oscuro debido a la presencia de algas flotantes.

Las muestras se metieron al horno a 105 °C por 1 hora para la evaporación del agua

presente, posterior mente se usó una mufla, en donde se puso la muestra a una

temperatura de 550 °C por 15 minutos para que se eliminaran los sólidos orgánicos

dejando solo los inorgánicos o fijos.

Tabla 18 Calculo de la DBO5 de la muestra

DBO5 Entrada Anaerob (2,5ml)

Entrada Anaerob (5,0ml)

Entrada Facultati (2,5ml)

Entrada Facultati (5,0ml)

Salida Facultati (2,5ml)

Salida Facultati (5,0ml)

Toma inicial

7,1 7,3 7 6,6 7,3 7,2

Toma final 6,5 5,8 6,7 5,5 6,5 6,2

DBO5 (mg O2/l)

72 90 36 66 96 60

Eficiencia 50% 27% -167% 9%

Eficiencia Total

-33% 33%

10.3.1 Procedimiento de laboratorio.

El método Winkler se utilizó para la determinación del oxígeno disuelto dentro del

agua de muestra. (IDEAM)

El primer paso para el procesamiento fue dejar suficiente agua oxigenando por 24

horas para que estuviera saturada durante el cultivo biológico, luego se le agrego

diferentes reactivos para que los microorganismos pudieran crecer y realizar sus

procedimiento. Los reactivos agregados y definidos por la norma son:

Sulfato manganeso 8 ml

Reactivo alcalino 8 ml

Ácido sulfúrico 8 ml

Solución de Almidón 8 ml

67




Tiosulfato de sodio 8 ml

Cloruro férrico 8 ml

Sulfato de aluminio 8 ml

Foto 15 Reactivos necesarios

Los materiales necesarios para realizar la práctica fueron:

Botellas Winkler de 300 ml.

Probeta en vidrio de 100 ml.

Erlenmeyer de 250 ml.

Balones aforados de 1L clase A para la preparación de reactivos.

Pipeta graduada de 1 ml.

Bureta plástica de 10 ml.

Fuente: Autor

68




Foto 16 Botellas Winkler en incubadora a 20 °C

Foto 17 Botellas Winkler con muestra después de 5 días de incubación

Fuente: Autor

Fuente: Autor

69




Para la determinación del oxígeno disuelto a cada botella Winkler se le agregaron

los reactivos con el siguiente orden:

Sulfuro manganoso 1 ml

Reactivo alcalino 1 ml

Se agita la botella 20 veces para que se deshaga el floc creado.

Ácido sulfúrico 1 ml

Agitar hasta que el ácido diluya el floc nuevamente creado.

10 gotas de Almidón

Titular con tiosulfato de sodio hasta que se vuelva traslucido.

Medir la cantidad de tiosulfato utilizado y aplicarlo en la siguiente formula:

𝐷𝐵𝑂5−20°𝐶 = 𝑂𝐷𝑖 − 𝑂𝑑𝑓 ∗ 300

𝑉𝑚 𝑎𝑙𝑖𝑐𝑢𝑜𝑡𝑎

Trabajando con los datos de laboratorio y expresando los resultados en porcentaje

de la muestra inicial (90 mg/l), para la entrada facultativa se tiene el 73,33%, valor

el cual será usado en los datos históricos para la obtención de la DBO5 en la salida

de la laguna anaerobia, dato el cual interpretaremos por falta de valores históricos.

10.4 RESULTADOS DE LA LAGUNA ANAEROBIA

Los resultados de las lagunas anaerobias se basaron en los datos históricos usando

las tablas 3 hasta la tabla 12. A continuación se presentan los datos de las lagunas

anaerobias de las plantas de tratamiento de agua residual Zipa I y Zipa II; cabe

aclarar que se está evaluando la PTAR Zipa II, pero se hace un comparativo entre

las dos, ya que corresponden al municipio de Zipaquirá con descargas zonales

diferentes.

70




10.4.1 ZIPA I

Tabla 19 Tiempos de Retención de Diseño

Tiempos de retención de Diseño (días)

Anaerobia Facultativa

Zipa I 2,28 13,68

Zipa II 2,16 6,84

Tabla 20 Datos de las Lagunas Anaerobias

Datos de las Lagunas anaerobias

Zipa I Zipa II

Volumen Anaerobia m3 26000 36800

Volumen Facultativa m3 156000 117000

Caudal Diseño (l/s) 132 198

Caudal Diseño (m3/s) 11404,8 17107,2

Tabla 21 Resumen de datos para el cálculo de Kn – Zipa I

ZIPA I EAAAZ CAR

04/11/2015 28/11/2014 11/05/2016

Sa (mg/l) 300 68 354

S (mg/l) 258 32,7 142

PR Anaerobia (días) 5,17 2,28 2,28

Eficiencia 14% 52% 60%

Con la tabla 21 resumen de datos para el cálculo de Kn se determinaron valores

para n y una media de Kn con los distintos datos históricos.

71




Tabla 22 Determinación de Kn con valores históricos – Zipa I

n Kn Promedio n Kn Promedio

0 0,2 0,9 1,1 0,8 3,3 0,4 10,5 22,4 11,1

1 0,3 2,0 2,7 1,7 3,4 0,4 11,3 24,6 12,1

1,1 0,3 2,1 3,0 1,8 3,5 0,4 12,2 26,9 13,2

1,2 0,3 2,3 3,3 1,9 3,6 0,4 13,1 29,5 14,3

1,3 0,3 2,4 3,6 2,1 3,7 0,4 14,1 32,3 15,6

1,4 0,3 2,6 4,0 2,3 3,8 0,4 15,2 35,4 17,0

1,5 0,3 2,8 4,3 2,5 3,9 0,4 16,4 38,8 18,5

1,6 0,3 3,0 4,7 2,7 4 0,4 17,6 42,5 20,2

1,7 0,3 3,3 5,2 2,9 4,1 0,4 18,9 46,6 22,0

1,8 0,3 3,5 5,7 3,2 4,2 0,4 20,4 51,1 24,0

1,9 0,3 3,8 6,2 3,4 4,3 0,4 21,9 55,9 26,1

2 0,3 4,1 6,8 3,7 4,4 0,4 23,6 61,3 28,4

2,1 0,3 4,4 7,5 4,1 4,5 0,4 25,4 67,2 31,0

2,2 0,3 4,7 8,2 4,4 4,6 0,5 27,3 73,6 33,8

2,3 0,3 5,1 9,0 4,8 4,7 0,5 29,4 80,6 36,8

2,4 0,3 5,5 9,9 5,2 4,8 0,5 31,6 88,3 40,1

2,5 0,3 5,9 10,8 5,7 4,9 0,5 34,0 96,8 43,7

2,6 0,3 6,3 11,8 6,2 5 0,5 36,6 106,0 47,7

2,7 0,3 6,8 13,0 6,7 5,1 0,5 39,4 116,2 52,0

2,8 0,3 7,3 14,2 7,3 5,2 0,5 42,4 127,3 56,7

2,9 0,3 7,9 15,6 7,9 5,3 0,5 45,6 139,5 61,8

3 0,4 8,5 17,1 8,6 5,4 0,5 49,0 152,8 67,4

3,1 0,4 9,1 18,7 9,4 5,5 0,5 52,8 167,4 73,6

3,2 0,4 9,8 20,5 10,2

72




Grafica 3 relación n Vs Kn para los valores históricos – Zipa I

Tabla 23 Valores de Kn para datos teóricos de n en las lagunas anaerobias de Zipa I

Kn promedio

n = 4,8 0,47 31,60 88,32 40,13

n = 3,6 0,39 13,13 29,51 14,34

n = 1,9 0,3 3,8 6,2 3,44

n = 1 0,3 2,0 2,7 1,65

10.4.2 ZIPA II

Resultados para la planta de tratamiento de agua residual Zipa II en su laguna

anaerobia.

y = 1,193ln(x) + 0,4154R² = 0,9998

0

1

2

3

4

5

6

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0

n. C

oef

icie

nte

exp

erim

enta

l

Kn Constante de degradación

ZIPA I

73




Tabla 24 Resumen de datos para el cálculo de Kn – Zipa II

ZIPA II EAAZ CAR

21/11/2016 04/11/2015 21/11/2014 11/12/2014

Sa (mg/l) 379 263 97 245

S (mg/l) 277,9 192,8579 71,1301 179,6585

PR Anaerobia (días) 2,16 6,76 1,60 2,16

Eficiencia 32% 76.5% 71.7% 38.8%

Tabla 25 Determinación de Kn con valores históricos – Zipa II

n kn Promedio n kn Promedio

0 0,6 0,2 0,9 0,6 0,6 5 3,0 1,0 4,1 3,0 2,8

1 0,9 0,3 1,2 0,9 0,8 5,1 3,1 1,0 4,2 3,1 2,8

1,1 0,9 0,3 1,2 0,9 0,8 5,2 3,2 1,0 4,3 3,2 2,9

1,2 0,9 0,3 1,3 0,9 0,8 5,3 3,3 1,0 4,5 3,3 3,0

1,3 0,9 0,3 1,3 1,0 0,9 5,4 3,4 1,1 4,6 3,4 3,1

1,4 1,0 0,3 1,3 1,0 0,9 5,5 3,5 1,1 4,8 3,5 3,2

1,5 1,0 0,3 1,4 1,0 0,9 5,6 3,6 1,2 4,9 3,6 3,3

1,6 1,0 0,3 1,4 1,0 1,0 5,7 3,7 1,2 5,1 3,7 3,4

1,7 1,1 0,3 1,5 1,1 1,0 5,8 3,8 1,2 5,2 3,8 3,5

1,8 1,1 0,4 1,5 1,1 1,0 5,9 4,0 1,3 5,4 4,0 3,6

1,9 1,1 0,4 1,6 1,1 1,1 6 4,1 1,3 5,6 4,1 3,8

2 1,2 0,4 1,6 1,2 1,1 6,1 4,2 1,3 5,7 4,2 3,9

2,1 1,2 0,4 1,7 1,2 1,1 6,2 4,3 1,4 5,9 4,3 4,0

2,2 1,3 0,4 1,7 1,3 1,2 6,3 4,5 1,4 6,1 4,5 4,1

2,3 1,3 0,4 1,8 1,3 1,2 6,4 4,6 1,5 6,3 4,6 4,3

2,4 1,3 0,4 1,8 1,3 1,2 6,5 4,8 1,5 6,5 4,8 4,4

2,5 1,4 0,4 1,9 1,4 1,3 6,6 4,9 1,6 6,7 4,9 4,5

2,6 1,4 0,5 1,9 1,4 1,3 6,7 5,1 1,6 6,9 5,1 4,7

2,7 1,5 0,5 2,0 1,5 1,3 6,8 5,2 1,7 7,1 5,2 4,8

2,8 1,5 0,5 2,1 1,5 1,4 6,9 5,4 1,7 7,4 5,4 5,0

2,9 1,6 0,5 2,1 1,6 1,4 7 5,6 1,8 7,6 5,6 5,1

3 1,6 0,5 2,2 1,6 1,5 7,1 5,7 1,8 7,8 5,7 5,3

3,1 1,7 0,5 2,3 1,7 1,5 7,2 5,9 1,9 8,1 5,9 5,5

3,2 1,7 0,5 2,3 1,7 1,6 7,3 6,1 2,0 8,3 6,1 5,6

3,3 1,8 0,6 2,4 1,8 1,6 7,4 6,3 2,0 8,6 6,3 5,8

74





3,4 1,8 0,6 2,5 1,8 1,7 7,5 6,5 2,1 8,9 6,5 6,0

3,5 1,9 0,6 2,6 1,9 1,7 7,6 6,7 2,1 9,1 6,7 6,2

3,6 1,9 0,6 2,6 1,9 1,8 7,7 6,9 2,2 9,4 6,9 6,4

3,7 2,0 0,6 2,7 2,0 1,8 7,8 7,1 2,3 9,7 7,1 6,6

3,8 2,1 0,7 2,8 2,1 1,9 7,9 7,3 2,4 10,0 7,4 6,8

3,9 2,1 0,7 2,9 2,1 2,0 8 7,6 2,4 10,3 7,6 7,0

4 2,2 0,7 3,0 2,2 2,0 8,1 7,8 2,5 10,7 7,8 7,2

4,1 2,3 0,7 3,1 2,3 2,1 8,2 8,1 2,6 11,0 8,1 7,4

4,2 2,3 0,7 3,2 2,3 2,1 8,3 8,3 2,7 11,4 8,3 7,7

4,3 2,4 0,8 3,3 2,4 2,2 8,4 8,6 2,7 11,7 8,6 7,9

4,4 2,5 0,8 3,4 2,5 2,3 8,5 8,8 2,8 12,1 8,9 8,2

4,5 2,6 0,8 3,5 2,6 2,4 8,6 9,1 2,9 12,5 9,1 8,4

4,6 2,6 0,8 3,6 2,6 2,4 8,7 9,4 3,0 12,9 9,4 8,7

4,7 2,7 0,9 3,7 2,7 2,5 8,8 9,7 3,1 13,3 9,7 9,0

4,8 2,8 0,9 3,8 2,8 2,6 8,9 10,0 3,2 13,7 10,0 9,2

4,9 2,9 0,9 4,0 2,9 2,7 9 10,3 3,3 14,1 10,4 9,5

Tabla 26 Valores de Kn para datos teóricos de n en las lagunas anaerobias de Zipa II

Kn Promedio

n = 4,8 2,81 0,90 3,83 2,81 2,59

n = 3,6 1,94 0,62 2,64 1,94 1,78

n = 1,9 1,1 0,4 1,6 1,1 1,1

n = 1 0,9 0,3 1,2 0,9 0,8

75




Grafica 4 relación n Vs Kn para los valores históricos – Zipa II

Otra forma en la medición para la eficiencia de la planta de tratamiento de aguas

residual (PTAR) Zipa II está en la carga superficial removida (CSr) respecto a la

carga superficial (CSa) aplicada en la laguna.

Las tablas 28 hasta 31 muestran los resultados de la carga superficial removida en

la laguna anaerobia.

Tabla 27 Datos del diseño de las lagunas facultativas Zipa I y Zipa II

ZIPA I ZIPA II

Volumen Anaerobia m3 26000 36800

Volumen Facultativam3 156000 117000

Caudal Diseño (l/s) 132 198

Caudal Diseño (m3/s) 11404,8 17107,2

Área Superficial Anaerobia (m2) 6500 9200

y = 3,2237ln(x) + 1,7336R² = 1

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0

n. C

oef

icie

nte

exp

erim

enta

l

Kn Constante de degradación

ZIPA II

76




Las tablas 28 y 29 muestran la eficiencia de remoción en Carga Superficial Aplicada

(Csa) y Carga Superficial Removida (Csr) sin tener en cuenta el periodo de retorno

de cada laguna denotado por la ecuación:

Tabla 28 Carga superficial Zipa I

LAGUNA ANAEROBIA

EAAAZ CAR

21/11/16 04/11/15 11/11/14 28/11/14 11/09/15 11/05/16

ZIPA I

Sa (mg/l) 189 300 10,1 68 558 354

Caudal (l/s) 92,4 58,2 66,25 72,28 72,28 72,28

Carga (mg/s) 17463,6 17460,0 669,1 4915,3 40334,1 25588,3

Área (m2) 6500 6500 6500 6500 6500 6500

Csa (kg/Ha.d) 2321,3 2320,8 88,9 653,4 5361,3 3401,3

Csr (kg/Ha.d) 1581,7 1581,4 46,7 434,8 3672,0 2324,3

Remanente (kg/Ha.d) 739,6 739,5 42,2 218,6 1689,3 1077,0

Eficiencia 32% 32% 47% 33% 32% 32%

Grafica 5 Carga superficial Zipa I

y = 0,6876x - 14,455R² = 1

0,0

500,0

1000,0

1500,0

2000,0

2500,0

3000,0

3500,0

4000,0

0,0 1000,0 2000,0 3000,0 4000,0 5000,0 6000,0

CSr

(kg

DB

O /

Ha

d)

CSa (kg DBO / Ha d)

Zipa I

77




Tabla 29 Carga superficial Zipa II

LAGUNA ANAEROBIA

EAAZ CAR

21/11/2016 04/11/2015 21/11/2014 11/12/2014

ZIPA II

Sa (mg/l) 379 263 97 245

Caudal (l/s) 45,2 44,5 188,2 92,6

Carga (mg/s) 17131 11704 18255 22695

Área (m2) 9200 9200 9200 9200

Csa (kg/Ha.d) 1608,8 1099 1714 2131

Csr (kg/Ha.d) 1091,8 741,3 1164,4 1451,1

Remanente 517,0 357,8 550,0 680,3

Eficiencia 32% 33% 32% 32%

Grafica 6 Carga superficial Zipa II

y = 0,6876x - 14,46R² = 1

0,0

200,0

400,0

600,0

800,0

1000,0

1200,0

1400,0

1600,0

0,0 500,0 1000,0 1500,0 2000,0 2500,0

CSr

(m

g D

BO

/l)

CSa (mg DBO/l)

Zipa II

78




En la Grafica 5 y Grafica 6 carga superficial Zipa I – Zipa II se expresa la relación

existente entre la carga superficial aplicada y la removida, existiendo una correlación

lineal, en donde a medida que aumenta la carga aplicada mayor será la removida

expresada por l adecuación y = 0,6876x – 14,455 y y = 0,6876x – 14,46

Las tablas 31 y 32 muestran la eficiencia de remoción en carga superficial teniendo

en cuenta el periodo de retorno de cada laguna denotado por la ecuación:

Tabla 30 Carga superficial Zipa I con periodo de retención

LAGUNA ANAEROBIA

EAAAZ CAR

21/11/16

04/11/15

11/11/14

28/11/14

11/09/2015

11/05/16

ZIPA I

Sa (mg/l) 189 300 10,1 68 558 354

PR Anaerobia (días)

2,28 5,17 4,54 2,28 2,28 2,28

Caudal (l/s) 92,4 58,2 66,3 72,3 72,3 72,3

Carga (kg/d) 17464 17460 669 4915 40334 25588

Área (𝑚3) 6500 6500 6500 6500 6500 6500

Csa (kg/Ha.d) 2321,3 2320,8 88,9 653,4 5361,3 3401,3

Csr (kg/Ha.d) 1527,5 1595,1 -91,6 278,0 3804,8 2336,5

Remanente 793,8 725,7 180,5 375,3 1556,6 1064,8

Eficiencia 34% 31% 203% 57% 29% 31%

79




Grafica 7 Carga superficial Zipa I con periodo de retención

Tabla 31 Carga superficial Zipa II con periodo de retención

LAGUNA ANAEROBIA

EAAZ CAR

21/11/2016 04/11/2015 21/11/2014 11/12/2014

ZIPA II

Sa (mg/l) 379 263 97 245

PR Anaerobia (días)

9,42 9,57 2,26 4,60

Caudal (l/s) 45,2 44,5 188,2 92,6

Carga (kg/d) 17131 11704 18255 22695

Área (𝑚3) 9200 9200 9200 9200

Csa (kg/Ha.d) 1608,8 1099,1 1714,4 2131,4

Csr (kg/Ha.d) 1161,8 783,5 1072,5 1439,7

Remanente 447,0 315,7 642,0 691,6

Eficiencia 28% 29% 37% 32%

y = 0,7423x - 175,22R² = 0,9996

-500,0

0,0

500,0

1000,0

1500,0

2000,0

2500,0

3000,0

3500,0

4000,0

4500,0

0,0 1000,0 2000,0 3000,0 4000,0 5000,0 6000,0

CSr

(kg

DB

O /

Ha

d)

CSa (kg DBO / Ha d)

Zipa I

80




Grafica 8 Carga superficial Zipa II con periodo de retención

De la Grafica 7 y de la Grafica 8 Carga superficial Zipa I y Zipa II con periodo de

retención se describen las ecuaciones para cada caso siendo y = 0.7423x – 175.22

para Zipa I y y = 0.6184x + 101.13 para Zipa II.

10.5 Resultados laguna Facultativa

Para las lagunas facultativas se usaron los datos históricos mostrados en las tablas

32 hasta la tabla 42, se debe mencionar que se está trabajando con la relación de

los datos arrojados por el laboratorio según las muestras trabajadas

correspondientes a (90 mg/l), la cual corresponde al 73.33% de la muestra de

entrada.

y = 0,6184x + 101,13R² = 0,9423

0,0

200,0

400,0

600,0

800,0

1000,0

1200,0

1400,0

1600,0

0,0 500,0 1000,0 1500,0 2000,0 2500,0

CSr

(m

g D

BO

/l)

CSa (mg DBO/l)

Zipa II

81




Tabla 32 Datos históricos afectados por los porcentajes hallados en el laboratorio Zipa I - CAR - 1016

Planta ZIPA I

CAR Fecha 11/05/2016

Referencia 459



DBO5 mg/l O2 354 142

DQO mg/l O2 825 298

OD mg/l O2 0 4,8

PH 7,1 7,9

SST mg/l 255 127

PR días 13,7 Temperatura °C 20,6 19

Caudal l/s 132,0


Planta ZIPA I


Referencia 789



DBO5 mg/l O2 558 184

DQO mg/l O2 1706 675

OD mg/l O2 0 3,5

PH 7,5 7,9

SST mg/l 492 187

PR días 13,7 Temperatura °C 19,8 17,1

Caudal l/s 132,0

82




Tabla 34 Datos históricos afectados por los porcentajes hallados en el laboratorio Zipa II - CAR - 1014

Planta ZIPA II


Referencia 1436



DBO5 mg/l O2 179,6585 69,3

DQO mg/l O2 610 241

OD mg/l O2 5,6 0,8

PH 8,5 7,7

SST mg/l 205 116


Caudal l/s 198,0


Planta ZIPA I


Referencia 1433



DBO5 mg/l O2 68 32,7

DQO mg/l O2 990 298

OD mg/l O2 0,9 7,4

PH 7,3 8,5

SST mg/l 740 77,1

PR días 13,7 Temperatura °C 19,2

Caudal l/s 132,0

83




Tabla 36 Datos históricos afectados por los porcentajes hallados en el laboratorio Zipa I - EAAAZ - 1014

Planta ZIPA I

EAAAZ Fecha 11/11/2014

Referencia 43805


Caudal l/s 66,25 137,46


DBO5 mg/l O2 10,1 33,7

DQO mg/l O2 73,4 273,9

PH 7,45 8,36


SST mg/l 20 21

PR días 27,3

Temperatura °C 16,3 18,6

Tabla 37 Datos históricos afectados por los porcentajes hallados en el laboratorio Zipa II - EAAAZ - 1014

Planta ZIPA II


Referencia 43808


Caudal l/s 188,2 164,13


DBO5 mg/l O2 71,1301 59,4

DQO mg/l O2 328,1 193,8

PH 7,81 7,81

Solidos Sedimentables mg/l 0,28 0,2

SST mg/l 188,1 75


84





Planta ZIPA I


Referencia 13142



DBO5 mg/l O2 300 258

DQO mg/l O2 637 411

OD mg/l O2 1,48 4,16

PH 8,02 8,16


SST mg/l 224 196

PR días 31,0



Planta ZIPA II


Referencia 13143



DBO5 mg/l O2 192,8579 61,8

DQO mg/l O2 462 268

OD mg/l O2 1,1 6,2

PH 8,11 8,34


SST mg/l 196 75,5

PR días 30,4


85





Planta ZIPA II


Referencia 22243


Caudal l/s 45,2

DBO5 mg/l O2 277,92 258

DQO mg/l O2 930 605

OD mg/l O2 5,93

PH 8,23

Solidos Sedimentables mg/l 0,96

SST mg/l 147 46,5

PR días 6,8

Temperatura °C 20,2

Caudal l/s 198,0


Planta ZIPA I


Referencia 22242


Caudal l/s 92,4

DBO5 mg/l O2 189 56,7

DQO mg/l O2 478 159

OD mg/l O2 1,87

PH 7,61

Solidos Sedimentables mg/l 0,1

SST mg/l 175 43

PR días 13,7

Temperatura °C 20,7

Caudal l/s 132,0

El resumen de los datos para las plantas de tratamiento de agua residual Zipa I y

Zipa II se muestran en las siguientes tablas.

86




Tabla 42 Resumen de los Datos históricos afectados por los porcentajes hallados en el laboratorio – Zipa I

ZIPA I EAAAZ CAR

21/11/16 04/11/15 11/11/14 28/11/14 11/09/15 11/05/16

Sa (mg/l) O2 189 300 10,1 68 558 354

S (mg/l) O2 56,7 258 33,7 32,7 184 142

Pro 13,68 31,02 27,25 13,68 13,68 13,68

Temperatura °C 20,7 19,4 16,3 19,2 19,8 20,6

Caudal (l/s) 132,0 58,2 66,25 132,0 132,0 132,0

Eficiencia 70% 14% -234% 52% 67% 60%

La eficiencia hallada para la fecha 11 – noviembre – 2014 con un valor de (-234%)

presenta un dato atípico que no se puede utilizar para los cálculos pertinentes, este

dato se pudo presentar por una mala toma de muestras o una alta precipitación para

los días en que se tomó la muestra, el municipio de Zipaquirá por tener un

alcantarillado combinado puede presentar dilución entre las aguas residuales y las

aguas lluvias.

Tabla 43 Resumen de los Datos históricos afectados por los porcentajes hallados en el laboratorio – Zipa II

ZIPA II EAAZ CAR

21/11/2016 04/11/2015 21/11/2014 11/12/2014

Sa (mg/l) O2 277,9 192,9 71,1 179,7

S (mg/l) O2 258 61,8 59,4 69,3

Pro (d) 6,8 30,4 7,2 6,8

Temperatura °C 20,2 17 16,8 18,1

Caudal (l/s) 198,0 44,5 188,2 198,0

Eficiencia 7% 68% 16% 61%

En las tablas 44 y 45 se realiza el cálculo de los valores de θ para cada grupo de

datos históricos por cada año de acuerdo al modelo de cinética basado de primer

orden.

87




Tabla 44 Calculo de la constante de degradación global – Zipa I

ZIPA I EAAAZ CAR

42695 42312 41954 41971 42258 42501 V (𝑚3) 156000 156000 156000 156000 156000 156000 Pro (d) 13,68 31,02 27,25 13,68 13,68 13,68 Qa (l/s) 132,0 58,2 66,3 132,0 132,0 132,0

Sa (mg/l) 56,7 258 33,7 32,7 184 142 Promedio

θ 1,67 1,45 1,52 1,65 1,50 1,56 1,56

T °C 20,7 19,4 16,3 19,2 19,8 20,6

Tabla 45 Calculo de la constante de degradación global – Zipa II

ZIPA II EAAZ CAR

42695 42312 41964 41984 V (𝑚3) 117000 117000 117000 117000 Pro (d) 6,8 30,4 7,2 6,8 Qa (l/s) 198,0 44,5 188,2 198,0

Sa (mg/l) 258 61,8 59,4 69,3 Promedio

θ 1,48 1,50 1,49 1,52 1,50

T °C 20,2 17 16,8 18,1

Utilizando la influencia de la temperatura en el cálculo de la constante de

degradación global de primer orden del desecho se tienen las siguientes tablas.

Tabla 46 Calculo de la constante de degradación global tomando en cuenta la temperatura especifica del sitio – Zipa I

ZIPA I EAAAZ CAR

42695 42312 41954 41971 42258 42501

PR (días) 13,68 31,02 27,25 13,68 13,68 13,68

E (%) 70 14 -234 52 67 60

K' (𝒅−𝟏) 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

T °C 20,7 19,4 16,3 19,2 19,8 20,6

Promedio T °C 19,3

88




Tabla 47 Calculo de la constante de degradación global tomando en cuenta la temperatura especifica del sitio – Zipa II

ZIPA II EAAZ CAR

42695 42312 41964 41984

PR (días) 6,84 30,43 7,20 6,84

E (%) 7,2 68,0 16,5 61,4

K' (𝒅−𝟏) 0,01 0,07 0,03 0,23

T °C 20,2 17,0 16,8 18,1

Promedio T °C 18,0

Para comprender el comportamiento de la degradación global de primer orden a

una temperatura To del desecho se hace la iteración con diferentes valores de θ

como se muestra en la tabla 48.

Tabla 48 Valores iterativos para la degradación global – Zipa I

ZIPA I (𝑑í𝑎𝑠−1)

Ko 1 Ko 2 Ko 3 Ko 4 Ko 5 Ko 6 θ K' 1 K' 2 K' 3 K' 4 K' 5 K' 6

0,85 0,00 0,00 0,01 0,09 0,43 0,1 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

0,53 0,00 0,00 0,02 0,11 0,29 0,2 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

0,40 0,00 0,00 0,03 0,12 0,22 0,3 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

0,32 0,00 0,00 0,04 0,12 0,19 0,4 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

0,28 0,00 0,00 0,05 0,13 0,17 0,5 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

0,24 0,00 0,00 0,05 0,13 0,15 0,6 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

0,22 0,00 -0,01 0,06 0,14 0,14 0,7 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

0,20 0,00 -0,01 0,07 0,14 0,12 0,8 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

0,18 0,00 -0,02 0,07 0,15 0,12 0,9 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11 1 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

0,16 0,01 -0,04 0,09 0,15 0,10 1,1 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

0,15 0,01 -0,05 0,09 0,15 0,10 1,2 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

0,14 0,01 -0,07 0,10 0,16 0,09 1,3 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

0,13 0,01 -0,09 0,10 0,16 0,09 1,4 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

0,13 0,01 -0,12 0,11 0,16 0,09 1,5 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

0,12 0,01 -0,15 0,11 0,16 0,08 1,6 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

0,12 0,01 -0,18 0,12 0,17 0,08 1,7 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

89





0,11 0,01 -0,23 0,13 0,17 0,08 1,8 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

0,11 0,01 -0,28 0,13 0,17 0,07 1,9 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

0,11 0,01 -0,33 0,14 0,17 0,07 2 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

0,12 0,01 0,11 0,16 0,08 1,56 0,17 0,01 -0,03 0,08 0,15 0,11

Prom. Ko 0,10

Tabla 49 Tabla 39 Valores iterativos para la degradación global – Zipa II

ZIPA II (𝑑í𝑎𝑠−1)

Ko 1 Ko 2 Ko 3 Ko 4 θ K' 1 K' 2 K' 3 K' 4

0,02 0,00 0,00 0,00 0,1 0,01 0,07 0,03 0,23

0,02 0,00 0,00 0,01 0,2 0,01 0,07 0,03 0,23

0,01 0,00 0,00 0,02 0,3 0,01 0,07 0,03 0,23

0,01 0,00 0,00 0,04 0,4 0,01 0,07 0,03 0,23

0,01 0,01 0,00 0,06 0,5 0,01 0,07 0,03 0,23

0,01 0,02 0,01 0,09 0,6 0,01 0,07 0,03 0,23

0,01 0,02 0,01 0,12 0,7 0,01 0,07 0,03 0,23

0,01 0,04 0,01 0,15 0,8 0,01 0,07 0,03 0,23

0,01 0,05 0,02 0,19 0,9 0,01 0,07 0,03 0,23

0,01 0,07 0,03 0,23 1 0,01 0,07 0,03 0,23

0,01 0,09 0,04 0,28 1,1 0,01 0,07 0,03 0,23

0,01 0,12 0,05 0,33 1,2 0,01 0,07 0,03 0,23

0,01 0,15 0,06 0,38 1,3 0,01 0,07 0,03 0,23

0,01 0,19 0,08 0,44 1,4 0,01 0,07 0,03 0,23

0,01 0,24 0,10 0,50 1,5 0,01 0,07 0,03 0,23

0,01 0,29 0,12 0,57 1,6 0,01 0,07 0,03 0,23

0,01 0,34 0,15 0,64 1,7 0,01 0,07 0,03 0,23

0,01 0,41 0,18 0,71 1,8 0,01 0,07 0,03 0,23

0,01 0,48 0,21 0,79 1,9 0,01 0,07 0,03 0,23

0,01 0,56 0,25 0,87 2 0,01 0,07 0,03 0,23

0,01 0,23 0,10 0,50 1,50 0,01 0,07 0,03 0,23

Promedio Ko 0,21

Siguiendo la teoría del modelo de equilibrio continuo y mezcla completa se

determina la gráfica de los coeficientes globales de reacción comparando los datos

históricos de la planta de tratamiento de agua residual Zipa II con Zipa I.

90




Para los cálculos se tomó el promedio de la eficiencia de Zipa I como 43.8% en la

remoción de DBO y la eficiencia para Zipa II fue tomada con un promedio de 38.3%

en la remoción de DBO.

Tabla 50 Obtención de la constante de degradación global para la laguna de estabilización de Zipa I

ZIPA I

PR (d) 1 2 3 4 5

K' (𝒅−𝟏) 0,78 0,39 0,26 0,19 0,16

PR (d) 6 7 8 9 10

K' (𝒅−𝟏) 0,13 0,11 0,10 0,09 0,08

PR (d) 11 12 13 14 15

K' (𝒅−𝟏) 0,07 0,06 0,06 0,06 0,05

PR (d) 16 17 18 19 20

K' (𝒅−𝟏) 0,05 0,05 0,04 0,04 0,04

Tabla 51 Obtención de la constante de degradación global para la laguna de estabilización de Zipa II

ZIPA II

PR (d) 1 2 3 4 5

K' (𝒅−𝟏) 0,62 0,31 0,21 0,15 0,12

PR (d) 6 7 8 9 10

K' (𝒅−𝟏) 0,10 0,09 0,08 0,07 0,06

PR (d) 11 12 13 14 15

K' (𝒅−𝟏) 0,06 0,05 0,05 0,04 0,04

PR (d) 16 17 18 19 20

K' (𝒅−𝟏) 0,04 0,04 0,03 0,03 0,03

91




Grafica 9 coeficiente global de reacción Zipa I Vs Zipa II

10.6 RESULTADOS COEFICIENTE DE DECAIMIENTO ENDÓGENO

Los resultados para el coeficiente de Decaimiento Endógeno se realizaron en

conjunto para las lagunas anaerobia y facultativa.

Tabla 52 Resumen de datos para Coeficiente de Decaimiento Endógeno

ZIPA II EAAZ CAR

21/11/2016 04/11/2015 21/11/2014 11/12/2014

Sa (mg/L) 379 263 97 245

SST (mg/L) 147,0 196 188,1 205

PR Anaerobia (días) 2,16 6,76 1,60 2,16

Y 0,6 0,6 0,6 0,6

rs = dS/dt (mg/L . día) 100,5 120,5 113,1 89,0

Biomasa (mg/L) 60.3 72,3 67,86 53,4

y = 0,7795x-1

R² = 1

y = 0,6197x-1

R² = 10,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

0 5 10 15 20 25

K' (

1/d

ías)

Dias

Coeficiente Global de Reacción

Potencial (Zipa I) Potencial (Zipa II)

92




Tabla 53 ϻ𝒎á𝒙 para los diferentes Ks

Ks Anaerobia Zipa II Promedio

n = 4,8 2,59

ϻ𝒎á𝒙

1,03 1,01 1,01 1,01 1,01

n = 3,6 1,78 1,02 1,01 1,02 1,02 1,02

n = 1,9 1,1 1,01 1,01 1,01 1,01 1,01

n = 1 0,8 1,01 1,01 1,01 1,01 1,01

Tabla 54 Coeficiente de Decaimiento Endógeno

Kd (1/días) 0,042 0,035 0,037 0,047

Media Kd (1/días) 0,040

93




11 ANÁLISIS DE RESULTADOS

11.1 ANÁLISIS DE VALORES HISTÓRICOS DE PRECIPITACIÓN PARA

ZIPAQUIRÁ

Observando la tabla 2 - valores totales mensuales de precipitación - se observa la

variación mensual de precipitación del municipio de Zipaquirá, predominando un

estado bimodal durante todo el año, con valores pico en los meses de abril y octubre;

los cuales son épocas de altos niveles en el alcantarillado de la ciudad dado que

este se construyó como con sistema combinado, realizándose una mezcla completa

entre las aguas residuales de la ciudad y las aguas lluvias, las que deben ser

evacuadas para evitar excesos dentro de la planta de agua residual.

Según los datos históricos entregados por la Corporación autónoma regional CAR

el mes de abril presenta un incremento de precipitación o “temporada de lluvia” con

respecto a otros meses, fecha para la cual se realizó la toma de muestra con el fin

de elaboración del presente proyecto.

Para los laboratorios se tomaron muestras a la entrada de la laguna anaerobia, en

la canaleta Parshall, una segunda toma de muestras se realizó a la entrada de la

laguna facultativa y por ultimo una tercera muestra fue tomada a la salida de la

planta. Las condiciones ambientales en el sitio el día de la toma de muestra

resultaron favorables, con una temperatura ambiente de 18.1 °C y tendencia a

seguir subiendo junto con un día soleado. Los días anteriores a la toma de muestra

se presentaron lluvias correspondientes del mes de abril, específicamente la noche

anterior de la toma de muestras se presentó una fuerte lluvia, dejando como

evidencia un aumento en el caudal de entrada y una disolución de la materia

orgánica.

11.2 ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LABORATORIO.

Las muestras para los laboratorios se tomaron en tres puntos diferentes con el fin

de tener mayor cobertura en la comprensión de las lagunas de estabilización. De la

tabla 16 - medida de datos de laboratorio - fue tomada La primera muestra en la

entrada de la laguna anaerobia, lugar donde la medición de PH fue de 8.0

mostrando que el agua servida de Zipaquirá en este punto es básica, los sólidos

94




disueltos totales corresponden a 724.3 mg/l, la conductividad fue de 1040.5

microsiemens y la turbiedad fue de 250.5 NTU.

La segunda muestra fue tomada a la salida de la laguna anaerobia – entrada laguna

facultativa, lugar en donde el PH se acidifico un poco para acercarse a su estado

neutro, disminuyendo de 8 a 7.2, correspondiente a un 90%, los sólidos disueltos

totales disminuyeron de 724.3 mg/l a 470.8 mg/l siendo una disminución del 35% se

los sólidos, la conductividad disminuye de 1040.5 ϻS a 693.5 ϻS con una

disminución del 34% viéndose claramente acertado, ya que se ve afectada por la

cantidad en los sólidos disueltos siendo así, que si disminuyen los sólidos disminuirá

la conductividad; la turbiedad también se ve afectada con mayor porcentaje de

remoción, pasando de 250.5 NTU a 96.7 NTU correspondiente al 61.4%.

Por último y como 3ra muestra se tomó a la salida de la laguna facultativa o

descarga de la planta, lugar en donde el PH corresponde a 7.0, es decir en un PH

neutro, los sólidos disueltos totales tienen un ligero aumento en la salida pasando

de estar en 470.8 mg/l a 521.9 mg/l, la conductividad aumenta por la cantidad de

solidos de 693.5 ϻS a 763.3 ϻS y la turbiedad aumenta de 152.5 NTU a 96.7 NTU.

Estos valores presentan una deficiencia en la planta, ocasionada por el cúmulo de

natas y la falta de limpieza o por la precipitación presentada días previos en la planta

de agua residual Zipa II.

Otro parámetro medido en las muestras tomadas fueron sólidos suspendidos totales

(SST), solidos suspendidos totales fijos (SSTF) y solidos suspendidos totales

volátiles (SSTV) vistos en la tabla 17 - Cálculo de sólidos en el agua -. Para la

muestra de la entrada a la laguna anaerobia se presentan los valores de 162 mg/l

correspondiente a los sólidos suspendidos totales volátiles connotando que los

sólidos totales presentes en la muestra son orgánicos, en la segunda capsula con

la muestra de la entrada a la laguna facultativa los sólidos suspendidos totales

volátiles fue de 43 mg/l con una reducción del 73.5%, por último y para la capsula 3

con los sólidos en la salida de la planta se evidencia un incremento del 27.1%

estando en 43 mg/l y finalizando en 59 mg/l.

El objetivo principal de los laboratorios consistía en la determinación de la DBO5

para las muestras en las lagunas de estabilización de Zipa II. Para realizar el análisis

se analizaron dos concentraciones para cada muestra tomados de la tabla 18 -

Cálculo de la DBO5 de la muestra -, una de 2.5 ml y la otra de 5.0 ml. Como

resultados los datos obtenidos para una concentración de 2.5 ml en la entrada de la

laguna anaerobia fue de 72 mg/l O2 y de 90 mg/l O2 para la concentración de 5.0

ml resultados que presentan una variación del 20% en una misma estación de

muestreo. A la altura de la entrada de la laguna facultativa se obtuvo para una

concentración de 2.5 ml una DBO de 36 mg/l O2 correspondiente al 50% de

95




remoción en la laguna anaerobia, para la concentración de 5.0 ml la DBO fue de 66

mg/l O2 correspondiente al 27% de remoción. Finalmente en la estación de

muestreo en la salida de la planta se presentó un incremento de DBO, para la

concentración de 2.5ml se presentó un incremento con un valor de la DBO de 96

mg/l O2 y para la concentración de 5.0 ml la DBO fue de 60 mg/l O2 presentado una

remoción del 9% en la laguna facultativa.

La remoción final de la planta de tratamiento de agua residual Zipa II con estos datos

de laboratorio y presentando la baja concentración de DBO que le entra a la laguna

anaerobia reduciendo así su eficiencia la remoción total es del 33% con una DBO

de entrada de 90 mg/l O2 y una DBO de salida de 60 mg/l O2.

11.3 ANÁLISIS DE RESULTADOS EN LA LAGUNA ANAEROBIA

Las lagunas anaerobias son lagunas diseñadas para soportar cargas orgánicas

altas, sin dejar espacio para la degradación aerobia a excepción de zonas en la

superficie que pueda estar en contacto con el oxígeno del medio ambiente;

asumiendo que el mayor porcentaje de degradación es anaerobio se calcularon las

constantes de crecimiento microbiano dependiendo del periodo de retención, la

demanda bioquímica de oxígeno en el afluente y en el efluente para las plantas.

En la tabla 20 - Datos de las lagunas anaerobias - se presentan los volúmenes de

diseño construidos para Zipa I y Zipa II, la primera siendo un 15.5% más grande,

con un volumen en la laguna anaerobia de 26.000 𝑚3 y en la laguna facultativa de

156.000 𝑚3 y la planta de Zipa II con un volumen de la laguna anaerobia de 36.800

𝑚3, la laguna facultativa con un volumen de 117.000 𝑚3.

Tabla 55 Análisis de resultados Valores DBO para lagunas anaerobias

ZIPA I 04/11/2015 28/11/2014 11/05/2016

DBO (mg/L) 300 68 354


Zipa II 21/11/2016 04/11/2015 11/12/2014

DBO (mg/L) 379 263 97


Los datos históricos son relativamente bajos comparándolos con la teoría, para la

planta Zipa I encontramos valores de 300 mg/l O2, 68 mg/l O2 y 354 mg/l, con una

96




eficiencia de remoción del 14%, 52% y 60% respectivamente. Para la planta Zipa II

se presentan valores de 379 mg/l O2, 263 mg/l O2, 97 mg/l O2, con una eficiencia

de remoción del 32%, 76.5% y 71.7% respectivamente como se muestra en la tabla

24 - Resumen de datos para el cálculo de Kn – Zipa II - según Yánez Cossío los

valores para una laguna anaerobia primaria están dentro 629 – 826 mg/l de DBO,

para Jairo Alberto Romero las lagunas primarias para aguas domésticas y

municipales tratan DBO mayor de 1000 mg/l.

Las constantes de degradación o constantes de crecimiento biológico para la laguna

de estabilización anaerobia de la planta Zipa I se presentan en la tabla 22 -

Determinación de Ks con valores históricos – Zipa I - los cuales muestran una

tendencia logarítmica creciente a medida que n crece, descrita por la ecuación y =

1.19ln(x) + 0.4154 tal como se observa en la gráfica 3 - relación n vs Ks para los

valores históricos – Zipa I - los valores para Kn en el caso de la planta Zipa II se

muestran más cercanos, mostrando un incremento logarítmico en la gráfica 4 -

relación n Vs Ks para los valores históricos – Zipa II, - la ecuación para esta relación

esta expresada como y = 3.2237ln(x) + 1.7336.

Los datos finales de la constante de crecimiento biológico usando valores teóricos

de n para las lagunas de estabilización del municipio de Zipaquirá se evalúan de la

siguiente forma:

Tabla 56 valores comparativos de Ks

n 4,8 n 3,6

ZIPA I - Ks (𝑑í𝑎𝑠−1) 40,13 ZIPA I - Ks (𝑑í𝑎𝑠−1) 14,34

ZIPA II - Ks (𝑑í𝑎𝑠−1) 2,59 ZIPA II - Ks (𝑑í𝑎𝑠−1) 1,78

Vincent (Sudáfrica) - Ks (𝑑í𝑎𝑠−1) 6 Kawai - Ks (días−1) 38,5

n 1,9 n 1

ZIPA I - Ks (𝑑í𝑎𝑠−1) 3,44 ZIPA I - Ks (𝑑í𝑎𝑠−1) 1,65

ZIPA II - Ks (𝑑í𝑎𝑠−1) 1,1 ZIPA II - Ks (𝑑í𝑎𝑠−1) 0,8

Vincent (Zambia 1963) - Ks (𝑑í𝑎𝑠−1) 6

Otra forma en la medición para la eficiencia de la planta de tratamiento de aguas

residual (PTAR) Zipa II está en la carga superficial removida (CSr) respecto a la

carga superficial (CSa) aplicada en las lagunas Zipa I y Zipa II. Se realizó la

evaluación para ambas lagunas con el fin de determinar valores comparativos entre

las dos plantas de tratamiento de agua residual sabiendo que son del mismo

municipio pero de diferentes afluentes.

97




Las áreas de las lagunas anaerobias Zipa I y Zipa II son de 6.500 m2 y 9.200 m2

respectivamente, Zipa II con un área mayor en un 30% y ambas con la misma

profundidad de 4 m.

La carga superficial aplicada se considera como la cantidad de materia orgánica

presente en un área superficial expresada en (kg/Ha.d). Para Zipa I se presenta

una variación bastante grande, con valores mínimos de 88.9 (kg/Ha.d) hasta

máximos de 5.361,3 (kg/Ha.d) y una media de 2.357,8 (kg/Ha.d), para Zipa II se

presentan valores menores pero con variación menor, 1.099 (kg/Ha.d) como valor

mínimo y 2131 (kg/Ha.d) como valor máximo y una media de 1638.4 (kg/Ha.d). La

diferencia de carga orgánica superficial entre Zipa I con respecto a Zipa II es del

30.5%. Otros valores y con mayor relevancia es la carga superficial removida, la

cual es la cantidad de materia orgánica removida en función del área superficial;

para Zipa I tenemos como valor mínimo 46.7 (kg/Ha.d) y un máximo de 3672

(kg/Ha.d) representando una remoción del 47% y 32% respectivamente: para Zipa

II tenemos valor mínimo de 741.3 (kg/Ha.d) y un valor máximo de 1451.1 (kg/Ha.d)

representando una remoción del 33% y 32% respectivamente siendo los datos más

importante presentado en la tabla 28 y 29 - carga superficial Zipa I y Zipa II -.

La carga Superficial también se evalúa teniendo en cuenta el periodo de retención

de cada laguna siendo afectada para Zipa I entre el 0.87% y el 3.43%, con valor

mínimo de 278 (kg/Ha.d) y un máximo de 3804.8 (kg/Ha.d) teniendo una variación

media del 1.7% para todos los datos históricos; en el caso de Zipa II los valores

están en mayor cercanía, teniendo una variación promedio del 5.19% con valores

porcentuales mínimos y máximos de 0.78% y 7.89% y con cargas superficiales

removidas mínimas y máximas de 783.5 (kg/Ha.d) y 1439.7 (kg/Ha.d)

respectivamente.

Tabla 57 Resumen de resultados Valores de Crecimiento en Laguna Anaerobia

Laguna Anaerobia Valores de Crecimiento

Biológico Ks (𝑑í𝑎𝑠−1)

ZIPA I 40,13

ZIPA II 2,59

Vincent (Sudáfrica) 6

Kawai 38,5

98




11.4 ANÁLISIS DE RESULTADOS EN LA LAGUNA FACULTATIVA

Los datos históricos de la laguna facultativa se vieron afectados, asumiendo que el

73.3% de la materia orgánica había sido consumida en la laguna anaerobia como

lo muestran los resultados de laboratorio, por tanto los datos de las tablas 32 a 41

tienen una concentración de entrada diferente a la propuesta por los históricos, los

cuales representan valores de entrada y salida de la planta.

La tabla 42 y 43, resumen de los datos históricos afectados por los porcentajes

hallados en el laboratorio – Zipa I y Zipa II muestra el resumen de valores utilizados

en los diferentes años evaluados con el fin de realizar una comparación entre el

funcionamiento de las dos plantas del municipio de Zipaquirá.

Teniendo en cuenta que se habla de dos plantas de tratamiento de agua residual

diferentes, pero que reciben la descarga de dos partes ajenas del mismo municipio

se calcularon dos periodos de retención promedio, basándose que para Zipa I el

valor mínimo está en 1.45 días y un máximo de 1.67 días que promediados da un

valor de 1.56 días, para Zipa II se encontraron valores un poco menores con un

mínimo de 1.48 días y un máximo de 1.52 con un promedio de 1.50 días. Estos

valores dependen del volumen útil de cada laguna y de la concentración de DBO

que entra, para Zipa I se presenta mayor concentración con un valor medio de 246.5

mg O2/l mientras que para Zipa II la concentración media está en 180.4 mg O2/l

siendo mayor en Zipa I por un 27% por lo tanto necesitando una cantidad superior

de días para la depuración adecuada de la materia orgánica.

Comprendiendo el comportamiento de la degradación global o constante de

reacción global de primer orden o crecimiento biológico en la laguna facultativa se

evaluaron valores crecientes para diferentes datos de retención en donde se

observa que no necesariamente es creciente cuando son mayores los días de

retención, evaluando para Zipa I con un θ = 1 el crecimiento microbiano es de 0.17

𝑑í𝑎𝑠−1 y para un valor de θ = 2 el crecimiento microbiano es 0.12 𝑑í𝑎𝑠−1.

Tabla 58 Crecimiento Microbiano Ks ZIPA I

ZIPA I Crecimiento Microbiano

(Ks) 𝑑í𝑎𝑠−1

θ = 1 0,17

θ = 2 0,12

99




Para el caso de Zipa II los datos presentados son crecientes lógicos y cercanos a

la teoría con valores para un periodo de retención θ = 1 los valores de Ks oscilan

entre 0.07 𝑑í𝑎𝑠−1, 0.03 𝑑í𝑎𝑠−1 y 0.23 𝑑í𝑎𝑠−1 y para un periodo de retención θ = 2

los valores de Ks oscilan entre 0.56, 0.25 y 0.87.

Tabla 59 Crecimiento Microbiano Ks ZIPA II

ZIPA II Crecimiento Microbiano (Ks) 𝑑í𝑎𝑠−1

θ = 1 0,07 0,03 0,23

θ = 2 0,56 0,25 0,87

Dichos valores hallados se encuentran cercanos a los teóricos determinados por

Mara, quien recomienda para K un valor de 0.3 𝑑í𝑎𝑠−1, según Marais propone un

valor de 1.2 𝑑í𝑎𝑠−1 a una temperatura de 35 °C, Gloyna recomienda un valor de

diseño para K = 0.17 𝑑í𝑎𝑠−1, en Suráfrica se usa K = 0.17 𝑑í𝑎𝑠−1 para temperaturas

mayores a 5 °C y K = 0.14 𝑑í𝑎𝑠−1 para temperaturas menores a 5 °C, aunque el

valor más usual K es de 0.23 𝑑í𝑎𝑠−1.

Tabla 60 Valores Típicos Ks

Valores (Ks) teóricos

𝑑í𝑎𝑠−1

Mara 0,3

Marais 1,2

Gloyna 0,17

Sudáfrica 0,17

Típico 0,23

Calculando una media del valor obtenido para el presente proyecto se puede decir

que el coeficiente de crecimiento biológico en la laguna facultativa de Zipa II es de

100




K = 0.21 𝑑í𝑎𝑠−1 representando una diferencia porcentual del 8.69% respecto a la

teórica más usada.

Para los cálculos se tomó el promedio de la eficiencia de Zipa I como 43.8% en la

remoción de DBO y la eficiencia para Zipa II fue tomada con un promedio de 38.3%

en la remoción de DBO con la finalidad de graficar la relación de periodo de

retención y constante de crecimiento biológico para las lagunas de Zipa I y Zipa II.

Gráfica 9 coeficiente global de reacción Zipa I Vs Zipa II

Comparando los resultados con estudios realizados en Perú en donde se

comprendió una evaluación de ocho lagunas, cuatro primarias y cuatro secundarias,

funcionando con una variedad de cargas con una duración de 55 semanas. Los

valores reportados variaron ampliamente entre K = 0.1 hasta valores por encima de

2, en síntesis hallaron para un periodo de retención de 8 días el valor de K = 0.35,

muy cercano al de Gloyna. En Brasil también se desarrollaron estudios en lagunas

a escala piloto, estudios realizados por Mara y Silva, quienes con un periodo de

retención de 10 días hallaron un K = 0.346.

Algunas suposiciones que se pueden hacer con respecto a los coeficientes hallados

para la planta de tratamiento de agua residual Zipa II está en que se considera que

la degradación anaerobia de los lodos creados sigue una reacción de primer orden,

por lo tanto se asume también una mezcla completa entre el líquido y la materia.

y = 0,7795x-1

R² = 1

y = 0,6197x-1

R² = 10,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

0 5 10 15 20 25

K' (

1/d

ías)

Dias

Coeficiente Global de Reacción

Potencial (Zipa I) Potencial (Zipa II)

101




Tabla 61 Resumen de resultados Valores de Crecimiento en Laguna Facultativa

Laguna Facultativa

Valores de Crecimiento

Biológico (Ks) 𝑑í𝑎𝑠−1

ZIPA I 0,12 - 0,17

ZIPA II 0,23 - 0,87

Mara 0,3

Marais 1,2

Gloyna 0,17

Sudáfrica 0,17

Típico 0,23

11.5 ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL COEFICIENTE DE DECAIMIENTO

ENDÓGENO

El coeficiente de Decaimiento Endógeno muestra que el catabolismo convierte una

parte del sustrato empleado en la producción de biomasa y el resto es oxidado a

productos finales orgánicos e inorgánicos. De la tabla 52 – Resumen de datos para

coeficiente de Decaimiento Endógeno – se describen los datos necesarios para la

determinación del coeficiente de Decaimiento Endógeno Kd de la planta de

tratamiento de agua residual Zipa II, el valor de la Biomasa determinado fue de 52.9

(mg/L) en promedio para los valores históricos, valor el cual fue determinado por la

tasa de crecimiento microbial (𝑟𝑔).

Según la tabla 53 - ϻmáx para los diferentes Ks - se confirma que con distintos

datos de coeficiente de crecimiento biológico Ks junto con distintos valores de la

biomasa, el ϻmáx se encuentra muy cercano con un valor promedio de 1.01 𝑑−1,

de esta forma se determina el coeficiente de Decaimiento Endógeno Kd con un valor

promedio de 0.040 𝑑−1, un máximo de 0.047 𝑑−1 y un mínimo de 0.035 𝑑−1, todos

dentro del rango determinado por los teóricos quienes recomiendan valores dentro

de 0.025 a 0.075 𝑑−1. (Cisneros, 2001).

La ventaja de las lagunas de estabilización de la planta de tratamiento de agua

residual Zipa II está en el área que compone el predio, también tiene la ventaja de

102




la capacidad de recepción de materia orgánica que podría tratar gracias a la laguna

anaerobia, la cual tiene un volumen significativo.

Desventajas que se presentan en las lagunas de estabilización de Zipa II está en la

temperatura media del ambiente que nos afecta directamente la del agua dentro de

la laguna, se necesita una alta carga orgánica para que la laguna anaerobia trabaje

en óptimas condiciones y sea la depuración de la materia orgánica correctamente,

también hace falta dentro de la planta una laguna de maduración encargada de

eliminar organismos patógenos antes de descargar en el efluente el Rio Negro.

Tabla 62 Resumen de resultados Valores de Decaimiento Endógeno de la PTAR ZIPA II

Coeficiente de Decaimiento Endógeno (Kd)

Máximo 0,047

Mínimo 0,035

Valor de Kd 0.040

Teóricos 0,025 - 0,075

103




CONCLUSIONES

Con base en los datos obtenidos por la CAR y la EAAAZ desde el año 2014, 2015,

2016, los ensayos realizados en laboratorio y los parámetros de diseño establecidos

por la CAR quienes construyeron la planta, se evidenció que actualmente la planta

de tratamiento de agua residual Zipa II no cumple con los parámetros de

degradación requeridos en la materia orgánica para que se presente un

funcionamiento óptimo. La eficiencia de remoción en la demanda bioquímica de

oxigeno está entre un rango del 32% y el 76.5% dependiendo de la época de lluvias

y el caudal entrante a la planta, incumpliendo con los parámetros de diseño, los

cuales proponían una remoción del 80%, lo que indica que la carga contaminante

no se está depurando de manera correcta haciendo que el afluente de agua se

encuentre contaminado; sin embargo existen temporadas en la que la planta se

acerca a su meta mejorando las condiciones bióticas, químicas y físicas de la fuente

receptora (Rio Negro).

Evaluando otros parámetros necesarios en las lagunas de estabilización se

encuentra el PH, aquel que no supero las 8 unidades de PH y en la descarga se

evidenció que se acercaba al estado neutro que corresponde a un agua limpia, los

sólidos suspendidos volátiles presentan una remoción del 64%, siendo un alto

porcentaje dadas las condiciones del sitio y las precipitaciones que se presentaron

previas a la toma de muestras para los laboratorios.

Las lagunas anaerobias presentan problemas ocasionados por la baja

concentración de carga orgánica de entrada, presentando unas constantes de

crecimiento biológico entre 1.1 𝑑í𝑎𝑠−1, 1.78 𝑑í𝑎𝑠−1 y 2.59 𝑑í𝑎𝑠−1 los cuales se

acercan a los expuestos por los teóricos quienes realizaron procedimientos

semejantes en diferentes partes del mundo con distintas temperaturas, alturas

sobre el nivel del mar, nubosidad y carga orgánica.

El tiempo de retención en las lagunas facultativas es crucial al momento de las

reacciones entre la materia orgánica y los microorganismos, para la eficiencia de la

laguna facultativa de la planta de tratamiento de agua residual Zipa II mostrando un

porcentaje de moción del 38.3%, la constante de crecimiento biológico se acerca a

los teóricos como Marais y Shaw junto con el coeficiente de Gloyna, el valor hallado

para este proyecto es de 0.21 𝑑í𝑎𝑠−1, dando superior al hallado para la planta de

agua residual Zipa I con un valor de 0.10 𝑑í𝑎𝑠−1.

104




El coeficiente de decaimiento endógeno describe que los microorganismos

consumen gran parte de su energía en la reproducción y en la oxidación de la

materia orgánica. Para las lagunas de estabilización de la planta de tratamiento de

agua residual ZIPA II el coeficiente Kd se encuentra dentro de los valores

recomendados por la teoría con una media de 0.040 𝑑−1.

Una vez hallados los valores de crecimiento biológico y decaimiento endógeno

observamos que en condiciones óptimas, la degradación de la materia se realiza

satisfactoriamente. Algunas variables que afectan este proceso es la cantidad de

materia a depurar, dado que en periodos de alta precipitación se realiza una dilución

de las aguas residuales afluentes de la planta mermando la DBO, presentando falta

de alimento para los microorganismos provocando reducción de los mismos por el

proceso de autofagia mediante el catabolismo de los componentes celulares

originando un descenso en la actividad microbiana.

Como objetivo cumplido los valores hallados de Crecimiento Biológico y

Decaimiento Endógeno pueden ser usados por las instituciones correspondientes

para la construcción o mejoramiento de plantas de tratamiento de agua residual en

la zona correspondiente, con el fin de dar mayor exactitud a las eficiencias

requeridas para el tratamiento biológico, ya que los valores hallados se encuentran

dentro de los rangos utilizados teóricamente con la compensación de la cercanía a

la realidad.

105




RECOMENDACIONES

Se recomienda que la planta de tratamiento de agua residual ZIPA II siga los

procedimientos adaptados por la CAR en el Manual de Operación y Mantenimiento

TAR – MN – 02, minimizando las deficiencias presentadas en el proyecto.

Para los datos históricos presentados por la CAR y la EAAAZ se recomienda realizar

las prácticas de laboratorio, necesarios para estimar la tendencia del

comportamiento de la planta y efectuar procedimientos preventivos y correctivos

para un óptimo servicio.

Se recomienda realizar pruebas de laboratorio tomando muestras en diferentes

puntos de la planta, en la entrada, zona media y salida de ambas lagunas de

estabilización (anaerobia y facultativa), con el fin de obtener datos exactos durante

el proceso de degradación de la materia, así como en diferentes temporadas de

lluvia del año debido a la mezcla completa que se genera entre las aguas residuales

y las aguas lluvia debido al sistema de alcantarillado.

Es ineludible la optimización del sistema de alcantarillado para las nuevas

manzanas y en lo posible el mejoramiento del sistema combinado existente

actualmente para evitar dilución en épocas de lluvia.

106




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109




ANEXOS

ANEXO A Históricos Zipa I. 2015 EAAAZ

Tomado de: EAAZ, Resultados de

Análisis. Zipaquirá, 2017

110




Anexo B Históricos Zipa II. 2015 EAAAZ

Tomado de: EAAZ, Resultados

de Análisis. Zipaquirá, 2017

111




Anexo C Históricos Zipa I. 2014 EAAAZ AGUAS ARRIBA

Tomado de: EAAZ, Instituto de Higiene

Ambiental S.A.S. Zipaquirá, 2017

112




Anexo D Históricos Zipa I. 2014 EAAAZ VERTIMIENTO



113




Anexo E Históricos Zipa II. 2014 EAAAZ



114




Anexo F Históricos Zipa I. 2014 EAAAZ



115




Anexo G Históricos Zipa II. 2014 EAAAZ



116




Anexo H Históricos Zipa II. 2016 CAR

Tomado de: CAR, Reporte de

resultados. Bogotá D.C., 2017

117




Anexo I Históricos Zipa II. 2014 CAR



118




Anexo J Históricos Zipa I. 2014 CAR



119




Anexo K Históricos Zipa I. 2016 CAR



determinaciÓn de los coeficientes de reacciÓn del ... … · determinaciÓn de los coeficientes...

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