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UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS
CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL
PORTADA
EVALUACIÓN DEL CARBÓN ACTIVADO OBTENIDO DE
LA CÁSCARA DE PIÑA “Ananas Comosus” PARA
REMOVER COLOR EN AGUA RESIDUAL DE UNA
INDUSTRIA TEXTIL TRABAJO EXPERIMENTAL
Trabajo de titulación presentado como requisito para la obtención del título de
INGENIERÍA AMBIENTAL
AUTOR
URRUTIA VISCARRA JENNY PAOLA
TUTOR
ING. DIEGO MUÑOZ NARANJO MSC.
GUAYAQUIL – ECUADOR
2020
2
UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS CARRERA DE INGENIERÌA AMBIENTAL
APROBACIÓN DEL TUTOR
Yo, ING. DIEGO MUÑOZ NARANJO MSC., docente de la Universidad Agraria del
Ecuador, en mi calidad de Tutor, certifico que el presente trabajo de titulación:
EVALUACIÓN DEL CARBÓN ACTIVADO OBTENIDO DE LA CÁSCARA DE PIÑA
“Ananas Comosus” PARA REMOVER COLOR EN AGUA RESIDUAL DE UNA
INDUSTRIA TEXTIL, realizado por la estudiante URRUTIA VISCARRA JENNY
PAOLA; con cédula de identidad N°0952365351 de la carrera INGENIERÌA
AMBIENTAL, Unidad Académica Guayaquil, ha sido orientado y revisado durante
su ejecución; y cumple con los requisitos técnicos exigidos por la Universidad
Agraria del Ecuador; por lo tanto se aprueba la presentación del mismo.
Atentamente, ______________________________ ING. DIEGO MUÑOZ NARANJO MSC. Guayaquil, 27 de Noviembre del 2020
3
UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS CARRERA DE INGENIERÌA AMBIENTAL
APROBACIÓN DEL TRIBUNAL DE SUSTENTACIÓN
Los abajo firmantes, docentes designados por el H. Consejo Directivo como
miembros del Tribunal de Sustentación, aprobamos la defensa del trabajo de
titulación: “EVALUACIÓN DEL CARBÓN ACTIVADO OBTENIDO DE LA
CÁSCARA DE PIÑA “Ananas Comosus” PARA REMOVER COLOR EN AGUA
RESIDUAL DE UNA INDUSTRIA TEXTIL”, realizado por el (la) estudiante
URRUTIA VISCARRA JENNY PAOLA, el mismo que cumple con los requisitos
exigidos por la Universidad Agraria del Ecuador.
Atentamente,
Ing. Luis Morocho Rosero
PRESIDENTE
Ing. Alex Ortega Vélez. Ing. Diego Muñoz Naranjo EXAMINADOR PRINCIPAL EXAMINADOR PRINCIPAL
Guayaquil, 30 de Octubre del 2020
4
Dedicatoria
En primer lugar, le dedico a Dios todo mi trabajo que
por medio de mis oraciones hacia el espiritualmente
me ha hecho tomar las decisiones correctamente
guiándome por el camino del bien.
A mis padres que siempre me brindaron su apoyo
incondicionalmente durante toda mi carrera
universitaria dándome las fuerzas para seguir
adelante y no decaer durante todo el proceso que se
necesita para culminar mi profesión como ingeniera
ambiental.
A mis hermanos que siempre confiaron en mi sin
dudar de mi capacidad para avanzar y desenvolverme
en cualquier circunstancia que se me presento
durante toda mi educación.
5
Agradecimiento
Agradezco a Dios, mi familia, y a una persona muy
especial para mí Diego Maldonado, que estuvieron
presentes durante todo mi proceso y finalización de
este proyecto de tesis.
A la Universidad Agraria del Ecuador que me permitió
un aprendizaje basado en conocimiento y buena
conducta para tomar decisiones y afrontarlos con
profesionalismo.
Mi mayor agradecimiento a mi tutor de tesis al Ing.
Diego Muñoz Naranjo, aI Ing. Carlos Banchón Bajaña
y al Ing. Iván Mendoza, por su calidad humana, las
asesorías, conocimientos, aportaciones brindadas a
mi persona para el desarrollo de mi proyecto de tesis.
A los docentes de la Universidad Agraria del Ecuador
que brindaron todos sus conocimientos para ser una
profesional de calidad.
6
Autorización de Autoría Intelectual
Yo URRUTIA VISCARRA JENNY PAOLA, en calidad de autor(a) del proyecto
realizado, sobre “EVALUACIÓN DEL CARBÓN ACTIVADO OBTENIDO DE LA
CÁSCARA DE PIÑA “Ananas Comosus” PARA REMOVER COLOR EN AGUA
RESIDUAL DE UNA INDUSTRIA TEXTIL” para optar el título de INGENIERÍA
AMBIENTAL, por la presente autorizo a la UNIVERSIDAD AGRARIA DEL
ECUADOR, hacer uso de todos los contenidos que me pertenecen o parte de los
que contienen esta obra, con fines estrictamente académicos o de investigación.
Los derechos que como autora me correspondan, con excepción de la presente
autorización, seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los
artículos 5, 6, 8; 19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su
Reglamento.
Guayaquil, Noviembre 27 del 2020
______________________________
URRUTIA VISCARRA JENNY PAOLA
C.I. 0952365351
7
Índice General
PORTADA ......................................................................................................... 1
APROBACIÓN DEL TUTOR ............................................................................. 2
APROBACIÓN DEL TRIBUNAL DE SUSTENTACIÓN .................................... 3
Dedicatoria........................................................................................................ 4
Agradecimiento ................................................................................................ 5
Autorización de Autoría Intelectual ................................................................ 6
Índice General .................................................................................................. 7
Índice de tablas .............................................................................................. 11
Índice de figuras ............................................................................................. 12
Resumen ......................................................................................................... 14
Abstract .......................................................................................................... 15
1. Introducción ............................................................................................... 16
1.1 Antecedentes del problema .................................................................... 17
1.2 Planteamiento y formulación del problema ........................................... 19
1.2.1 Planteamiento del problema ........................................................ 19
1.2.2 Formulación del problema ........................................................... 20
1.3 Justificación de la investigación ............................................................ 20
1.4 Delimitación de la investigación ............................................................ 21
1.5 Objetivo general ....................................................................................... 22
1.6 Objetivos específicos .............................................................................. 22
1.7 Hipótesis ................................................................................................... 22
2. Marco teórico ............................................................................................. 23
2.1 Estado del arte ......................................................................................... 23
2.2 Bases teóricas ......................................................................................... 26
2.2.1 Residuos ........................................................................................ 26
2.2.2 Residuos de la piña ....................................................................... 27
8
2.2.2.1 Características de la piña ..................................................... 27
2.2.2.2 Taxonomía de la piña ............................................................ 27
2.2.3 Consecuencias en el ambiente de los residuos de la piña ....... 28
2.2.4 Carbón activado ............................................................................ 28
2.2.5 Agua ............................................................................................... 28
2.2.6 Agua residual ................................................................................ 29
2.2.7 Característica del agua residual de industria textil .................... 29
2.2.8 Parámetros físicos para la caracterización de agua residual ... 29
2.2.8.1 Turbidez ................................................................................. 29
2.2.8.2 Color ....................................................................................... 30
2.2.8.2.1 Tipos de color ................................................................. 30
2.2.8.3 Dureza .................................................................................... 31
2.2.8.4 Temperatura .......................................................................... 31
2.2.8.5 Sólidos suspendidos ............................................................ 31
2.2.9 Propiedades químicas del agua ................................................... 32
2.2.10 pH ................................................................................................... 32
2.2.11 Demanda Bioquímica de Oxígeno ............................................... 32
2.2.12 Demanda química de oxígeno ...................................................... 32
2.3 Marco legal ............................................................................................... 33
2.3.1 Constitución de la República del Ecuador .................................. 33
2.3.2 Ley de aguas, codificación ........................................................... 35
2.3.3 Ley COOTAD - Código Orgánico de Organización Territorial
Autónomo Descentralizado ........................................................................ 36
2.3.4 Ley COA - Código Orgánico del Ambiente ................................. 36
2.3.5 Ley orgánica de los recursos hídricos uso y aprovechamiento del
agua ……………………………………………………………………………..38
2.3.6 Acuerdo ministerial 097-A ............................................................ 39
3. Materiales y métodos ................................................................................ 40
9
3.1 Enfoque de la investigación ................................................................... 40
3.1.1 Tipo de investigación .................................................................... 40
3.1.2 Diseño de investigación ............................................................... 40
3.2 Metodología .............................................................................................. 40
3.2.1 Variables ........................................................................................ 43
3.2.1.1 Variable independiente ......................................................... 43
3.2.1.2 Variable dependiente ............................................................ 43
3.2.2 Tratamientos .................................................................................. 43
3.2.3 Diseño experimental ..................................................................... 44
3.2.4 Recolección de datos ................................................................... 44
3.2.4.1 Recursos ................................................................................ 45
3.2.5 Métodos y técnicas ....................................................................... 46
3.2.6 Análisis estadístico ....................................................................... 47
3.2.6.1 Estadística descriptiva ......................................................... 47
3.2.6.2 Análisis estadístico de la varianza ANOVA ........................ 47
4. Resultados ................................................................................................. 49
4.1 Caracterización de la calidad del agua residual de la industria textil
“Cartie” mediante análisis físicos y químicos. ............................................ 49
4.2 Elaboración del biofiltro con carbón activado obtenido de los residuos
de la piña para remover color en el agua residual de la industria textil
“Cartie”. ........................................................................................................... 50
4.3 Análisis de las variables fisicoquímicas de las muestras del agua
residual textil posterior al tratamiento con diversos medios adsorbentes.
´……………………………………………………………………………………51
5. Discusión .................................................................................................... 61
6. Conclusión ................................................................................................. 66
7. Recomendaciones ..................................................................................... 67
8. Bibliografía ................................................................................................. 68
10
9. Anexos ........................................................................................................ 76
Índice de tablas
Tabla 1. Tratamientos para la remoción de color de agua residual textil. ........ 44
Tabla 2. Resultados obtenidos de los análisis con sus respectivas replicas. ... 52
Tabla 3. Parámetro pH. .................................................................................... 53
Tabla 4. Parámetro conductividad .................................................................... 55
Tabla 6. Parámetro Turbidez............................................................................ 57
Tabla 7. Parámetro Color. ................................................................................ 59
Tabla 9. Límite máximo permisibles para descarga de un cuerpo de agua. .... 76
Tabla 10. Componentes utilizados en la biofiltración del agua residual textil. .. 86
12
Índice de figuras
Figura 1. pH de los tratamientos aplicados. .................................................... 53
Figura 2. Saturación del biofiltro con el parámetro pH. ................................... 54
Figura 3. Conductividad de los tratamientos aplicados. .................................. 55
Figura 4. Saturación del biofiltro con el parámetro conductividad. .................. 55
Figura 5. Turbidez de los tratamientos aplicados. .......................................... 57
Figura 6. Saturación del biofiltro del parámetro turbidez. ................................ 57
Figura 7. Color de los diferentes tratamientos. ................................................ 59
Figura 8. Saturación del biofiltro en el parámetro color. .................................. 59
Figura 9. Mapa satelital de la toma de muestras del agua residual textil. ....... 77
Figura 10. Agua residual textil Cartie. ............................................................. 77
Figura 11. Muestra de agua residual textil. ..................................................... 78
Figura 12. Análisis del pH y conductividad del agua residual textil. ................ 78
Figura 13. Determinación del color con el Software "ESPACIO CIELAB". ...... 79
Figura 14. Análisis de la turbidez NTU. ........................................................... 79
Figura 15. Análisis de la dureza. ..................................................................... 80
Figura 16. Análisis de los sólidos disueltos totales. ........................................ 80
Figura 17. Recolección de los residuos de la piña en diferentes mercados. ... 80
Figura 18. Proceso de secado de los residuos de la piña. .............................. 81
Figura 19. Activación con ácido nítrico a los residuos de la piña. ................... 81
Figura 20. Calcinación de los residuos de la piña. .......................................... 81
Figura 21. Control del pH al carbón activado obtenido de la piña. .................. 82
Figura 22. Secado del carbón activado de piña para retirar el agua destilada. 82
Figura 23. Soporte de los diferentes biofiltros. ................................................ 82
Figura 24. Elaboración de los biofiltros con sus diferentes componentes. ...... 83
13
Figura 25. Aplicación del agua residual textil en los diferentes biofiltros. ........ 83
Figura 26. Muestras del agua tratada de los diferentes biofiltros. ................... 83
Figura 27. Control de temperatura para la obtención del carbón activado. ..... 84
Figura 28.Horno para obtener el carbón activado de los residuos de la piña. 84
Figura 29. Análisis del agua de los diferentes tratamientos. ........................... 84
Figura 30. Agua residual textil después de su biofiltración. ............................ 85
Figura 31. Réplicas del agua residual textil después de su tratamiento. ......... 85
Figura 32. Analisis en el laboratorio de Ingenieria Ambiental. ........................ 85
Figura 33. Tirillas utilizadas para medir dureza del agua residual tratada. ..... 86
Figura 34. Análisis estadístico del pH en el programa InfoStad/L. .................. 87
Figura 35. Análisis estadístico de la conductividad en el programa InfoStad/L. 88
Figura 36. Análisis de los sólidos disueltos totales en el programa InfoStad/L. 89
Figura 37. Análisis estadístico de color en el programa InfoStad/L. ................ 90
Figura 38. Análisis estadístico de la turbidez en el programa InfoStad/L. ....... 91
14
Resumen
El proyecto de investigación tiene como fin evaluar el carbón activado obtenido de
los residuos de la piña “Ananás Comusus” recolectados de diferentes mercados
ubicados en la ciudad de guayaquil, para tratar aguas residuales provenientes de
las industrias textiles mediante la biofiltración junto con otros componentes como
medios adsorbentes, siendo estos una alternativa viable para los tratamientos de
aguas residuales contaminadas. Según el efluente descargado en el ambiente se
caracterizan las aguas residuales textil Cartie antes y después de los tratamientos
para analizar sus parámetros como color, turbidez, pH, alcalinidad, sólidos disueltos
totales y dureza, continuando con la elaboración del biofiltro se utilizó envases de
botellas, algodón para impedir la homogenización de sus componentes, en donde
cada biofiltro contenía estratos orgánicos tales como C.A de los residuos de la piña,
zeolita, arena y antracita. Al final de cada tratamiento se pudo caracterizar el agua
residual textil en donde dieron como resultados que la utilización de residuos de la
piña utilizados para la obtención de carbón activado aporta a la remoción de color
y otros contaminantes presentes en las aguas residuales textiles. Se aplica un
sistema estadístico Anova para la verificación de medias, varianza y el test de tukey
al 5% de margen de error en donde dio como resultado que los medios absorbentes
del T1, T2. T3, T4 remueven color en gran porcentaje siendo el de mayor porcentaje
el T3, mientras que los T5, T6 y T7 no remueven color, pero aportan a la
disminución de otros contaminantes presentes en el agua residual.
Palabras clave: Agua Residual textil, Biofiltro, Carbón activado, Estratos
Orgánicos, Evaluación.
15
Abstract
The research project aims to evaluate activated coal obtained from the residues of
the pineapple "Ananás Comusus" collected from different markets located in the city
of Guayaquil, to treat wastewater from the textile industries through biofiltration with
other components as adsorbent means, these being a viable alternative for
contaminated wastewater treatments. According to the effluent discharged into the
environment, Cartie textile wastewater is characterized before and after treatments
to analyze its parameters as color, turbidity, pH and alkalinity, continuing with the
development of the biofilter were used bottle containers, cotton to prevent the
homogenization of its components, where each biofilter contained organic strata
such as C.A of pineapple residues, zeolite, sand and anthracite. At the end of each
treatment, textile wastewater could be characterized where they resulted in the use
of pineapple residues used to produce activated charcoal contributes to color
removal and other contaminants present in textile wastewater. An Anova statistical
system was applied for the verification of means, variance and the tukey test at 5%
margin of error where it resulted in the absorbent media of T1, T2. T3, T4 remove
color in a large percentage with the highest percentage being T3, while T5, T6 and
T7 do not remove color, but contribute to the decrease of other contaminants
present in wastewater.
Keywords: Textile Waste Water, Biofilter, Activated Carbon, Organic Strata,
Evaluation.
16
1. Introducción
La piña es la segunda fruta tropical más producida e importante en cuanto a
producción mundial, identificando como sus principales problemas ambientales los
residuos del cultivo que representan un 65% del fruto, dentro de estos desechos
destacan la corona, el corazón, las cáscaras y el rastrojo (Rodriguez, 2012).
Todo esto genera grandes cantidades de residuos, causando impacto negativo
al ambiente, tales como generación de plagas, malos olores, contaminación de
aguas y suelos, estos residuos al ser materia orgánica se descomponen causando
cantidades relativamente altas de fertilizantes, fitosanitarios y lixiviados, los cuales
terminan en corrientes de agua creando problemas como la eutrofización, y la
contaminación de las aguas por nitratos (Alvarez & Ortiz, 2016).
Debido a la creciente preocupación mundial sobre la contaminación ambiental lo
cual ha llevado a proponer y realizar nuevas alternativas en la que destaca el carbón
activado que contengan un elevado contenido de carbono y baja cantidad de
cenizas a partir de cáscaras y residuos de frutas, cuescos de nueces y desechos
agrícolas, aplicándose en procesos de recuperación de solventes, eliminación de
colorantes como también en la reducción de malos olores (Köseoğlu & Başar,
2015).
Según los últimos datos de Estadísticas Ambientales del INEC (2011), existe un
grave problema de contaminación y destrucción de fuentes de agua, debido a que
la mayoría de los ríos están contaminados, alrededor del 92% de los municipios del
país no tienen sistema de tratamiento de aguas residuales, y éstas van a parar a
los ríos, dado que el 80% de las empresas en el país no registran tener gasto o
inversión en protección ambiental y no cuentan con un estudio de impacto
ambiental.
17
Siendo la industria textil la que mayor consumo de agua presenta, generando
grandes volúmenes de agua residual con colorantes durante todo el proceso de
teñido, teniendo como consecuencias que estas aguas residuales van a absorber
una cierta cantidad de longitud de onda de la luz y reflejan las restantes, este color
va a interferir con la transmisión de la luz solar en la corriente de agua y por tanto
va a disminuir la acción fotosintética (Nemerow & Avijit , 1998).
Como respuesta a este problema ambiental, se plantea aplicar tratamientos
económicamente rentables; utilizando residuos de la cáscara de piña Ananás
Comusus para elaborar carbón activado como un subproducto y así evaluar la
eficiencia en la remoción del color del agua residual textil y poder disminuir la
contaminación desde la fuente.
1.1 Antecedentes del problema
Los residuos de frutas pueden causar serios problemas ambientales, ya que se
acumulan en patios agroindustriales y en los vertederos de los mercados sin tener
ningún valor significativo y comercial (Upadhyay, Lama, & Tawata, 2010).
Según Martínez y Chams (2017) la producción en toneladas de materia
orgánica derivadas de procesos fotosintéticos en la tierra oscila alrededor de 155
toneladas al año, sin embargo solo una mínima fracción puede ser consumida
de manera directa por el hombre y animales, en su mayoría esta materia
orgánica se transforma en residuos no comestibles que se constituyen en
una fuente de contaminación ambiental.
Según datos estadísticos del INEC (2016) se generaron residuos sólidos
orgánicos e inorgánicos un total de 1.256,04 toneladas diarias, del cual el 53% son
residuos orgánicos que corresponden a 665,7012 toneladas diarias.
18
Durante todo el procesamiento de los alimentos, además del producto deseado,
se generan residuos y productos fuera de norma, produciendo grandes cantidades
de residuos entre estos residuos se encuentran los provenientes de las frutas que
podrían ser aprovechados de diversas formas, la mayoría de industrias no posee
ningún plan para reusar estos residuos por el contrario, los ubican junto con la
basura en los vertederos o rellenos sanitarios; considerando la posibilidad real de
emplear los desechos sólidos de la piña, fruta de alto nivel productivo en el litoral
ecuatoriano, especialmente en la provincia del Guayas, para la elaboración de C.A.
y en la ingeniería ambiental para remover colorantes textiles (Naranjo & Sánchez,
2008).
Del mismo modo las principales causas del preocupante aumento de la
contaminación de las aguas residuales durante el acabado de tejidos de algodón y
sus mezclas, las aguas presentan un pH alcalino, siendo difícilmente
biodegradables y pudiendo contener productos tóxicos diversos tales como
colorantes, humectantes, blanqueadores ópticos, detergentes, oxidantes, metales
y productos organohalogenados (Vallejo, Lizarralde, & Blásquez, 2000).
El Informe de la ONU sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos en el Mundo
(2017) advierte que en un futuro próximo el volumen de aguas residuales que
necesitan tratamiento aumentará dramáticamente en los países menos
desarrollados y si no se toman medidas la situación podría convertirse en crítica,
sólo en el 2012 más de 800 mil personas murieron a causa del agua contaminada.
En Ecuador se encuentra establecido en la legislación que el uso del agua
impone la obligación de que una vez que esta sea devuelta a su cauce, debe ser
tratada por la municipalidad o por las empresas agrícolas, industriales y mineras
(Ramirez, 1990).
19
1.2 Planteamiento y formulación del problema
1.2.1 Planteamiento del problema
Según Reynolds (2002) en Latinoamérica se producen 225,000 toneladas de
residuos sólidos cada día que a la vez se generan consecuencias negativas en el
ambiente.
La agricultura en Ecuador no es solo una fuente de ingresos económicos, sino
que también genera una elevada cantidad de desperdicios agrícolas en diversas
zonas que no cuentan con información o la forma correcta del manejo de los
desperdicios dificultando su control, la piña en algunos hogares o fábricas es
aprovechada solamente su parte comestible, separando el corazón, la cáscara y la
corona ya que son considerados como desechos, estos al dejarlo en la intemperie
crea un medio apropiado para atraer roedores e insectos ocasionando daños a la
naturaleza.
La cáscara de piña en algunas empresas pasa directamente a formar toneladas
de basura causando problemas ambientales, este residuo puede ser transformado
en materia prima a través del secado mediante el horno deshidratador para luego
ser triturada o molida y así elaborar diversidad de subproductos (Mora & Ventura,
2018).
Se estima que una tercera parte de las muertes en los países en desarrollo se
deben al agua contaminada causada por diarreas, gastroenteritis, entre otros y en
promedio hasta una décima parte del tiempo productivo de cada persona se ve
sacrificado a raíz de las enfermedades relacionadas con el agua (ONU, 2019)
Teniendo en cuenta que desde los años 90, la contaminación del agua no ha
hecho más que empeorar en casi todos los ríos de América Latina, África y Asia,
se espera que la calidad del agua se deteriore aún más en las próximas décadas,
20
aumentado las amenazas para la salud humana, el medio ambiente y el desarrollo
sostenible (Unesco, 2018).
1.2.2 Formulación del problema
¿Cuál es la eficiencia del carbón activado obtenido de los residuos de la piña
Ananás Comusus mediante la biofiltración para la remoción de color en agua
residual textil?
1.3 Justificación de la investigación
Los residuos de la piña Ananás Comusus representa una problemática ambiental
debido a que algunas empresas, restaurantes y mercados generan cantidades
elevadas de residuos y estos pasan a formar toneladas de basura sin tratamiento
previo, esto tiene como objetivo darle un valor comercial obteniendo carbón
activado a partir de estos residuos de la cáscara de la piña que generan los
mercados de Guayaquil, evaluando su eficiencia para remover contaminantes
como color en agua residual textil.
Se intenta que los problemas locales sean resueltos usando residuos vegetales
biodegradables que son fáciles de adquirir, tienen un bajo costo y son altamente
efectivos para el tratamiento industrial de efluentes.
El principal aspecto por considerar al analizar los efectos de la piña es darles
una función a los residuos tales como la corona, la cascara, las puntas, corazones
y ojos de la piña para generar subproductos y así evitar efectos sobre el suelo que
están relacionados principalmente a las prácticas de enterrar los residuos sin
tratamiento previo.
A causa de sus características bioquímicas, los desechos poseen una buena
capacidad de degradación natural, pero la falta de controles técnicos y no
considerar la capacidad de carga del suelo pueden causar problemas serios por
21
acción de los líquidos que se generan por lixiviación de los residuos los cuales
presentan alto nivel de acidez y efectos sobre el aire en la proliferación de malos
olores en las áreas cercanas a las zonas de disposición de los residuos sólidos
(Quijandría, Berrocal, & Pratt, 1997).
Así mismo Ecuador es un país con agua suficiente en términos nacionales, el
problema es la contaminación que se genera destruyendo las fuentes de agua de
manera acelerada, siendo la industria textil en los procesos de teñido la que
consume aproximadamente 60 litros de agua y descargándolas como efluentes
llenos de color y productos químicos de las sales de tintura y acabado, alterando la
temperatura y pH (Kant, 2011).
Todos los químicos empleados en el agua durante el proceso de teñido van a
impedir la penetración de la luz solar necesario para el proceso de fotosíntesis e
interfiriendo con el agotamiento del oxígeno disuelto en el agua, además cuando se
permite que este efluente fluya en los campos, se obstruyen los poros del suelo y
se pierde la productividad del suelo, la textura del suelo se endurece y se impide la
penetración de las raíces (Kant, 2011).
Se propone el uso de desechos agrícolas con el fin de que las descargas
generadas por el sector textil, cumplan con los límites permisibles de descargas de
los efluentes hacia los cuerpos hídricos analizando su impacto ambiental y
socioeconómico.
1.4 Delimitación de la investigación
El trabajo de investigación evalúa la eficiencia del carbón activado de los
residuos de la piña mediante la biofiltración para remover color como un sistema de
tratamiento para agua residual textil.
22
• Espacio: Agua residual de la industria textil CARTIE ubicada en el sur de
Guayaquil Av. Quito 3101 y Guayaquil 090315.
• Tiempo: El desarrollo del trabajo se realizó durante un tiempo estimado de
6 meses.
• Población: Contribuye al beneficio de la empresa textil CARTIE para tratar
sus aguas residuales textiles que se generan durante su proceso de teñido,
utilizando los residuos de la piña como carbón activado mediante la
biofiltración aportando a la descontaminación del agua residual.
1.5 Objetivo general
Evaluar la eficiencia de la biofiltración con carbón activado de residuos de piña
para la remoción de color del agua residual textil “Cartie”.
1.6 Objetivos específicos
✓ Caracterizar la calidad del agua residual de la industria textil “Cartie”
mediante análisis físicos y químicos.
✓ Elaborar un biofiltro con carbón activado obtenido de los residuos de la piña
para remover color en el agua residual de la industria textil “Cartie”.
✓ Analizar las variables fisicoquímicas de las muestras del agua residual textil
posterior al tratamiento con diversos medios adsorbentes.
1.7 Hipótesis
El carbón activado obtenido de los residuos de la piña demostrará ser eficiente
en el tratamiento del agua residual de la industria textil “Cartie”, mediante la
biofiltración.
23
2. Marco teórico
2.1 Estado del arte
Según Fuentes, Alberto, Téllez, y Carmina (2012) obtuvieron en su trabajo de
investigación la obtención de carbón activado a partir de residuos agroindustriales
para remover color del jugo de caña, mediante la utilización de residuos del bagazo
de la caña de azúcar y de las cascarilla del café una calcinación en una mufla a
600ºC y una activación química de 150mL de ácido fosfórico al 40%, donde al
realizar las pruebas con C.A. 2g y un volumen de 100mL en el jugo de caña y con
intervalos de 30 minutos a lo largo de 4 horas del tratamiento tomaron muestras de
10Ml, realizándole filtraciones para el cálculo de color y teniendo como resultados
de los C.A. una remoción de color hasta el 98.2% y el 77% con el bagazo de la
caña y el CA de las cascarilla de café logró adsorber hasta el 86.1% y el 82.1%
del color del jugo de caña.
Según Quijano y López (1999) obtuvieron en la determinación del área de
superficie del C.A. de la cáscara de naranja realizando procesos de secado,
carbonización a 400ºC durante 30 minutos y aditivos de ácido fosfórico para su
activación química y posteriormente medir su capacidad de rendimiento del C.A.
mediante concentraciones de compuesto químico de azul de metileno en intervalos
con un tiempo de 30 minutos con 0,1 g de carbón activado, realizándole una
filtración y análisis con espectrofotómetro indicando como resultado que el
comportamiento de los moles del soluto adsorbido por gramo de carbón activado
incrementa a medida que se incremente la concentración de azul de metileno.
Según Selvanathan & Subki (2015) obtuvieron en su trabajo de investigación de
adsorbentes de tintes por carbón activado de piña utilizando la cáscara, corona y
cortándolos con trozos pequeños, lavándolos con agua desionizada y secado
24
durante 3 horas para realizarle la activación química con ácido fosfórico e hidróxido
de sodio al 40% durante una hora para ser carbonizada en 500ºC durante una hora,
mediante la utilización de colorantes preparados con 50m/L de azul de metileno y
verde de malaquita, para tratarlos con carbón activado realizando una filtración y
ser analizados, dando como resultado un 98,80 y 99,48% de que el carbón activado
con la activación al 40% de hidróxido de sodio y el ácido fosfórico remueven color
en altos porcentajes.
En la eliminación de tintes textiles mediante la utilización de carbonos activados
preparados a partir de residuos vegetales tales como brócolis la parte del tallo,
cáscara y semilla de zapote blanco y teniendo procesos de limpieza para
posteriormente realizar la activación química con ácido fosfórico y pasar a la
carbonización a 673ºk, lavarlos, secarlos en la estufa a 393ºK durante 8 h, molerlos
y tamizarlos para obtener carbonos granulares, obteniendo resultados de remoción
en sus pruebas de 93-98% de color y comparándolo con C.A. comerciales que
removieron un 95- 98% de color, dando como resultado que los porcentajes de
remoción son similares (Villanueva, Pelaez, Bautista, & Herrera, 2016).
En la eliminación de color azul mediante la utilización de carbón activado
desarrollado a partir de la piel de naranja dándoles procesos de lavado, secado y
una activación química con ácido sulfúrico 800mL al 98% durante 6 horas, y
posteriormente realizarle un filtrado en agua destilada de 3L y luego empaparlos en
solución de bicarbonato de sodio al 1% para eliminar cualquier resto ácido y tenga
un pH de 6, se secó en un horno a 150°C durante 24h en donde para realizar los
análisis prepararon una solución de 1,0g/L disolviendo la cantidad apropiada de
azul y turquesa con agua destilada añadiéndole carbón activado y .dando como
25
resultado que a los primeros 5min, más del 64% de la concentración del color se
eliminó (Nemr, Abdelwahab, Sikaily, & Khaled, 2009).
Según Selcuk (2005) obtuvieron en sus procesos de descolorización y
desintoxicación de aguas residuales textiles mediante procesos de ozonización y
coagulación realizaron análisis a los efluentes de las agua residuales textiles y
caracterizándola por sus parámetros tales como la demanda química de oxígeno
1150mg/L, demanda bioquímica de oxígeno 170mg/L, sólidos suspendidos totales
150mg/L, cloruro 1820mg/L, sulfato 680mg/L, dureza total 80mg CaCO3/L, color
570UC Pt/Co y un pH de 10 alcalino, dieron como resultado que los parámetros
analizados excedieron las normas permisibles de descarga de efluentes.
En su estudio mediante la aplicación del olote o tusa de maíz para la reducción
de color de las aguas residuales de la Hilandería Guijarro, Cantón Guano describe
las propiedades importantes del olote o tusa de maíz y utilizarlo como lecho filtrante,
con el fin de obtener una solución a la problemática de la contaminación visual
producida por el color utilizado para los diferentes tinturados de lana de borrego,
porque no son tratadas y las descargan a los ríos, aplicando los lechos filtrantes
estos fueron los más aptos en la reducción de color, determinando que la tusa como
lecho filtrante reduce el color de las aguas residuales y otros parámetros, siendo el
más óptimo el C.A. de olote o tusa de maíz, llegando a reducir un 78,63% de color
y un 21,37% de color no retenido (Alvarez & Ortiz, 2016).
En aplicaciones de tecnologías avanzadas de oxidación y filtro de arena para la
desintoxicación de efluentes de pequeñas industrias textiles en Ecuador se
realizaron análisis de tres diferentes empresas en donde la industria uno, dos y tres
dieron como resultado que la demanda química de oxígeno tenía valores entre los
rangos de 968 a 1,600mg/L, la demanda bioquímica de oxígeno valores de 248.8 a
26
320mg/L y carbono orgánico total entre los 160 a 308mg/L, color entre 679 a 2,360
UC Pt/Co, sólidos suspendidos totales entre 300 a 232mg/L y conductividad entre
1.65 a 1.70mS/cm encontrados en el agua residual textil (Torres, Tinoco , Marrin ,
& Araña, 2016).
Según Kaoru , Yasuo & Nobuharu (2012) en el uso de plantas y materiales de
filtro de lecho para el tratamiento de aguas residuales domésticas, la retención de
agua por parte de las zeolitas y como material de filtro consiste en que la zeolita
exhibe una alta eficiencia de adsorción como una estructura porosa adecuada para
el hábitat de microorganismos siendo reutilizado en la agricultura como
acondicionadores del suelo, estos sistemas han sido designados como filtro de roca
vegetal.
Según Perea, Torres, Camilo y Escobar (2013) el uso de medios de doble capa
(arena y antracita) mejora considerablemente el proceso de filtración en cuanto a
calidad del agua filtrada y producción de agua; la antracita realiza la retención de
las partículas más grandes que llega al filtro y la arena se encarga del pulimiento,
realizaron filtros utilizando arena antracitas, en términos del espesor de la antracita,
la eficiencia de retención de los sólidos fue proporcional al espesor, ya que los
sólidos se distribuyen de manera más uniforme, protegiéndose con esto la capa de
arena, lo que a su vez puede disminuir el riesgo de traspaso de sólidos a través del
filtro y el riesgo microbiológico.
2.2 Bases teóricas
2.2.1 Residuos
Cualquier material no utilizado, o sustancia que constituye un material de
rechazo o efluente o un subproducto no deseado que se deriva de un proceso
cualquiera así como todo objeto cuya eliminación se impone porque está roto
27
usado, contaminado o deteriorado, sobreentendiéndose que toda cosa que sea
desechada o tratada como un residuo, se presume que es residuo hasta que se
pruebe lo contrario (Barbieri, Skyrelity, Szabó, & Papp, 2010).Estos pueden ser de
desecho de tipo sólidos, líquidos o gaseosos, generados en actividades de
producción, que no poseen valor económico, por falta de tecnología o de mercado
para su recuperación (Vinaixa, 2006).
2.2.2 Residuos de la piña
Los residuos de la piña son un subproducto de la industria de procesamiento y
consiste en pulpa residual, cáscaras y piel, estos desperdicios aún retiene una
cantidad considerable de azúcares solubles, así como alto contenido de fibra y bajo
contenido de proteína, al igual que muchos otros subproductos agroindustriales, los
desechos de piña tienen un bajo valor comercial y su eliminación en una gran escala
puede causar serios problemas ambientales (Correia, Mccue, Vattem, Magalhães,
& Macêdo, 2004).
2.2.2.1 Características de la piña
La piña contiene cantidades de carbohidratos de 13.7g, proteínas 0.54g, hierro
0,28mg, magnesio 12mg, calcio 16mg, potasio 150mg, fosforo 11mg, zinc 0.10mg,
vitamina C 24mg, de humedad 81.2 a 86.2%, los sólidos que contiene representan
entre 13 a 19%, las cuales entre las característica de la piña lo que más resalta son
la sacarosa, glucosa y fructosa como los componentes `principales (Hossain,
Akhtar, & Anwar, 2015).
2.2.2.2 Taxonomía de la piña
La piña pertenece a la familia de las Bromeliáceas y al género y especie Ananás
Comusus, esta planta es una monocotiledónea herbácea perenne (Sanchhos,
1991).
28
2.2.3 Consecuencias en el ambiente de los residuos de la piña
Estos residuos contienen biomasa lignocelulosa rica en polímeros de celulosa
y hemicelulosa entre 75 % y 80 %, registran una velocidad de degradación
muy baja y al no ser sometidos a un proceso de aprovechamiento, presentan una
disposición final deficiente, depositándose principalmente en lotes baldíos o
espacios verdes sin ningún control, al contener estos residuos carbohidratos los
microorganismos del suelo iniciarán su degradación y se generarán lixiviados
que podrían infiltrarse en el subsuelo y provocar contaminación de los mantos
acuíferos; si la degradación ocurre por medio de bacterias anaerobias, se podrían
producir malos olores debido a gases como el ácido sulfhídrico (H2S) y el metano
(CH4) (Corredor & Pérez, 2018).
2.2.4 Carbón activado
Se caracteriza por sus excelentes propiedades adsorbentes, estas
características se deben a su estructura porosa donde cualquier material sea de
origen animal, vegetal o mineral, puede ser transformado en carbón activado, este
se puede obtener por métodos químicos y físicos, en el método químico, se caliente
en atmosfera inerte una mezcla de la materia prima y compuestos químicos como
el ácido fosfórico H3PO4, ácido sulfúrico H2SO4, cloruro de zinc ZnCl2 o hidróxido
de potasio KOH, que tiene un efecto deshidratante en el proceso otorgándole áreas
superficiales internas muy elevadas (Nudelman, 2004).
2.2.5 Agua
El agua es una molécula con dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de
oxígeno que ocupa más de 70% de la superficie terrestre en sus tres estados:
líquido, sólido y gaseoso de ella se forman las nubes, la lluvia, la nieve, los ríos,
lagos y mares, están constituidos todos los organismos vivos y muchos compuestos
29
naturales cumpliendo una función muy importante en los ecosistemas, la vida y
actividades del ser humano (Chaplin, 2001).
2.2.6 Agua residual
Las aguas residuales son aquellos líquidos procedentes de las actividades
desarrolladas por el ser humano, caracterizadas por presentar una fracción de agua
y un elevado porcentaje de residuos contaminantes (López & Martín, 2017).
Donde la cantidad y calidad de las aguas residuales se determina por sus efluentes
que se caracterizan como grasas, aceites, sales solubles, metales pesados
disueltos, sólidos en suspensión, colorantes (Lopez, Buitrón, Cervantes, &
Hernández, 2017).
2.2.7 Característica del agua residual de industria textil
Las aguas residuales industriales se vuelven más complejas con la diversidad
de productos manufacturados que usualmente contienen contaminantes
biocalcitrantes cuya concentración y el tipo varía en gran medida en función de las
demandas del consumidor, esto se aplica en particular a las aguas residuales de
industria textil durante el teñido estas aguas residuales contienen
aproximadamente 10 a 50 mg/L de tintes en solución dichas concentraciones son
lo suficientemente altas como para inducir una coloración notable de los cuerpos
de agua receptores (Alinsafi, Evenou, Abdulkarim, & Pons, 2007).
2.2.8 Parámetros físicos para la caracterización de agua residual
2.2.8.1 Turbidez
Se define a la turbidez de una muestra de agua, como una medida de la pérdida
de su transparencia, ocasionada por el material particulado o en suspensión que
arrastra la corriente de agua, este material puede consistir en arcillas, limos, algas
que se mantienen en suspensión debido a la fuerza de arrastre de la corriente o a
30
su naturaleza coloidal, una elevada turbidez puede afectar al proceso de
depuración de aguas protegiendo a los microrganismos patógenos de los efectos
de la desinfección por acción de la luz solar, estimulando la proliferación de
bacterias, disminuyendo la capacidad de fotosíntesis de plantas acuáticas y
zooplancton (Delgadillo, Camacho, Perez, & Andrade, 2010).
2.2.8.2 Color
El color en aguas residuales se debe a la presencia de sólidos en suspensión,
material coloidal y sustancias en solución, al producirse por industrias textil,
curtiembres, mataderos y otras industrias, es un indicador de la contaminación
debido a que los componentes presentes en las aguas residuales absorben una
cierta longitud de onda de la luz y reflejan las restantes, un hecho ya conocido para
indicar la razón del color en los ríos interfiriendo con la transmisión de la luz solar
en la corriente y por lo tanto disminuyendo la acción fotosintética, para realizar las
medidas de color se hacen por comparación con un estándar arbitrario a base de
cloruro de cobalto y cloroplatino de potasio(Delgadillo, Camacho, Perez, & Andrade,
2010).
2.2.8.2.1 Tipos de color
Desde el punto de vista limnológico , el agua presenta un color verdadero o color
especifico, debido a las sustancias en solución o materiales en estado coloidal,
también existe el color aparente del agua que se debe al resultado de la acción de
la luz sobre los materiales particulado suspendidos, juntos con otros factores tales
como el tipo de fondo o reflexión del cielo, por tanto, para conocer el color verdadero
del agua, esta debe centrifugarse o filtrarse para liberarla de las fuentes que le dan
el color aparente, el método que se utiliza para evaluarlo es el de la escala Pt-Co
platino cobalto (Pérez, Bioindicación de la calidad del agua en Colombia, 2003).
31
2.2.8.3 Dureza
La dureza del agua es una propiedad que resulta de la mayor o menor
concentración de compuestos minerales que hay en una determinada cantidad de
agua entre las sales disueltas presentes fundamentalmente el calcio, magnesio y
en menor cantidad el hierro, el aluminio, zinc y manganeso (Odetti & Bottani, 2005).
2.2.8.4 Temperatura
Es una medida relativa de la cantidad de calor contenida en el agua residual esta
propiedad termodinámica influye notablemente en las características físicas,
químicas y biológicas de los cuerpos de agua, afectando a la fauna y flora acuática,
la velocidad de reacción bioquímica y la transferencia de gases por ejemplo, al
incrementarse la temperatura, la velocidad de biodegradación de los compuestos
orgánicos, también se incrementan, pero la solubilidad del oxígeno en el agua
disminuye esto se debe que la temperatura de un agua residual es mayor por las
descargas de aguas calientes industriales (Olmos, 2003).
2.2.8.5 Sólidos suspendidos
Los sólidos suspendidos se refieren a partículas orgánicas e inorgánicas que se
encuentran en el agua en las cuales las partículas orgánicas pueden ser fibras de
plantas, células de algas, bacterias y sólidos biológicos mientras que la arcilla y
sales son considerados partículas inorgánicas, estos sólidos presentes en el agua
pueden causar impactos en donde proveen superficies de adsorción para agentes
químicos y biológicos que pueden ser agentes tóxicos y causantes de
enfermedades (Gómez, 2000).
32
2.2.9 Propiedades químicas del agua
2.2.10 pH
El pH de una sustancia o líquido, es una medida, para determinar el grado de
acidez o alcalinidad, expresada en una numeración escala que va desde, 0 hasta
14, una solución con pH 7, su interpretación es neutra, si el pH de una solución es
mayor a 7, esta se la determina como alcalina y si su pH es menor a 7 se define
como ácida, mide el balance de los iones de hidrogeno y los iones hidroxilo negativo
en el agua (Sánchez, 2007).
2.2.11 Demanda Bioquímica de Oxígeno
La Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) es una medida de la cantidad de
oxígeno requerido para oxidación de la materia orgánica biodegradable presente
en la muestra de agua, cuando los niveles de la DBO son altos los niveles de
oxígeno disuelto serán bajos, ya que las bacterias están consumiendo ese oxígeno
en gran cantidad y al haber menos oxigeno disponible en el agua los peces y otros
organismos acuáticos tienen menor posibilidad de sobrevivir, la DBO se determina
a una temperatura de 20 ºC en un tiempo de 5 días, siendo expresado en mg/L y
es conocido como DBO, la DBO es importantes en la medición de la contaminación
en aguas residuales, como también en el control del agua potable (Lecca & Lizama,
2014).
2.2.12 Demanda química de oxígeno
La demanda química de oxígeno necesaria para descomponer químicamente la
materia orgánica e inorgánica, se utiliza para medir la cantidad total de
contaminantes orgánicos presentes en aguas residuales, mediante oxidación
química, la oxidación de la materia orgánica se lleva a cabo mediante ebullición de
33
la muestra en una mezcla de H2SO4 y un exceso de dicromato de potasio estándar
(Pérez & Restrepo, 2008).
2.3 Marco legal
2.3.1 Constitución de la República del Ecuador
Título I Elementos constitutivos del estado
Capítulo primero Principios fundamentales
Art. 1.- El Ecuador es un Estado constitucional de derechos y justicia, social, democrático, soberano, independiente, unitario, intercultural, plurinacional y laico. Se organiza en forma de república y se gobierna de manera descentralizada. La soberanía radica en el pueblo, cuya voluntad es el fundamento de la autoridad, y se ejerce a través de los órganos del poder público y de las formas de participación directa previstas en la Constitución. Los recursos naturales no renovables del territorio del Estado pertenecen a su patrimonio inalienable, irrenunciable e imprescriptible.
Título II Capítulo segundo Derechos del buen vivir
Sección primera Agua y alimentación
Art. 12.- El derecho humano al agua es fundamental e irrenunciable. El agua constituye patrimonio nacional estratégico de uso público, inalienable, imprescriptible, inembargable y esencial para la vida.
Sección segunda Ambiente sano
Art. 14.- Se reconoce el derecho de la población a vivir en un ambiente sano y ecológicamente equilibrado, que garantice la sostenibilidad y el buen vivir, sumak kawsay. Se declara de interés público la preservación del ambiente, la conservación de los ecosistemas, la biodiversidad y la integridad del patrimonio genético del país, la prevención del daño ambiental y la recuperación de los espacios naturales degradados.
Art. 15.- El Estado promoverá, en el sector público y privado, el uso de tecnologías ambientalmente limpias y de energías alternativas no contaminantes y de bajo impacto. La soberanía energética no se alcanzará en detrimento de la soberanía alimentaria, ni afectará el derecho al agua. Se prohíbe el desarrollo, producción, tenencia, comercialización, importación, transporte, almacenamiento y uso de armas químicas, biológicas y nucleares, de contaminantes orgánicos persistentes altamente tóxicos, agroquímicos internacionalmente prohibidos, y las tecnologías y agentes biológicos
34
experimentales nocivos y organismos genéticamente modificados perjudiciales para la salud humana o que atenten contra la soberanía alimentaria o los ecosistemas, así como la introducción de residuos nucleares y desechos tóxicos al territorio nacional.
Sección séptima Salud
Art. 32.- La salud es un derecho que garantiza el Estado, cuya realización se vincula al ejercicio de otros derechos, entre ellos el derecho al agua, la alimentación, la educación, la cultura física, el trabajo, la seguridad social, los ambientes sanos y otros que sustentan el buen vivir. El Estado garantizará este derecho mediante políticas económicas, sociales, culturales, educativas y ambientales; y el acceso permanente, oportuno y sin exclusión a programas, acciones y servicios de promoción y atención integral de salud, salud sexual y salud reproductiva. La prestación de los servicios de salud se regirá por los principios de equidad, universalidad, solidaridad, interculturalidad, calidad, eficiencia, eficacia, precaución y bioética, con enfoque de género y generacional.
Título VII Régimen del buen vivir
Capítulo segundo Biodiversidad y recursos naturales
Sección primera Naturaleza y ambiente
Art. 395.- La Constitución reconoce los siguientes principios ambientales:
1. El Estado garantizará un modelo sustentable de desarrollo, ambientalmente equilibrado y respetuoso de la diversidad cultural, que conserve la biodiversidad y la capacidad de regeneración natural de los ecosistemas, y asegure la satisfacción de las necesidades de las generaciones presentes y futuras.
2. Las políticas de gestión ambiental se aplicarán de manera transversal y serán de obligatorio cumplimiento por parte del Estado en todos sus niveles y por todas las personas naturales o jurídicas en el territorio nacional.
3. El Estado garantizará la participación activa y permanente de las personas, comunidades, pueblos y nacionalidades afectadas, en la planificación, ejecución y control de toda actividad que genere impactos ambientales.
4. En caso de duda sobre el alcance de las disposiciones legales en materia ambiental, éstas se aplicarán en el sentido más favorable a la protección de la naturaleza.
Sección sexta Agua
Art. 411.- El Estado garantizará la conservación, recuperación y manejo integral de los recursos hídricos, cuencas hidrográficas y caudales ecológicos asociados
35
al ciclo hidrológico. Se regulará toda actividad que pueda afectar la calidad y cantidad de agua, y el equilibrio de los ecosistemas, en especial en las fuentes y zonas de recarga de agua. La sustentabilidad de los ecosistemas y el consumo humano serán prioritarios en el uso y aprovechamiento del agua.
Art. 412.- La autoridad a cargo de la gestión del agua será responsable de su planificación, regulación y control. Esta autoridad cooperará y se coordinará con la que tenga a su cargo la gestión ambiental para garantizar el manejo del agua con un enfoque ecosistémico.
Art. 413.- El Estado promoverá la eficiencia energética, el desarrollo y uso de prácticas y tecnologías ambientalmente limpias y sanas, así como de energías renovables, diversificadas, de bajo impacto y que no pongan en riesgo la soberanía alimentaria, el equilibrio ecológico de los ecosistemas ni el derecho al agua.
2.3.2 Ley de aguas, codificación
Codificación 16, Registro Oficial 339 de 20 de mayo del 2004. H. Congreso nacional La comisión de legislación y codificación Resuelve: Expedir la siguiente codificación de la ley de aguas Art. 12.- El Estado garantiza a los particulares el uso de las aguas, con la limitación necesaria para su eficiente aprovechamiento en favor de la producción.
Título II De la conservación y contaminación de las aguas Capítulo I De la conservación Art. 21.- El usuario de un derecho de aprovechamiento, utilizará las aguas con la mayor eficiencia y economía, debiendo contribuir a la conservación y mantenimiento de las obras e instalaciones de que dispone para su ejercicio.
Capítulo II De la contaminación Art. 22.- Prohíbase toda contaminación de las aguas que afecte a la salud humana o al desarrollo de la flora o de la fauna. El Consejo Nacional de Recursos Hídricos, en colaboración con el Ministerio de Salud Pública y las demás entidades estatales, aplicará la política que permita el cumplimiento de esta disposición. Se concede acción popular para denunciar los hechos que se relacionan con contaminación de agua. La denuncia se presentará en la Defensoría del Pueblo. Título V De las concesiones del derecho de aprovechamiento De aguas para uso doméstico y de saneamiento
Art. 39.- Las concesiones de agua para consumo humano, usos domésticos y saneamientos de poblaciones, se otorgarán a los Municipios, Consejos
36
Provinciales, Organismos de Derecho Público o Privado y particulares, de acuerdo a las disposiciones de esta Ley.
2.3.3 Ley COOTAD - Código Orgánico de Organización Territorial
Autónomo Descentralizado
Registro Oficial Suplemento 303 de 19-oct-2010 Estado: Vigente Título III Gobiernos autónomos descentralizados Capítulo III Gobierno Autónomo Descentralizado Municipal Sección Primera Naturaleza Jurídica, Sede y Funciones
Art. 54.- Funciones. - Son funciones del gobierno autónomo descentralizado municipal las siguientes: k) Regular, prevenir y controlar la contaminación ambiental en el territorio cantonal de manera articulada con las políticas ambientales nacionales; Art. 55.- Competencias exclusivas del gobierno autónomo descentralizado municipal. - Los gobiernos autónomos descentralizados municipales tendrán las siguientes competencias exclusivas sin perjuicio de otras que determine la ley; d) Prestar los servicios públicos de agua potable, alcantarillado, depuración de aguas residuales, manejo de desechos sólidos, actividades de saneamiento ambiental y aquellos que establezca la ley.
2.3.4 Ley COA - Código Orgánico del Ambiente
Registro Oficial Suplemento 983 de 12-abr.-2017 Estado: Vigente Presidencia de la republica Oficio No. T.4700-SGJ-17-0182 Quito. 6 de abril del 2017
Que, el artículo 12 de la Constitución de la República del Ecuador dispone que el agua es un derecho humano fundamental e irrenunciable, que constituye patrimonio nacional estratégico de uso público, inalienable, imprescriptible, inembargable y que por lo tanto es esencial para la vida;
Capítulo II De las facultades ambientales de los gobiernos autónomos descentralizados
Art. 26.- Facultades de los Gobiernos Autónomos Descentralizados Provinciales en materia ambiental. 8. Controlar el cumplimiento de los parámetros ambientales y la aplicación de normas técnicas de los componentes agua, suelo, aire y ruido;
37
Art. 27.- Facultades de los Gobiernos Autónomos Descentralizados Metropolitanos y Municipales en materia ambiental. En el marco de sus competencias ambientales exclusivas y concurrentes corresponde a los Gobiernos Autónomos Descentralizados Metropolitanos y Municipales el ejercicio de las siguientes facultades, en concordancia con las políticas y normas emitidas por los Gobiernos Autónomos Provinciales y la Autoridad Ambiental Nacional: 10. Controlar el cumplimiento de los parámetros ambientales y la aplicación de normas técnicas de los componentes agua, suelo, aire y ruido; Art. 30.- Objetivos del Estado. Los objetivos del Estado relativos a la biodiversidad son: 7. Adoptar un enfoque integral y sistémico que considere los aspectos sociales, económicos, y ambientales para la conservación y el uso sostenible de cuencas hidrográficas y de recursos hídricos, en coordinación con la Autoridad Única del Agua; Art. 38.- Objetivos. Las áreas naturales incorporadas al Sistema Nacional de Áreas Protegidas, cumplirán con los siguientes objetivos: 5. Mantener la dinámica hidrológica de las cuencas hidrográficas y proteger los cuerpos de aguas superficiales y subterráneas; Art. 51.- Del Registro Nacional de Áreas Protegidas. El Registro Nacional de Áreas Protegidas registrará las declaratorias, límites y demás información relevante sobre estas áreas, una vez realizado el registro se notificará a: 2. La Autoridad Única del Agua;
Capítulo III Marco institucional especial
Art. 98.- Atribuciones. Con relación a la gestión de las plantaciones forestales de producción con fines comerciales, le corresponde a la Autoridad Nacional de Agricultura, en coordinación con la Autoridad Ambiental Nacional las siguientes atribuciones: 1. Elaborar y actualizar, conjuntamente con la Autoridad Ambiental Nacional y la Autoridad Única del Agua, el mapa para la zonificación de tierras para la forestación y reforestación con fines comerciales, el cual contendrá un enfoque territorial;
Capítulo V Calidad de los componentes abióticos y estado de los componentes bióticos Art. 191.- Del monitoreo de la calidad del aire, agua y suelo. La Autoridad Ambiental Nacional o el Gobierno Autónomo Descentralizado competente, en coordinación con las demás autoridades competentes, según corresponda, realizarán el monitoreo y seguimiento de la calidad del aire, agua y suelo, de conformidad con las normas reglamentarias y técnicas que se expidan para el efecto. Se dictarán y actualizarán periódicamente las normas técnicas, de conformidad con las reglas establecidas en este Código.
38
Art. 196.- Tratamiento de aguas residuales urbanas y rurales. Los Gobiernos Autónomos Descentralizados Municipales deberán contar con la infraestructura técnica para la instalación de sistemas de alcantarillado y tratamiento de aguas residuales urbanas y rurales, de conformidad con la ley y la normativa técnica expedida para el efecto. Asimismo, deberán fomentar el tratamiento de aguas residuales con fines de reutilización, siempre y cuando estas recuperen los niveles cualitativos y cuantitativos que exija la autoridad competente y no se afecte la salubridad pública. Cuando las aguas residuales no puedan llevarse al sistema de alcantarillado, su tratamiento deberá hacerse de modo que no perjudique las fuentes receptoras, los suelos o la vida silvestre. Las obras deberán ser previamente aprobadas a través de las autorizaciones respectivas emitidas por las autoridades competentes en la materia.
Título III Control y seguimiento ambiental
Capítulo IV Monitoreo y seguimiento
Art. 208.- Obligatoriedad del monitoreo. El operador será el responsable del monitoreo de sus emisiones, descargas y vertidos, con la finalidad de que estas cumplan con el parámetro definido en la normativa ambiental. La Autoridad Ambiental Competente, efectuará el seguimiento respectivo y solicitará al operador el monitoreo de las descargas, emisiones y vertidos, o de la calidad de un recurso que pueda verse afectado por su actividad. Los costos del monitoreo serán asumidos por el operador. La normativa secundaria establecerá, según la actividad, el procedimiento y plazo para la entrega, revisión y aprobación de dicho monitoreo.
2.3.5 Ley orgánica de los recursos hídricos uso y aprovechamiento del
agua
Título II De los derechos
Capítulo I
Del derecho humano al agua
Art. 28.- Uso Público.- El derecho hu/mano al agua implica el libre acceso y
use del agua superficial o subterránea por medios manuales para consumo
humano, fines domésticos y de abrevadero de animales, siempre que no se
desvíen de su cauce, ni se descarguen vertidos, ni se produzca alteraci6n en su
calidad o disminuci6n significativa en su cantidad, de conformidad con los límites
y parámetros permisibles de calidad que establezca la Autoridad Ambiental
Nacional y de cantidad que determine la Autoridad Única del Agua.
39
2.3.6 Acuerdo ministerial 097-A
AM No. 097-A Que, en el artículo 33 de la Ley de Gestión Ambiental se establecen como instrumentos de aplicación de las normas ambientales los siguientes: parámetros de calidad ambiental, normas de efluentes y emisiones, normas técnicas de calidad de productos, régimen de permisos y licencias administrativas, evaluaciones de impacto ambiental, listados de productos contaminantes y nocivos para la salud humana y el medio ambiente, certificaciones de calidad ambiental de productos y servicios y otros que serán regulados en el respectivo reglamento; Artículo 1.- Expídase el Anexo 1, referente a la Norma de Calidad Ambiental y de descarga de Efluentes del Recurso Agua.
Norma técnica para el control de descargas líquidas
Disposiciones generales
3.1 Toda descarga proveniente de actividades en plantas o bodegas
industriales, emplazamientos agropecuarios o agroindustriales, locales de
comercio o de prestación de servicios, actividades de almacenamiento o
comercialización de sustancias químicas en general, deberá ser vertida al
receptor cuando se haya verificado el cumplimiento de los valores máximos
permisibles.
Anexo 1 del libro VI Del texto unificado de legislación secundaria del ministerio del ambiente: norma de calidad ambiental y de descarga de efluentes al recurso agua Norma de calidad ambiental y de descarga de efluentes: Normas generales para descarga de efluentes a cuerpos de agua dulce
5.2.4.1 Dentro del límite de actuación, los municipios tendrán la facultad de definir las cargas máximas permisibles a los cuerpos receptores de los sujetos de control, como resultados de balance de masas para cumplir con los criterios de calidad para defensa de los usos asignados en condiciones de caudal con los críticos y cargas contaminadas futuras. Estas cargas máximas serán aprobadas y validadas por la Autoridad Ambiental Nacional y estarán consignadas en los permisos de descargas.
5.2.4.6 En condiciones especiales de ausencia de estudios del cuerpo receptor, se utilizarán los valores de la tabla 9. De limitaciones a las descargas a cuerpos de agua dulce, con el aval de la Autoridad Ambiental Competente. Las concentraciones corresponden a valores medios diarios, que se deben cumplirse según el Anexo 1. Norma de calidad ambiental y descarga de efluentes: recurso agua. Véase en anexo 1.
40
3. Materiales y métodos
3.1 Enfoque de la investigación
3.1.1 Tipo de investigación
Se realizó una investigación experimental en la cual se obtuvo carbón activado
a partir de los residuos de la piña para remover color en agua residual textil
mediante la biofiltración, determinando si estos tratamientos son capaces de
eliminar el color a este tipo de agua y resolver este problema ambiental de la
sociedad y el sector productivo. Se baso en investigaciones documentales y de
carácter cualitativa recopilando información a través de lecturas de documentos,
libros y revistas con fuentes bibliográficas confiables.
Los análisis en el laboratorio se realizaron a los siguientes parámetros; color,
turbidez, pH, conductividad.
Se explico y describió todos los procesos de cómo se obtuvo el carbón activado
de los residuos de la piña y cómo se emplearon los tratamientos, comparando sus
resultados antes y después del tratamiento e identificando qué factores originaron
la descontaminación del agua residual textil.
3.1.2 Diseño de investigación
El diseño de la investigación es experimental, utilizando muestras de agua
residual textil para comprobar la remoción de color mediante la utilización de
residuos orgánicos de la piña en la obtención del carbón activado.
3.2 Metodología
Para el cumplimiento de los objetivos específicos se utilizó métodos y técnicas
fundamentales como la utilización de instrumentos y equipos del laboratorio, los
que permitieron analizar, caracterizar y observar el comportamiento del carbón
activado en el agua residual textil.
41
✓ Caracterización de la calidad del agua residual textil mediante análisis físicos
y químicos.
La caracterización del agua residual se la desarrollo tomando muestras
representativas de la industria textil CARTIE ubicadas en sur de Guayaquil donde
realizan procesos de teñido, en la cual se realizó el respectivo análisis en el
laboratorio de la universidad Agraria del Ecuador.
✓ Elaborar un biofiltro con carbón activado obtenido de los residuos de la piña
para remover color en el agua residual de la industria textil “Cartie”.
Para la obtención del carbón activado se lo realizó mediante la recolección de la
materia prima (residuos de la piña) en diferentes mercados de la ciudad de
Guayaquil, realizando el proceso de transformación de la materia prima en carbón
activado a través de la activación, incineración, secado y tamizado, con sus
respectivos puntos de control en concentración de acidez y temperatura, en donde
fueron utilizados en los biofiltros de los diferentes tratamientos.
En la elaboración del biofiltro se utilizó botellas reciclables en donde se utilizaron
diferentes medios filtrantes siendo el carbón activado de los residuos de la piña el
principal componente utilizándolo en diferentes porcentajes e incorporándolos en
los biofiltros.
En total se realizaron 7 diferentes tratamientos para identificar su capacidad de
remoción, separando y uniendo los diferentes componentes. Cada biofiltro estaba
elaborado de la siguiente manera, donde el biofiltro del T1 contenía carbón activado
de los residuos de la piña, el T2 carbón activado y zeolita, el T3 carbón activado,
arena y antracita, el T4 carbón activado, antracita, arena y zeolita, el T5 zeolita, el
T6 antracita, el T7 arena.
42
Los últimos tres tratamientos fueron incorporados para observar el
comportamiento en la remoción de los diferentes parámetros.
✓ Analizar las variables fisicoquímicas del agua residual textil después del
tratamiento con diversos medios adsorbentes.
A través del muestreo puntual de los diferentes tratamientos que se realizaron
se obtuvo los resultados a través del análisis en el laboratorio con valores
específicos para identificar la eficacia del biofiltro con carbón activado en reducir
parámetros como color, turbidez, pH, conductividad, sólidos disueltos totales y
dureza.
Los biofiltros contenían también otros medios adsorbentes como la arena,
antracita y zeolita, para aportar a la retención de sólidos más gruesos, y el agua
pueda fluir en menos tiempo y tenga su proceso de remoción de los contaminantes
presentes en el agua residual textil en donde posteriormente se observó el
comportamiento de los diferentes medios adsorbentes junto con el carbón activado
de los residuos de la piña, determinando su capacidad de remoción de los
contaminantes presentes en el agua residual textil teniendo como el punto principal
la remoción del color.
Para la representación de todos los análisis realizados en el agua residual textil
junto con sus diferentes tratamientos se utilizaron tablas y gráficos representativos
de sus valores en la reducción de los diferentes parámetros indicados en la variable
dependiente, describiendo cual fue la efectividad de los biofiltros con carbón
activado de los residuos de la piña, y a la vez utilizando una fórmula para identificar
cuál de los diferentes tratamientos de biofiltración obtuvieron mejores resultados en
la reducción de los parámetros.
A continuación, se presenta la fórmula utilizada:
43
%Remoción=(𝐶𝑂−𝐶𝐹)
𝐶𝑂X100%=
%= Remoción por cada tratamiento.
CO= Parámetro inicial.
Cf= Parámetro final.
Realizando estos cálculos de porcentajes dieron como resultados que los
diferentes tratamientos con medios adsorbentes (T1, T2, T3, T4) redujeron en gran
porcentaje el color siendo el T3 que obtuvo mayor reducción de color removiendo
un 70,93%.
3.2.1 Variables
3.2.1.1 Variable independiente
Carbón activado obtenido de residuos de la cáscara de piña “Ananas Comosus”
mediante la biofiltración.
3.2.1.2 Variable dependiente
Reducción de contaminación de Color, Turbidez, pH, conductividad.
3.2.2 Tratamientos
Para realizar este proyecto se implementó diferentes cantidades de carbón
activado de piña en los biofiltros y otros medios adsorbentes para el tratamiento de
las muestras de agua residual textil, como se muestra a continuación:
44
Tabla 1. Tratamientos para la remoción de color de agua residual textil. Tratamientos Estratos orgánicos Porcentaje Replicas por
tratamiento
0 Testigo absoluto 0% 0
1 C.A. de la cáscara de piña 100% Y1 * 5
2 C.A. de la cáscara de piña 70%
Y2 * 5 zeolita 30%
3 C.A de la cáscara de la piña 70%
Y3 * 5 Arena y antracita 30%
4
Zeolita 60%
Y4 * 5 Arena y antracita 20%
C.A de la cáscara de la piña 20%
Urrutia, 2019.
3.2.3 Diseño experimental
Se aplico métodos estadísticos como el análisis de la varianza Anova y el test de
Tukey, en donde se analizó y cuantificó los valores que se extraen en los diferentes
tratamientos aplicando réplicas de 5 veces por cada tratamiento.
3.2.4 Recolección de datos
Se recolecto toda la información durante el proceso de los tratamientos del agua
residual textil que se realizaron (T0, T1, T2, T3 y T4), tomando datos de este trabajo
experimental, mediante la medición de los parámetros definidos en la variable
dependiente: Color, Turbidez, pH, conductividad, Sólidos disueltos totales, Dureza.
Este trabajo experimental tuvo una duración de 6 meses, tiempo durante el cual
se da a conocer y explicar, todas las ventajas y desventajas, que brindó la
biofiltración con carbón activado de los residuos de la piña y otros medios
adsorbentes para el tratamiento del agua residual textil.
45
3.2.4.1 Recursos
Dentro de los gastos entre la compra de equipos, materiales, herramientas,
movilización, y demás gastos externos que surgieron durante la realización de la
investigación, se tuvo un gasto de aproximadamente de $ 200 dólares.
Los materiales, herramientas y equipos que se utilizaron son:
En la obtención del carbón activado de la cáscara de piña se utilizó:
✓ Mandil
✓ Guantes
✓ Crisoles
✓ Horno
✓ Residuos de la cáscara de piña
(Tallos, corazón y hojas de
piña).
✓ Ácido nítrico
✓ Agua destilada
✓ Mortero con pistilo
✓ Bolsa de polietileno
✓ Medidores de pH
Para la caracterización del análisis fisicoquímico del agua residual textil se
necesitó lo siguiente:
En la toma de muestra:
✓ Mandil
✓ Guantes
✓ Envases de vidrio o plástico
✓ Hielera
En el análisis de laboratorio:
✓ pH-metro
✓ Turbidímetro
✓ Medidor de sólidos disueltos
totales
✓ Muestras del agua residual
textil
✓ Tirillas de dureza
✓ Agua destilada
✓ Vaso de precipitado
Para analizar las variables fisicoquímicas del agua residual textil después del
tratamiento con diversos medios adsorbentes se utilizó lo siguiente:
✓ Carbón activado de la cáscara de la piña
✓ Zeolita
✓ Arena Antracita
✓ Botellas reciclables
✓ Muestras del agua de los diferentes tratamientos y replicas.
3.2.5 Métodos y técnicas
Para realizar el proyecto experimental se utilizó los siguientes métodos:
Método de medición: Para realizar la comprobación de los siguientes
parámetros se utilizó instrumentos del laboratorio.
En la medición de color se lo realizó mediante un programa que mide la
absorbancia y transmitancia de los diferentes colores de la luz a través de
disoluciones e identificando valores de reducción en cantidades.
En la medición del pH se utilizó un pH-metro que midió una característica que es
importante para estimar el carácter acido o básico de la muestra del agua residual
textil y la conductividad presente.
La medición de turbidez se lo realizó mediante la utilización de un turbidímetro
dando datos de sólidos contenidos en el agua residual textil en unidades de NTU.
En la medición de dureza se utilizó tirillas de análisis de dureza que dan como
resultado si el agua contiene exceso de sales presentes en el agua.
Para la determinación de sólidos disueltos totales se utilizó un analizador TDS
disponible en el laboratorio.
47
Método de análisis, el mismo que permitió analizar, caracterizar y observar el
comportamiento del carbón activado en el agua residual para remover color (T1,
T2, T3, T4, T5, T6, T7).
Método matemático, sirvió para registrar el proceso en la toma de información
y la tabulación de datos que se obtuvo durante la investigación aplicada.
Método experimental, permitió correlacionar las dos variables para determinar
la pertinencia en el campo.
3.2.6 Análisis estadístico
3.2.6.1 Estadística descriptiva
La estadística descriptiva ayudó a comprender la estructura de los datos, de
manera de detectar tanto un patrón de comportamiento general mediante gráficos
de sencilla realización e interpretación. Explorando estos datos permitió detectar
datos erróneos o inesperados, ayudando a decidir qué métodos estadísticos
pueden ser empleados en etapas posteriores del análisis de manera de obtener
conclusiones válidas (Vargas Sabadías, 1995).
3.2.6.2 Análisis estadístico de la varianza ANOVA
Se describe como la técnica estadística para analizar medidas que dependen
de varios tipos de efectos que operan simultáneamente, con el doble fin de decidir
cuáles de ellos son importantes y de poder estimarlos (Casés & Ríos, 1995). En el
ANOVA se han de cumplir tres tipos de hipótesis, aunque se aceptan ligeras
desviaciones respecto a las condiciones ideales:
✓ Cada conjunto de datos es independiente de los demás.
✓ Los resultados obtenidos para cada conjunto siguen una distribución normal.
✓ Las varianzas de cada conjunto de datos no difieren de forma significativa.
48
La prueba Anova permite comparar las medias de r grupos, siendo r mayor o
igual a 3. El modelo Anova presupone que las varianzas de los grupos son iguales
y que los residuos o errores son aleatorios, independientes e idénticamente
distribuidos siguiendo una ley normal con media 0 y desviación constante. La
hipótesis nula de la prueba Anova de un factor es:
H0: Las medias de los k grupos son todas iguales
H1: Al menos una de las medias es diferente
Esta prueba se basa en la comparación de las sumas de cuadrados medias
debidas a la variabilidad entre grupos y la debida a la variabilidad entre grupos
(dentro de los grupos). Ambas sumas son estimaciones independientes de la
variabilidad global, de manera que, si el cociente entre la primera y la segunda es
grande, se tendrá mayor probabilidad de rechazar la hipótesis nula. Este cociente
sigue una distribución F con r - 1 y n - r grados de libertad.
Cuando los resultados rechazan la hipótesis nula y aceptan la hipótesis alternativa
se aplica la prueba de Tukey para indicar cuales son las medias que están
haciendo la diferencia.
49
4. Resultados
4.1 Caracterización de la calidad del agua residual de la industria textil
“Cartie” mediante análisis físicos y químicos.
Al recolectar la muestra del agua residual textil se pudo observar que utilizan
grandes cantidades de agua con altas temperaturas que al final terminan con alto
porcentaje de color azul-oscuro en donde la turbidez es muy alta, incluyendo a los
sólidos que se presentan durante el proceso de teñido de la ropa desprendiendo
hilos, algodones y a la incorporación durante su proceso de preparación del tinte
que son las sales incorporadas como fijador del color del tinte en el agua, dejando
el agua con un alto porcentaje de dureza. (Ver anexo figura 8).
Una vez recolectada el agua residual textil se tomaron muestras representativas
para realizar el respectivo análisis de laboratorio (testigo absoluto). (Ver anexo
figura 9).
Se analizó el pH y conductividad de la muestra del agua residual textil (testigo
absoluto) con un pH-metro del laboratorio. (Ver anexo figura 10).
Para el análisis del color se procedió a medir mediante la utilización de un
Software llamado “ESPACIO CIELAB” que mide la luminosidad, color y matiz, en
donde se escogen los valores solo del color que va representar la saturación o
intensidad del color que contiene la muestra del agua residual textil (testigo
absoluto) y en los diferentes tratamientos. (Ver anexo figura 11).
Para el análisis de turbidez se procedió analizar con un turbidímetro portátil del
laboratorio. (Ver anexo figura 12).
50
4.2 Elaboración del biofiltro con carbón activado obtenido de los residuos de
la piña para remover color en el agua residual de la industria textil
“Cartie”.
Antes de la elaboración del biofiltro se procedió a obtener el carbón activado a
partir de los residuos de la piña en donde se realizó la recolección de la materia
prima en diferentes mercados ubicados en el sur de Guayaquil. (Ver anexo figura
15).
A los residuos de la piña se los peso y lavo con agua destilada para remover
sólidos presentes en la materia orgánica y proceder en su proceso de secado a
temperatura ambiente durante 24 horas y posteriormente en el horno a 90ºc durante
2 horas para eliminar la humedad por completo que contienen los residuos de la
piña. (Ver anexo figura 16).
Para la activación de los residuos de la piña se utilizó ácido nítrico al 80% en la
cual se agregó hasta que los residuos se impregnen por completo y se procedió a
dejarla en reposo durante 12 horas. (Ver anexo figura 17).
Después de la activación se continuó con el proceso de calcinación de los
residuos de la cáscara de piña a una temperatura mayor a 300ºC durante 2 horas.
Para el control de la temperatura se lo realizo mediante un termómetro incorporado
en el horno y un multímetro digital exterior debido a que la calcinación no se la
realizo en una mufla de laboratorio. (Ver anexo figura 18).
Al obtener el carbón activado de los residuos de la piña se realizó un lavado con
agua destilada para mantener un pH neutro, debido que al realizar la activación con
el ácido nítrico el carbón activado contiene un pH muy ácido. (Ver anexo figura 19).
Proceso de secado para retirar el agua destilada contenida en el carbón activado.
(Ver anexo figura 20).
51
En la elaboración del biofiltro se elaboró una base para el proceso de filtración.
(Ver anexo figura 21), y se utilizaron botellas reciclables en donde se agregaron los
diferentes componentes tales como el carbón activado de los residuos de la piña,
zeolita, arena y antracita, variando los diferentes componentes por cada
tratamiento, separando cada componente con la implementación de algodón para
evitar su mezcla. (Ver anexo figura 22).
Durante la biofiltración del agua residual textil se procedió a agregar en cada filtro
300 Ml de agua residual textil, en donde cada tratamiento y su respectiva réplica de
biofiltración tuvieron diferentes tiempos. (Ver anexo figura 23).
Comparación del agua residual textil (testigo absoluto) con las muestras del
proceso de biofiltración con su diferente tratamiento. (Ver anexo figura 24).
4.3 Análisis de las variables fisicoquímicas de las muestras del agua residual
textil posterior al tratamiento con diversos medios adsorbentes.
En la tabla 2 se describe los datos obtenidos en el análisis fisicoquímico (color,
pH, sólidos disueltos totales, dureza, turbidez, conductividad) todos estos
resultados se realizaron a las muestras de las 5 repeticiones por cada tratamiento
(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7).
52
Tabla 2. Resultados obtenidos de los análisis con sus respectivas replicas.
Trata-mientos
Replicas Color Turbidez
NTU pH
Conductividad μS / cm
Testigo absoluto
Y0 52,20 8,9 8,58
16,83
1
Y1 17,61 0,92 5,66 9,25
Y2 29,69 1 6,12 8,05
Y3 29,16 1,86 5,77 10,12
Y4 38,81 2,09 5,96 10,49
Y5 35,23 2,05 6,50 6,34
2
Y1 12,85 1,21 5,54 10,06
Y2 24,81 1,3 6,62 5,62
Y3 21,30 1,90 6,04 5,31
Y4 34,27 2,05 6,74 4,10
Y5 23,76 2,79 6,64 5,02
3
Y1 6,64 0,74 6,69 9,74
Y2 14,02 1 6,83 2,42
Y3 15,26 1,26 6,81 2,56
Y4 19,39 1,45 6,63 7,83
Y5 20,56 2,31 6,38 4,00
4
Y1 10,17 1,85 5,61 10,65
Y2 22,61 1,40 6,69 4,21
Y3 24,81 1,41 6,66 4,77
Y4 32,57 1,50 6,63 2,21
Y5 31,90 4,02 6,23 5,35
5
Y1 30,29 7,96 6,54 10,45
Y2 29,87 7,98 6,54 9,98
Y3 34,57 7,99 6,55 9,68
Y4 36,22 8,00 6,58 9,74
Y5 35,77 8,00 6,89 9,99
6
Y1 27,10 6,79 6,82 10,52
Y2 26,20 6,80 6,87 10,20
Y3 30,60 6,81 6,94 10,54
Y4 34,97 6,86 6,90 9,98
Y5 42,44 6,94 6,98 9,89
7
Y1 6,30 1,1 6,88 9,01
Y2 6,84 1,31 6,73 6,95
Y3 27,55 1,02 6,89 10,05
Y4 38,58 3,94 6,26 9,77
Y5 47,52 4,04 6,86 10,28
Urrutia, 2020.
53
Análisis estadístico por cada tratamiento presente en las siguientes tablas con
su respectivo gráfico.
Tabla 3. Parámetro pH.
Replicas Test.
Abs. T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
1 8,58 5,66 5,54 6,69 5,61 6,54 6,82 6,88
2 8,58 6,12 6,62 6,83 6,69 6,54 6,87 6,73
3 8,58 5,77 6,04 6,81 6,66 6,55 6,94 6,89
4 8,58 5,96 6,74 6,63 6,63 6,58 6,90 6,26
5 8,58 6,50 6,64 6,38 6,23 6,89 6,98 6,86
Datos obtenidos en el análisis del pH del agua residual textil posterior a su biofiltración. Urrutia, 2020.
Figura 1. pH de los tratamientos aplicados.
Urrutia, 2020.
5,5
6
6,5
7
7,5
8
8,5
9
Test. Abs. T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
Test. Abs.
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
54
Figura 2. Saturación del biofiltro con el parámetro pH.
Urrutia, 2020.
Análisis: Se describe en la tabla # 3 que los tratamientos T1, T2 y T4 en la
réplica 1 mantuvieron un pH bajo convirtiendo el agua a acida en comparación con
el testigo absoluto del agua residual textil en donde su pH inicial era de 8,58 siendo
un agua alcalina, mientras que en el tratamiento T3 y los otros tratamientos con sus
respectivas replicas mantuvo el pH en su rango de 6 siendo un pH neutro y
permitido dentro de lo valores permisibles establecidos en las normas para realizar
descarga en los cuerpos de agua dulce. Para verificar estos resultados se utilizó el
programa InfoStad/L, en donde da como resultado que los T6 , T7 y T1 no
comparten una misma letra lo que indica que los T6, y T7 poseen una media
significativamente mayor que el T1.
5,5
5,7
5,9
6,1
6,3
6,5
6,7
6,9
7,1
7,3
7,5
300 600 900 1200 1500
pH
mL
Test. Abs.
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
55
Tabla 4. Parámetro conductividad
Replicas Test. Abs.
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
1 16,83 9,25 10,06 9,74 10,65 10,45 10,52 9,01
2 16,83 8,05 5,62 2,42 4,21 9,98 10,20 6,95
3 16,83 10,12 5,31 2,56 4,77 9,68 10,54 10,05
4 16,83 10,49 4,10 7,83 2,21 9,74 9,98 9,77
5 16,83 6,34 5,02 4,00 5,35 9,99 9,89 10,28
Datos obtenidos en el análisis de la conductividad del agua residual textil posterior a su biofiltración. Urrutia, 2020.
Figura 3. Conductividad de los tratamientos aplicados.
Urrutia, 2020.
Figura 4. Saturación del biofiltro con el parámetro conductividad.
Urrutia, 2020.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Test. Abs. T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
mc-c
m
Título del eje
Test. Abs.
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
1,5
3,5
5,5
7,5
9,5
11,5
13,5
15,5
300 600 900 1200 1500
Conductivid
ad
mL
Test. Abs.
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
56
Cálculo del porcentaje de conductividad por cada tratamiento.
𝑇1 =84,15−44,25
84,15𝑥 100 =47,41%
𝑇2 =84,15−30,11
84,15𝑥 100 = 64,21%
𝑇3 =84,15−26,55
84,15𝑥 100 =68,44%
𝑇4 =84,15−27,19
84,15𝑥 100 =67,68%
𝑇5 =84,15−49,84
84,15𝑥 100 =40,77%
𝑇6 =84,15−51,13
84,15𝑥 100 =39,23%
𝑇7 =84,15−46,06
84,15𝑥 100 =45,26%
Análisis: Según los datos descritos en la tabla # 4 se observa que la
conductividad del agua residual textil testigo absoluto, contiene valores altos de
16,83μS/cm debido a que el agua residual textil contiene altas concentraciones de
sales disueltas en el agua, en donde los diferentes tratamientos realizados con la
biofiltración han disminuido su conductividad manteniendo un rango entre el
máximo 10,65 y el mínimo 2,21μS/cm, al realizar el cálculo de reducción de
porcentajes podemos observar que el T1 redujo 47,41%, el T2 redujo 64,21%, el
T3 redujo 68,44%, el T4 redujo 67,68%, el T5 redujo 40,77%, el T6 redujo 39,23%,
el T7 redujo 45,26%, teniendo como mayor porcentaje de reducción de la
conductividad el T3. Al realizar el análisis estadístico con el programa InfoStat/L
determino que los tratamientos Indica que las medias del T3, T4 , T5 y T6 son
significativamente diferentes.
57
Tabla 5. Parámetro Turbidez.
Replicas Test. Abs. T1 T2
T3 T4 T5 T6 T7
1 8,9 0,92 1,21 0,74 1,85 7,96 6,79 1,1
2 8,9 1 1,3 1 1,40 7,98 6,80 1,31
3 8,9 1,86 1,90 1,26 1,41 7,99 6,81 1,02
4 8,9 2,09 2,05 1,45 1,50 8,00 6,86 3,94
5 8,9 2,05 2,79 2,31 4,02 8,00 6,94 4,04
Datos obtenidos en el análisis de la turbidez del agua residual textil posterior a su biofiltración. Urrutia, 2020.
Figura 5. Turbidez de los tratamientos aplicados.
Urrutia, 2020.
Figura 6. Saturación del biofiltro del parámetro turbidez.
Urrutia, 2020.
0,5
1,5
2,5
3,5
4,5
5,5
6,5
7,5
8,5
9,5
Test. Abs. T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
NTU
Test. Abs.
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
1
2
3
4
5
6
7
8
9
300 600 900 1200 1500
Turb
idez
mL
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
58
Cálculo del porcentaje de reducción de turbidez por cada tratamiento.
𝑇1 =44,5−7,92
44,5𝑥 100 =82,20%
𝑇2 =44,5−9,25
44,5𝑥 100 = 79,21%
𝑇3 =44,5−6,76
44,5𝑥 100 =84,80%
𝑇4 =44,5−10,18
44,5𝑥 100 =77,12%
𝑇5 =44,5−39,93
44,5𝑥 100 =10,26%
𝑇6 =44,5−34,20
44,5𝑥 100 =23,14%
𝑇7 =44,5−11,41
44,5𝑥 100 =74,35%
Análisis: En la tabla # 6 se describe que la turbidez del testigo absoluto del agua
residual textil es de 8,9-NTU teniendo un alto porcentaje comparados con los otros
tratamientos T1, T2, T3, T4 y sus réplicas según sus resultados analizados son los
que mayor tienen reducción de la turbidez pudiendo atravesar el rayo lumínico en
la muestra del agua residual textil tratada y siendo los permitidos por la normativa.
Calculando su respectivo porcentaje de los diferentes tratamientos da como
resultado que el T1 redujo 82,20%, el T2 redujo 79,21%, el T3 redujo 84,80%, el T4
redujo 77,12%, el T5 redujo 10,26%, el T6 redujo 23,14%, el T7 redujo 74,35%, por
lo que se observa que el T3 redujo mayormente la turbidez. Comparando con el
análisis estadístico del programa InfoStat/L Indica que todos los tratmientos son
significativamente diferentes.
59
Tabla 6. Parámetro Color.
Replicas Test.
Abs. T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
1 52,20 17,61 12,85 6,64 10,17 30,29 27,10 6,30
2 52,20 29,69 24,81 14,02 22,61 29,87 26,20 6,84
3 52,20 29,16 21,30 15,26 24,81 34,57 30,60 27,55
4 52,20 38,81 34,27 19,39 32,57 36,22 34,97 38,58
5 52,20 35,23 23,76 20,56 31,90 35,77 42,44 47,52
Datos obtenidos en el análisis del color del agua residual textil posterior a su biofiltración. Urrutia, 2020.
Figura 7. Color de los diferentes tratamientos.
Urrutia, 2020.
Figura 8. Saturación del biofiltro en el parámetro color.
Urrutia, 2020.
0
10
20
30
40
50
60
Test. Abs. T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
Test. Abs.
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
5,5
15,5
25,5
35,5
45,5
55,5
300 600 900 1200 1500
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
60
Cálculo del porcentaje de reducción de color por cada tratamiento.
𝑇1 =261−150,5
261𝑥 100 =42,33%
𝑇2 =261−116,99
261𝑥 100 = 43,68%
𝑇3 =261−75,87
261𝑥 100 =70,93%
𝑇4 =261−122,06
261𝑥 100 =53,23%
𝑇5 =261−166,72
261𝑥 100 =36,12%
𝑇6 =261−161,31
261𝑥 100 =38,19%
𝑇7 =261−126,79
261𝑥 100 =51,42%
Análisis: Según los datos obtenidos en la tabla # 7 se describe que los diferentes
tratamientos han reducido el color significativamente en comparación con el testigo
absoluto en donde su mayor valor según los análisis es de 52,20, donde el T3 es el
que más redujo su valor a 6,64. Aplicando el cálculo de porcentajes dieron como
resultados que el T1 redujo el 42,33%, el T2 redujo el 43,68%, el T3 redujo el
70,93%, el T4 redujo el 53,23%, el T5 redujo el 36,12%, el T6 redujo el 38,19%,
el T7 redujo el 51,42%, donde el T3 es el que mayor tubo una reducción de color
seguido del T4 en el que contenía todos los componentes. Realizando el cálculo
estadístico con el programa InfoStat/L donde indican que los tratamientos 7, 4 y 2
sus medias comparten una letra siendo significativamente iguales.
5. Discusión
En los tratamientos realizados en la biofiltración del agua residual textil mediante
la utilización de la materia prima residuos de la cascara de piña y otros
componentes que ayudan a la descontaminación del agua residual textil se citaran
a autores relacionados con la utilización de residuos para obtener carbón activado
y tratar agua residual:
En el proyecto realizado en el año 2012 elaborado por algunos autores como
Fuentes, Solís, Téllez y Carmina para la obtención de carbón activado a partir de
residuos agroindustriales y su evaluación en la remoción de color del jugo de caña,
indican que los residuos agroindustriales son los que mayormente se generan sin
tener un tratamiento final en donde la mayor parte de estos durante su proceso solo
utilizan un 48% de sus frutas para elaborar u obtener algún producto, mientras que
el 52% son residuos sin ningún aprovechamiento terminando en vertederos de
basura al cielo abierto y en otros casos en las orillas de los ríos.
En su estudio realizado expresa que todos estos residuos agroindustriales
pueden ser una fuente importante para la obtención de carbones activados debido
a que estos presentan una adecuada capacidad de adsorción (Fuentes, Alberto,
Téllez, & Carmina, 2012).
En el estudio mediante la utilización de residuos agroindustriales como bagazo
de caña de azúcar y la cascarilla del café convertidos en carbones activados son
capaces de remover color del jugo de caña, dando un agua tratada con mayor
calidad.
En el proyecto realizado por los diferentes autores expresan que los carbones
obtenidos pueden ser sometidos su activación química con diferentes agentes
62
activantes tales como ácido fosfórico, ácido nítrico y cloruro de zinc determinando
que son capaces de remover color en diferentes porcentajes.
Los resultados obtenidos en el proyecto por Solís, Téllez y Carmina en el año
2012 evaluando los carbones activados mediante una biofiltración para tartar
muestras de jugo de caña determinan que la remoción del color de su tratamiento
con carbón activado del bagazo de caña de azúcar el 98% de eficiencia mientras
que para la cascarilla del café el 86,1% de remoción de color, este porcentaje
discrepa con los resultados obtenidos para tratar muestras de aguas residual textil
con carbón activado obtenidos de los residuos de la piña mediante biofiltros que
solo remueven el 70,93% del color tomando como referencia el T3 (Ver tabla 7),
siendo valores permisibles establecidos por las normas.
Por lo cual en este estudio realizado se opta por la utilización de carbones
activados a partir de residuos que se generan en los diferentes mercados en este
caso residuos de la cáscara de la piña para darle un valor comercial, en vez de que
estos sean tirados a los basureros sin ninguna importancia.
En la utilización de biofiltros con carbones activados obtenido de la tusa de maíz
para tratar aguas residuales con color de una industria de la hilandería guijarro, se
explicará la aplicación de los biofiltros con carbones activados realizado por sus
autores a continuación:
El trabajo de investigación por los autores Cabrera, Torres y Gaibor se enfocaron
en el estudio de un diseño de biofiltro en donde su componente principal sea el
carbón activado obtenido de la tusa de maíz y utilizarlo como lecho filtrante para
remover color y otros parámetros en aguas residuales procedente de una industria
de la hilandería guijarro.
63
Su proyecto de estudio fue enfocado en darle una solución a la contaminación
visual que generaban los residuos de la tusa de maíz y a la vez aportar con el
tratamiento de aguas residuales provenientes de la industria de la hilandería
guijarro en donde la cual estas aguas tenían porcentajes de contaminantes
elevados (Cabrera, Torres, & Gaibor , 2016).
Según los análisis realizados antes de darle un tratamiento por medio de los
lechos filtrantes con carbón activado de la tuza de maíz Cabrera, Torres y Gaibor
(2016), tuvieron como resultado que el agua residual proveniente de la hilandería
guijarro tenían un color de 3275 (unidades de platino cobalto) en donde redujo con
el lecho filtrante a 700 (Unidades de Platino Cobalto) en comparación con la
turbidez también redujo 44,55 y los sólidos disueltos totales que no redujo su valor
inicial 981 si no que aumento a 1010 ppm, los cuales estos resultados tiene
diferencia en el presente proyecto realizado en donde sus solidos disueltos totales
si tuvieron una reducción de 1151 ppm tomando como referencia el tratamiento 3,
mientras que el color tuvo una reducción de 6,64 y la turbidez 0,74 NTU, (Ver tabla
5, 6, 7) esto debido que contenían otros medios absorbentes que aportaron a la
retención de sólidos.
En donde todos estos resultados del presente proyecto fueron analizados juntos
con sus respectivas réplicas de los testigos absoluto del agua residual textil,
teniendo encuenta parámetros de control según la composición de esta agua
residual textil tales como (color, turbidez, pH, alcalinidad); indicando que los lechos
filtrantes con carbón activado de los residuos de la piña y otros medios adsorbentes
son eficaces para remover contaminantes presentes en estas aguas residuales
textiles.
64
La influencia de la configuración del medio filtrante sobre el proceso de filtración
a tasa constante del agua clarificada del río Cauca, justificando la utilización de los
filtros como medios adsorbentes con diferentes componentes porosos y su aporte
para tratar aguas residuales tenemos lo siguiente:
En el estudio realizado por Perea, Torres, Camilo y Escobar (2013) indica que
los sistemas de biofiltración es el cual lo utilizan mayormente en los sistemas de
tratamientos de aguas residuales por la cual estos biofiltros deben contener medios
porosos para poder alcanzar un efluente con menor cantidad de contaminantes que
se encuentran en las aguas residuales de diferentes industrias.
Según los autores de este estudio de biofiltros se puede recalcar que la
utilización de medios porosos ayudaría a la descontaminación significativa de las
aguas residuales al incorporar estos medios de doble capas estos mejorarían la
biofiltración facilitando la retención de partículas más grandes que pasen por el
biofiltro y ayudando al pulimiento y proceso de biofiltración con mayor tiempo para
reducir los componentes orgánicos o inorgánicos presentes.
Comparando esta información con el trabajo presente realizado se puede
describir que los medios adsorbentes como la zeolita y la antracita utilizados en
estos biofiltros ayudaban a disminuir parámetros como sólidos y pH mientras que
en la disminución de la turbidez y el color estos reducían significativamente.
Resultando que la arena en relación a la zeolita y la antracita es más efectiva
porque al tener componente como la magnetita se convierten en un material
altamente poroso y adsorbente ayudando a la retención de partículas de menor
tamaño, pero según referencias bibliográficas estas al encontrarse en ríos y playas
contienen trazas de minerales como magnesio, manganeso, calcio y potasio;
debido a esto es que el agua del T7 removió el color en gran porcentaje pero al
65
contener estos minerales como magnesio y calcio el agua tratada terminaba
teniendo una agua dura siendo una desventaja para la reducción de la dureza
presente en el agua residual textil, pero si aportaban a la reducción del porcentaje
del color y la turbidez en el agua residual textil.
66
6. Conclusión
Determinando sus análisis físico-química del agua residual proveniente de la
industria textil “Cartie” se concluyó en este estudio que el agua residual excedía los
límites máximo permisibles establecidas en las normas en descarga de agua para
cuerpos de agua dulce, sirviendo estos como referencia para las comparaciones de
las muestras tratadas de los diferentes tratamientos durante la biofiltración.
Respecto a la eficiencia del carbón activado de la piña con diferentes
componentes adsorbentes durante su biofiltración, para finalizar este proyecto
experimental se concluye tomando como referencia su testigo absoluto de la
muestra del agua residual textil en donde cada uno de los parámetros analizados,
siendo el color inicial de 52,20 donde redujo su color tomando en cuenta el T3 en
6,64 y en cuanto a los demás parámetros redujeron significativamente indicando
que el agua tratada es de buena calidad y siendo permitido para la descarga del
agua en el ambiente, en cuanto a los otros medios adsorbente incorporados en los
biofiltros estos fueron de gran ayuda en reducir parámetros tales como la dureza
tomando como referencia los T5 y T6, en cambio el T7 actuando como medio
adsorbente este solo redujo parámetros hasta la réplica 2, llegando a saturarse por
completo en las réplicas 3, 4 y 5; esto debiéndose a que pierden su capacidad de
adsorción estando solos como medio filtrante sin ninguna ayuda de otro material
poroso para retener contaminantes tales como la turbidez y el color.
Podemos concluir que el T3 es un medio adsorbente eficaz para tratar agua
residuales textiles, pero con la aplicación estadística InfoStat/L resulto que los
tratamientos tienen significancia entre los diferentes tratamientos dando como
resultado que si se acepta la hipótesis planteada en la tesis.
7. Recomendaciones
Se recomienda que durante las tomas de muestras del agua residual textil se
deben realizar análisis in situ para obtener datos como la temperatura, debido a que
estos son muy importantes para obtener datos reales y determinar en qué grados
el agua residual textil es vertida directamente y así conocer si causan daños en la
flora y fauna presente en el cuerpo hídrico.
También se recomienda identificar y recolectar otros tipos de residuos de frutas
como medios adsorbentes que se generan en otros mercados para ser utilizados
en la elaboración de carbones activados e incorporarlos en biofiltros para que les
den un valor agregado y no sean vertidos en depósitos a cielo abierto o
directamente en terrenos baldíos en donde no reciben ningún tratamiento,
generando efectos negativos en el ambiente.
Así mismo se recomienda realizar un control de los biofiltros para identificar qué
tiempo pueden ser útil en los tratamientos de aguas residuales y puedan ser
cambiados en tiempo considerables y para obtener mejores resultados en la
remoción de color en aguas residuales textiles se recomienda realizar un
pretratamiento incorporando carbón activado durante un lapso de tiempo en donde
se pueda realizar una agitación constante para posteriormente realizar la
biofiltración y remover en mayores porcentajes la contaminación del agua residual
textil.
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0C
76
9. Anexos
Tabla 7. Límite máximo permisibles para descarga de un cuerpo de agua.
Norma de calidad ambiental y descarga de efluentes: recurso agua: libro VI Anexo 1
Parámetros Expresado en Unidad
Límite máximo permisible
Aceites y Grasas. Sust. solubles en hexano mg/l 30,0
Coliformes Fecales NMP NMP/100 ml 2000
Color real 1 Color real unidades de color
Inapreciable en dilución: 1/20
Compuestos fenólicos Fenol mg/l 0,2
Cromo hexavalente Cr+6 mg/l 0,5
Demanda Bioquímica de Oxígeno (5 días)
DBO5
mg/l
100
Demanda Química de Oxígeno DQO mg/l 200
Materia flotante Visibles Ausencia
Mercurio total Hg mg/l 0,005
Níquel Ni mg/l 2,0
Nitrógeno amoniacal N mg/l 30,0
Nitrógeno Total Kjedahl N mg/l 50,0
Compuestos Organoclorados Organoclorados totales mg/l 0,05
Compuestos Organofosforados
Organofosforados totales mg/l 0,1
Plata Ag mg/l 0,1
Plomo Pb mg/l 0,2
Potencial de hidrógeno pH 6‐9
Selenio Se mg/l 0,1
Sólidos Suspendidos Totales SST mg/l 130
Sólidos totales ST mg/l 1 600
Sulfatos ‐ 2 SO4
mg/l 1000
Sulfuros S‐ 2 mg/l 0,5
Temperatura oC Condición natural ± 3
Tensoactivos Sustancias Activas al azul de metileno
mg/l 0,5
Tetracloruro de carbono Tetracloruro de carbono mg/l 1,0
1 La apreciación del color se estima sobre 10 cm de muestra diluida
77
Figura 9. Mapa satelital de la toma de muestras del agua residual textil. Urrutia, 2020.
Figura 10. Agua residual textil Cartie. Urrutia, 2020.
78
Figura 11. Muestra de agua residual textil.
Urrutia, 2020.
Figura 12. Análisis del pH y conductividad del agua residual textil.
Urrutia, 2020.
79
Figura 13. Determinación del color con el Software "ESPACIO CIELAB".
Urrutia, 2020.
Figura 14. Análisis de la turbidez NTU. Urrutia, 2020.
80
Figura 15. Análisis de la dureza. Urrutia, 2020.
Figura 16. Análisis de los sólidos disueltos totales.
Urrutia, 2020.
Figura 17. Recolección de los residuos de la piña en diferentes mercados.
Urrutia, 2020.
81
Figura 18. Proceso de secado de los residuos de la piña.
Urrutia, 2020.
Figura 19. Activación con ácido nítrico a los residuos de la piña.
Urrutia, 2020.
Figura 20. Calcinación de los residuos de la piña.
Urrutia, 2020.
82
Figura 21. Control del pH al carbón activado obtenido de la piña.
Urrutia, 2020.
Figura 22. Secado del carbón activado de piña para retirar el agua destilada.
Urrutia, 2020.
Figura 23. Soporte de los diferentes biofiltros. Urrutia, 2020.
83
Figura 24. Elaboración de los biofiltros con sus diferentes componentes.
Urrutia, 2020.
Figura 25. Aplicación del agua residual textil en los diferentes biofiltros.
Urrutia, 2020.
Figura 26. Muestras del agua tratada de los diferentes biofiltros.
Urrutia, 2020.
84
Figura 27. Control de temperatura para la obtención del carbón activado.
Urrutia, 2020.
Figura 28.Horno para obtener el carbón activado de los residuos de la
piña. Urrutia, 2020.
Figura 29. Análisis del agua de los diferentes tratamientos.
Urrutia, 2020.
85
Figura 30. Agua residual textil después de su biofiltración.
Urrutia, 2020.
Figura 31. Réplicas del agua residual textil después de su tratamiento.
Urrutia, 2020.
Figura 32. Analisis en el laboratorio de Ingenieria Ambiental. Urrutia, 2020.
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Figura 33. Tirillas utilizadas para medir dureza del agua residual tratada.
Urrutia, 2020.
Tabla 8. Componentes utilizados en la biofiltración del agua residual textil.
Trata
mient
os
Estratos orgánicos Peso de los
estratos
orgánicos
Volumen
del agua
residual
textil
Volumen del
envase
utilizado
1 C.A Res. de la piña 525 g 300 ml 1 L
2 C.A Res. de la piña, Zeolita
575 g 300 ml 1 L
3 C.A Res. de la piña, Antracita y arena
725 g 300 ml 1 L
4 C.A Res. de la piña, Antracita, Arena,
Zeolita
700 g 300 ml 1 L
5 Antracita 775 g 300 ml 1 L
6 Zeolita 700 g 300 ml 1 L
7 Arena 700 g 300 ml 1 L
Contenido de cada filtro durante la biofiltración con el carbón activado obtenido de los residuos de la piña. Urrutia, 2020.
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Figura 34. Análisis estadístico del pH en el programa InfoStad/L.
Urrutia, 2020.
Urrutia, 2020.
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Figura 35. Análisis estadístico de la conductividad en el programa InfoStad/L. Urrutia, 2020.
Urrutia, 2020.
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Figura 36. Análisis de los sólidos disueltos totales en el programa InfoStad/L. Urrutia, 2020.
Urrutia, 2020.
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Figura 37. Análisis estadístico de color en el programa InfoStad/L. Urrutia, 2020.
Urrutia, 2020.
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Figura 38. Análisis estadístico de la turbidez en el programa InfoStad/L.
Urrutia, 2020.
Urrutia, 2020.
