Articulo científico acerca del tratamiento de las aguas residuales a través de un biocatalizador en tanques anaerobios de flujo ascendente.

1. 2014
INSTITUTO UNIVERSITARIO
DE LA PAZ
SERGIO ANGARITA ORTIZ
CINDY JOHANNA MORENO LOZANO
ESCUELA DE INGENIERIA DE
PRODUCCION
BIOCATALIZADOR ORGANICO PARA EL
MEJORAMIENTO DE LAS CONDICIONES DE
LAS AGUAS RESIDUALES EN REACTORES ANAEROBIOS
DE FLUJO ASCENDENTE (UASB)
(Proceso mediante el cual se hace tratamiento a las aguas residuales en tanques anaerobios
con el fin de reducir su carga orgánica y cumplir con los porcentajes de remoción).

2. RESUMEN
El presente artículo de investigación es una propuesta del tratamiento con el
biocatalizador orgánico ECOCATALYST para el mejoramiento de las
condiciones físico-químicas de aguas residuales, solubilización de la materia
orgánica en el sistema anaerobio, permitiendo la remoción de carga y
cumplimiento de las normas ambientales.
Esta es una tecnología biodegradable que aplica el principio de catalizar,
oxidar y solubilizar la materia orgánica y las grasas dejando un impacto
positivo exitoso en muchos países del mundo.
Palabras clave: Solubilización, catalizar, oxidar.
1. INTRODUCCION
El agua es uno de los recursos vitales más importantes para el
funcionamiento y supervivencia de los seres vivos, pero este recurso a su
vez, es uno de los más escasos en algunas partes de la Biosfera; ya que con
el transcurrir del tiempo, el hombre se ha empeñado en malgastarla y
contaminarla. En nuestra Biosfera hay 1.500 millones de km3 de agua
aproximadamente; 1455 millones de km3 está en los mares y océanos, 30
millones de km3 están en los glaciares y zonas polares, 0.9 millones de km3
están en los ríos y lagos, 8.1 millones de km3 están en las aguas
subterráneas y el total de agua dulce en la Tierra son 39 millones de km3,
sólo 1.8 millones de km3 del agua de la Tierra es apta para ser
potabilizada.
Antiguamente cuando la población era menos densa, los niveles de
contaminación no afectaban tanto a las fuentes, ya que éstas por su caudal
eran capaces de diluir en un 80 % la materia orgánica. Sin embargo, la
población ha aumentado considerablemente y los desechos que se arrojan a
los cuerpos hídricos son muy altos deteriorando las cuencas.

3. Dichos vertimientos nos obligan a tomar medidas de control, ya que en
algunas regiones del país (Barrancabermeja, entre otras), debemos tomar
este recurso para suplir las necesidades de la población. 1
Yee-Batista, del
Banco Mundial, afirma que la situación es aún más compleja porque el “70%
de las aguas residuales de Latinoamérica no son tratadas. Sacamos el
agua, la usamos y la devolvemos a los ríos completamente contaminada”
afirma.
Esa es una realidad cada vez más cierta para Latinoamérica donde tres
cuartas partes de las aguas fecales o residuales vuelven a los ríos y otras
fuentes hídricas, creando un serio problema de salud pública y para el medio
ambiente, según advierten expertos del Banco Mundial.
También hay serias implicaciones ecológicas. Latinoamérica es una de las
regiones más biodiversas del mundo y es dueña nada menos que de un
tercio de las fuentes de agua del mundo.
Esto nos obliga a crear sistemas de tratamiento para reducir en gran parte la
cargar orgánica de dichas aguas.
En algunas partes de nuestro país se cuenta con sistemas de tratamiento de
aguas residuales. Uno de los más complejos y efectivos son los llamados
Reactores Anaerobios UASB de Flujo Ascendente.
Estos reactores son tanques con especificaciones técnicas determinadas que
constan de un material orgánico (bacterias Anaerobias), las cuales cumplen
con determinadas funciones, entre ellas, la de degradar la materia orgánica
del agua y liberar biogás a fin de reducir al máximo su carga contaminante.

4. 2. OBJETIVO GENERAL
Dar a conocer el proceso mediante el cual se puede hacer Biorremediación a
través de un Catalizador Orgánico “Ecocatalyst” que permite mejorar la
remoción de DBO, DQO, SST de los sistemas de tratamiento de aguas
residuales en REACTORES UASB.
3. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Identificar las diferentes etapas del tratamiento en la aplicación del
producto “Ecocatalyst”
Verificar mediante parámetros físico-químicos la remoción de carga y
realizar un análisis comparativo.
Conocer la aplicación de esta tecnología anaerobia que ha revolucionado
el tratamiento de aguas residuales en muchos países dejando optimos
resultados.

5. 4. MARCO TEORICO
4.1 LOS REACTORES “U.A.S.B.” DE FLUJO ASCENDENTE (UPFLOW
ANAEROBIC SLUDGE BLANKET).
Los fundamentos de los reactores “U.A.S.B.” (Upflow Anaerobic Sludge
Blanket) fueron concebidos durante los años 1970, por el profesor Gatze
Lettinga de la Universidad de Wageningen en Holanda. Esta sigla se refiere a
los Reactores Anaerobios de Flujo Ascendente, o RAFA en su traducción
española. La tecnología UASB fue desarrollada comercialmente durante los
años 1980 en Europa para el tratamiento de efluentes industriales, cuyas
temperaturas normalmente son tibias, propias de las fermentaciones
anaerobias, y en concentraciones de DBO superiores a 1.000 ppm. A mayor
concentración en DBO, mayor competitividad económica, versus las
tecnologías tradicionales de lodos activados. Por el factor limitante de
temperatura y el de concentración en DBO, se había recomendado siempre
el uso de reactores UASB, en donde hubiera una baja relación entre SS y
DQO, así como entre grasas y DQO. Por estas razones, la tecnología UASB
no había sido imaginada inicialmente, para ser aplicada en el tratamiento de
las aguas residuales domésticas.

6. 4.2 LOS BOC´S
Los productos BOC están basados en una avanzada tecnología que utiliza
una única combinación de bio-surfactantes, emulsionantes, estabilizadores
orgánicos, minerales y biocatalizadores libre de células que catalizan la
degradación natural de contaminantes orgánicos a tasas más altas de lo
normal. Este biocatalizador se presenta en forma de líquido concentrado, el
cual al mezclarse con todo tipo de aguas, trabaja con las bacterias
presentes para lograr la degradación de los contaminantes. Los BOC no
contienen bacterias.
Los BOC son producidos de Estados Unidos con tecnología propia. Estos se
derivan de plantas y minerales, no son tóxicos y son biodegradables,
muestran una significativa reducción de grasas y aceites, demanda biológica
de oxigeno (DBO), demanda química de oxigeno (DQO), sólidos
suspendidos totales (SST), volumen de lodos y aumento del oxigeno disuelto
(OD). La adicción de los productos provee una significativa reducción o
eliminación de olores nocivos tales como sulfuro de hidrógeno, amoniaco,
mercaptanos y otros olores asociados a la descomposición de residuos
orgánicos. Los productos finales del proceso completo de desglose son
dióxido de carbono, agua y sales. El incremento en el oxigeno disuelto se da
a través de la formación de micro burbujas, dando como resultando el
aumento de la eficiencia en la aireación por la dispersión del oxigeno en el
agua en presencia de cualquier aireación natural o mecánica de la superficie.
Esta variedad de productos han sido clasificados como catalizadores porque
aceleran y mejoran la eficiencia de ambas reacciones, químicas y biológicas.
Los productos contienen catalizadores derivados biológicamente,
substancias químicas que modifican la superficie, cadenas de proteínas que
actúan como plataforma para reacciones y factores estimuladores de
oxidación biológica convencional.
Los productos de BOC mejoran la purificación del agua a través de varios
mecanismos:

7. • Mayor solubilidad de los compuestos hidro-fóbicos en las aguas residuales,
• Mejor difusión de gas al incrementar los niveles de oxígeno disuelto,
• Interacción iónica acelerada que cataliza la separación de desechos,
• Activación de biomasa en la oxidación convencional de agua residual.
4.3 Beneficios de los BOC’s
BOCs proporcionan beneficios tecnológicos y económicos cuando se usan
por si mismos o junto con otras tecnologías de tratamiento de aguas
residuales. Algunas de las ventajas son:
• No contienen tóxicos, no irritan, no son inflamables y son 100%
biodegradables (ofrecen seguridad),
• Incrementan la solubilidad de desechos orgánicos e inorgánicos,
• Catalizan agresivamente la destrucción de desechos bajo condiciones
moderadas.
• Incrementan el nivel de oxígeno disuelto,
• Reducen la demanda biológica de oxígeno (DBO),
• Reducen la demanda química de oxígeno (DQO),
• Reducen el total de sólidos suspendidos (TSS),
• Incrementan la capacidad de los sistemas de tratado de desechos;
• Reduce la necesidad de mantenimiento de trampas, colectores de aceite y
conductos porque eliminan la acumulación de grasas y aceites.

8. 5. MECANISMO DE ACCION
5.1 CATALIZACION: Reduce la cantidad de energía requerida para que
ocurran reacciones biológicas o químicas, después participa repetidamente
en estas reacciones mientras reducen el tiempo y la velocidad requerida para
conversión (multiplica el proceso de descomposición natural mas de 100
veces).
5.2 SOLUBILIDAD: Porque solubilizar rompe cadenas moleculares, los
BOCs le permiten a la bacteria existente consumir y procesar las cosas
naturalmente.
5.3 OXIGENACION Crea micro burbujas que incrementan la cantidad de
oxígeno disuelto y la cantidad de oxígeno disuelto es lo que permite el éxito
de reacciones aeróbicas que aceleran el proceso de descomposición.
6. METODOLOGIA
6.1 Fase I: DOSIFICACION
La prueba tendrá una duración de (30) días, periodo durante el cual se
dosificara de manera continúa el BOC Ecocatalyst en los siguientes puntos:
1. Entrada principal del efluente proveniente de procesos a la trampa de
Grasas ubicada dentro de la planta que alimenta el reactor UASB.
Para este punto se utilizara la siguiente dosificación:

9. CALCULO CAMPOLLO
Parámetros Lt x seg m3 hora día días DQ0 Gran Total
caudal 20 72 1728
horas 24
ppm litros hora día 5
Producto 20 1,44 34,560 173 173
costo $ kg 25000 36000 864000 $4.320.000 0 $4.320.000
5
Producto 15 1,08 25,9 130 0 302
costo $ kg 25000 27000 648000 $3.240.000 0 $7.560.000
10
Producto 10 0,72 17,3 173 0 475
costo $ kg 25000 18000 432000 $4.320.000 0 $11.880.000
10
Producto 5 0,36 8,6 86 0 562
costo $ kg 25000 9000 216000 $2.160.000 0 $14.040.000

10. 6.2 ELEMENTOS PARA LA PREPARACION DEL PRODUCTO:
 Tanque plástico de 200 litros.
 Válvula de ½ pulgada en acero inoxidable.
 Niple roscado en acero inoxidable de ½ pulgada.
 bomba dosificadora
PREPARACION:
1. Se utilizara 34,5kg (20ppm x 20lt/seg) de Producto Ecocatalyst puro
y se disolverá en 200 litros de agua potable y se dosificara por 24 horas
durante 5 días Total Kilos prueba 5 días 173kg.
2. Se utilizara 25,9kg (15ppm x20lt/seg) de producto EcoCatalys puro y
se disolverá en 200 litros de agua potable y se dosificara por 24 horas
durante 5 días Total Kilos prueba 5 días 130kg.
3. Se utilizara 17,3kg (10ppm x20lt/seg) de producto EcoCatalys puro y
se disolverá en 200 litros de agua potable y se dosificara por 24 horas
durante 10 días Total Kilos prueba 10 días 173kg.
4. Se utilizara 8,6kg (5ppm x20lt/seg) de producto EcoCatalys puro y se
disolverá en 200 litros de agua potable y se dosificara por 24 horas durante
10 días Total Kilos prueba 10 días 86kg.
Este costo de tratamiento es el necesario para la recuperación del sistema
en 30 días, para el siguiente se evaluara los resultados para definir una dosis
que mantenga estabilizado el sistema.
Flujo de solución de Ecocatalyst a dosificar: 139 ml/minuto.
Nota: Se debe tener en cuenta las fluctuaciones del caudal durante el
tiempo de prueba.
5. Se debe cerrar la válvula del tanque de solución cuando se suspenda
el vertimiento de aguas residuales a través del canal.

11. 6. Aspersión solución al 1% sobre los puntos que generan olores y moscas.
7. El producto se preparara en un sistema de aspersión que suministre
una buena nebulización sobre el punto a aplicar.
PREPARACION: Se utilizan 200 ml de producto puro y se disuelven en
20 litros de agua potable.
7. EXPERIENCIAS CON ECOCATALYST:
Este producto se ha utilizado en las siguientes plantas:
MAC POLLO PLANTA DE HARINAS
AVICAMPO AVICOLA EL MADROÑO
DISTRAVES PLANTA DIAMANTE
LABORATORIOS PROCAPS
FRESKALECHE S.A CESAR
INGENIO PROVIDENCIA VALLE DEL CAUCA
GRADESA S.A CIENAGA MAGDALENA
FRIGORIFICO FONDO GANADERO
COOLECHERA
LACTEOS EL ZARZAL entre otras

12. 8. RESULTADOS
APLICACIÓN DE ECOCATALYST A AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES
AVIDESA MAC POLLO S.A. PLANTA DE HARINAS
TEMPERATURA
CI: colector inicial; TG: Trampa De Grasas; EU: Entrada UASB; SU: Salida
UASB; VN; Vertido Quebrada Las Navas
FECHA HORA CI TG EU SU SP VN
05/03/2009 10:04 51,9 39,8 40,3 33,7 42,8 48,3
06/03/2009 11:50 45,1 42,3 40,5 44,2 33,6 42,5
12/03/2009 11:15 42 44,4 44,8 44 31,1 39,8
20/03/2009 11:28 42,5 44,6 38,6 39,3 29,5 39,6
25/03/2009 9:15 45,5 43,2 38,3 41,2 29,4 38
25/03/2009 9:53 50,1 49,2 48 45,9 29,6 42,1
03/04/2009 8:47 44,2 43,5 42,2 38,4 29,5 36,8
15/04/2009 8:48 39,3 40 38,5 39,8 29,7 36,9
04/05/2009 12:00 37,6 37,2 39,1 35,5 34,5 37,2
11/05/2009 9:30 38 38,5 39,5 34,9 34,7 33,7
PROMEDIO 43,62 42,27 40,98 39,69 32,44 39,49
APLICACIÓN ECOCATALYST
14/05/2009 8:05 49,9 48,5 40,6 40,6 36,8 35,2
18/05/2009 10:40 44 42,5 38,3 40 35,8 34,3
01/06/2009 10:30 36,8 34,6 37,8 37,5 37,7 36,4
PROMEDIO 43,56667 41,86667 38,9 39,36667 36,76667 35,3