purificación de agua por medio de filtros lentos de arena en la

purificación de agua por medio de filtros lentos de arena en la

”PURIFICACIÓN DE AGUA POR MEDIO DE
FILTROS LENTOS DE ARENA EN LA
COMUNIDAD DE KUYCHIRO” - CUSCO
POR:
HONORIO BARRIENTOS ECHEGARAY *
JONNY TELLO YARIN *
CONSUELO TITO PACHECO *
MARIBEL PALOMINO GAMARRA *
* PROFESORES DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO – DEPARTAMENTO
ACADÉMICO DE FÍSICA- LABORATORIO
DE CALORIMETRÍA Y MEDIO AMBIENTE.
ASPECTOS GENERALES
Según INEI La comunidad de Kuychiro atraviesa por un alto deterioro en sus condiciones de vida
encontrándose en una situación de abandono, pobreza y marginación, siendo uno de los sectores
más vulnerables los niños, quienes son afectados por los bajos niveles educativos, desnutrición y
enfermedades (estomacales y cutáneas causadas por el agua).
Los principales contaminantes de este río son:
• El sistema de desagüe de las viviendas que desembocan en el mismo río en un 88% y el 12% de
la población que utiliza pozo negro o ciego.
• Desperdicios orgánicos e inorgánicos que desecha la población en un 100%.
Teniendo como consecuencia la proliferación de coliformes fecales y totales en porcentajes
elevados.
Es por esto que hace falta un estudio de los niveles de contaminación del agua que consumen (río);
e implementar un método que nos permita mejorar su calidad eliminando las bacterias que son la
principal causa de las enfermedades, por tal motivo nos hacemos la siguiente pregunta. ¿La
filtración lenta de arena será un método efectivo para bajar los niveles de contaminación en el río y
así obtener agua apta para el consumo humano? El uso de la filtración en el tratamiento del agua no
es reciente, conociendo que la primera instalación de filtración en arena fue construida en el siglo
XIX en Inglaterra, dichas instalaciones filtraban agua sometida a los procesos de coagulación,
floculación y sedimentación. Hasta 1950 muy poco se había avanzado en el proceso de filtración
considerándose dos condiciones:
• Que la carga hidráulica disponible se utilizará totalmente.
• Que la concentración de los sólidos en el agua filtrada alcanzará un valor predeterminado
La operación ideal era aquella en que las dos condiciones ocurrían simultáneamente.
Estos tipos de filtro también son usados en zonas rurales de diversas partes del mundo.
Específicamente, en el distrito de Santiago se implemento el programa de Saneamiento Básico y
Nutrición teniendo como sub programa la Construcción de Sistema de Abastecimiento de Agua
potable y desagüe, siendo favorecido en el primer ítem un en 60% y en el segundo (instalación de
tuberías de desagüe) en un 0% de la población, además del sub programa de Infraestructura y
Promoción de Servicios de Salud (Postas Sanitarias) las cuales cuentan con la infraestructura pero
no con la implementación ni la atención.
OBJETIVOS GENERALES
Purificar las aguas del río Kuychiro contaminado para consumo humano por El método de
filtración lenta de arena y verificar que pueda utilizarse para consumo humano.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Evaluar el
grado de contaminación del agua mediante un análisis físico-químico y
microbiológico de las muestras obtenidas del río Kuychiro.
• Diseñar, construir el filtro lento de arena.
• Comparar el grado de contaminación antes y después de la filtración, comprobando la eficiencia
de este método de Filtro Lento de Arena y purificando por medio de la cloración.
• Promover este proyecto en la comunidad de Kuychiro y en lugares donde no cuenten con el
suministro de agua potable, y tengan una fuente de agua aprovechable para consumo humano
(manante, río, etc.).
JUSTIFICACIÓN
El agua dulce es un recurso limitado. La proporción utilizable de este recurso es menor al 1% del
total y 0.01% de todo el agua sobre la tierra (UNEP). Según la OMS, cada año mueren casi tres
millones y medio de seres humanos, y en su mayoría niños con enfermedades diarreicas agudas
(EDA) que son frecuentemente originadas por falta de servicios de agua. Los factores que agudizan
el problema de desabastecimiento de aguas son: el crecimiento imparable de la población y el efecto
invernadero que acelera la desertificación de muchas zonas alrededor del planeta, afectando tanto el
ciclo hídrico como al cambio climático y reduciendo la media de precipitaciones esperadas en
regiones ya desiertas o semi-desiertas. Por esta razón se establecen técnicas y estrategias que
ayudarán el proceso de la purificación de agua para el consumo humano, una de estas técnicas es el
uso de filtros lentos de arena que son sistemas sencillos y efectivos, donde el agua pasa a través de
lechos de capas de grava arena de diferentes tamaños las cuales retienen las impurezas y patógenos
que contienen.
CARACTERÍSTICAS DEL AGUA FÍSICOS Y QUÍMICOS
• LA DENSIDAD. significa la masa de cierta cantidad de agua. (Kg/m3).
• CONDUCTIVIDAD. cantidad de electricidad el agua puede conducir.
• CARACTERÍSTICAS TERMALES. Se refiere a la temperatura de cambio de estado
• VISCOSIDAD. Determina la movilidad del agua. la viscosidad disminuye al aumentar la
temperatura, es menos móvil en temperaturas más altas.
• ABSORCIÓN DE LUZ. Es la cantidad de luz que el agua absorber en un intervalo de tiempo.
• El pH. tiene su propia escala, funcionando para arriba a partir de 1 a 14. El pH
demuestra si una sustancia es ácido (pH 1-6), neutro (pH 7) o básico
(pH 8-14).
• ALCALINIDAD. Es la capacidad del agua de neutralizar un ácido o una base, de modo que el
pH del agua no cambie.
CARACTERÍSTICAS TÉRMICAS DEL AGUA
• El agua tiene una de las más altas capacidades especificas, lo que la transforma en un sumidero
de calor, consecuentemente, grandes masas de aguas tienen un efecto regulador de la temperatura
ambiente.
• El agua tiene un calor latente de vaporización alto de 539 Cal/gr a 100ºC y 1 atm.
• Calor requerido para pasar de sólido a liquido 80 cal/g, a 0 ºC y 1atm
DIFERENTES CAPACIDADES ESPECÍFICAS DEL AGUA
EN SUS TRES ESTADOS
Estado
Ce (cal/gr.oC)
Ce (KJ/Kg oK)
Ce(BTU/lb. oF)
Liquido
1
4,18
1
Sólido
0,5
2,09
0,5
Vapor (a 1 atm)
0,462
1,93
0,462
CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS DEL AGUA
•
Los microorganismos son especies vivientes de tamaños microscópicos
•
Se califica en un tercer reino llamado Protista.
•
Tamaño promedio de los Microorganismos
– Tamaño : 10 – 6 m = 1µm
– Peso < 10-12 gr
CONTAMINACIÓN DEL AGUA
CONTAMINANTES ORGÁNICOS MAS FRECUENTES
FUENTE O ACTIVIDAD
CONTAMINANTE ORGÁNICO
Desechos humanos
Excremento, urea
Desechos alimenticios
Azucares, almidones, alcoholes, grasas, Aceites, etc.
Basura
Papel, cáscaras, hojas de té, Café molido
Misceláneos
Jabones, detergentes, shampoos
Agricultura
Pesticidas
Actividades industriales
Son los importantes y más variados
Farmacéutica y petrolera
Gama enorme de diferentes
Contaminantes, cada uno en una concentración pequeña
Otras industriales
- Procesadora de papel
- Faenadora de aves
- Manufacturas de
alimentos
Producen generalmente concentraciones muy elevadas de un único tipo
de contaminantes
Celulosa
Sangre
Azucares
ENFERMEDADES TRANSMITIDAS POR EL AGUA
La población de escasos recursos económicos sufre frecuentemente enfermedades vinculadas a la
falta de agua limpia y de servicios de saneamiento, entre ellas el EDA (enfermedades diarreicas
agudas) y enfermedades cutáneas que juntas son responsables especialmente de la mortandad en
niños y ancianos en un 26% a nivel mundial. El agua puede transmitir enfermedades entéricas
(intestinales), debido al contacto con desechos humanos o de animales, es la fuente principal de
patógenos entéricos: excrementos y otros desechos eliminados por humanos enfermos y sus
animales huéspedes.
Las enfermedades hídricas más importantes son producidas por:
• Bacterias: Shigella, Salmonella y Escherichia, citrobacter, enterobacter, aerogenas, etc.
• Virus: aquellos relacionados con la Hepatitis y la Gastroenteritis
• Protozoos: Giardia Lambia, Entamoeba Histolytica.
FILTRACIÓN
La filtración es el proceso mediante el cual el agua es separada de la materia en suspensión
haciéndola pasar a través de una sustancia porosa. En la práctica este material poroso es
generalmente arena.
Hay dos tipos de filtros de arena los de acción lenta y los de acción rápida.
En los filtros lentos, el agua pasa por gravedad a través de la arena a baja velocidad, la separación
de los materiales sólidos se efectúa al pasar el agua por los poros de la capa filtrante y adherirse las
partículas a los granos de arena.
Filtros rápidos de arena, El principal carácter distintivo estos filtros, consiste en la eliminación de
partículas en suspensión, relativamente grandes por procesos físicos, durante esta operación estos
sólidos son acumulados en la parte superior del medio filtrante. Es mas, los filtros de arena de
acción rápida requieren limpiarse mediante una operación de reflujo un tanto complicado.
MECANISMOS DE FILTRACIÓN
La filtración es usualmente considerada como el resultado de dos mecanismos distintos, pero
complementarios: Transporte y adherencia.
Los mecanismos que pueden realizar transporte son los siguientes:
• Cernido
• Sedimentación
• Intercepción
• Difusión
• Impacto inercial
• Acción hidrodinámica
Los mecanismos de adherencia son los siguientes:
• Interacción de las Fuerzas Electrostáticas y de Van der Waals
• Enlace químico entre las partículas y la superficie de los granos
FACTORES QUE INFLUYEN LA FILTRACIÓN
• Tamaño de las partículas suspendida
• Densidad de las partículas suspendidas
• Resistencia y dureza de los de las particulas suspendidas (floculos)
• Temperatura del agua a filtrar
• Concentración de partículas suspendidas en el afluente
• Potencial zeta de la suspensión
• pH del afluente.
CARACTERÍSTICAS DEL MEDIO FILTRANTE
• TIPO DEL MEDIO FILTRANTE
Un medio filtrante ideal es aquel de una determinada granulometría y granos de un cierto peso
específico que requiere una cantidad mínima de agua para ser lavado específicamente y que es
capaz de remover la mayor cantidad posible de partículas
suspendidas, produciendo un
efluente de buena calidad.
• CARACTERÍSTICAS GRANULOMÉTRICAS DEL MATERIAL FILTRANTE
- Tamaño efectivo
- Coeficiente de uniformidad
- Forma
- Peso específico
• EL ESPESOR DE LA CAPA FILTRANTE
• CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS
- Tasa de filtración
- Calidad del efluente
- Carga hidráulica disponible
- El método de control de los filtros
VENTAJAS DE LOS FILTROS LENTOS
La filtración lenta en arena tiene muchas ventajas
• Mejora simultánea en la calidad física, química y bacteriológica del agua, con un número de
ventajas especiales para los países en desarrollo tales como el nuestro.
• La eficacia en la eliminación de bacterias totales es igual que en los filtros rápidos.
• No se necesitan compuestos químicos.
• La operación y mantenimiento pueden ser llevados a cabo por mano de obra semiespecializada.
• El proceso de filtración es llevado a cabo por gravedad; no hay otras partes mecánicas que
precisen de energía para funcionar.
• El manejo de lodos no causa problemas; las cantidades de lodos son pequeñas tiene muy alto
contenido de materia seca.
OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE FILTRO LENTOS DE ARENA
Todas las actividades de operación y mantenimiento pueden ser desarrolladas por mano de obra
local.
TABLA DEL CENTRO INTERNACIONAL DE REFERENCIA PARA ABASTECIMIENTO
PUBLICO DE AGUA DE LA OMS
Parámetro
Efecto Purificador
Materia
orgánica
Los filtros lentos de arena producen un efluente claro, virtualmente libre de materia
orgánica.
Bacteria
Puede eliminarse entre el 99% y 99.99% de bacterias patógenas, las cercarias de
esquistozoma, los quistes y huevos son eliminados aun con mayor grado. E. Coli
reduce entre 99% y 99.9%.
Virus
En un filtro lento ya maduro los virus se elimina en forma virtualmente total
Color
El color se reduce en forma significativa.
Turbiedad
Puede tolerarse en el agua cruda turbiedades de 100 – 200 NTU solo por unos
pocos días turbiedades de más de 50 NTU son aceptables solo para unas pocas
semanas: de preferencia, la turbiedad de agua debe ser menor de 5 NTU, para un
filtro lento diseñado y operado con propiedad, la turbiedad del efluente será menor
de 1 NTU.
TOMA DE DATOS, MATERIALES, DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL FILTRO LENTO
DE ARENA
INFORMACIÓN REFERENCIAL
GENERALIDADES
Kuychiro, cuenta con una población de 428
habitantes esta ubicada en el distrito de
Santiago. Es el lugar donde se efectuaron las
pruebas necesarias para esta investigación
basada en la evaluación de la falta de agua
potable y de la situación económica en que se
encuentra esta comunidad, ya que no cuentan
con los recursos necesarios para abastecer al
100% sus necesidades básicas.
UBICACIÓN GEOGRÁFICA
Latitud
Longitud
Altitud
13o 31’ 26” S
71o 58’ 47” O
3663 msnm
DISPOSICIÓN DEL SERVICIO DE AGUA
• En esta comunidad la mayoría de los habitantes cuentan con el servicio de agua potable
(restringido) pero, una parte de ésta (especialmente periferia) consumen agua del río.
• Los habitantes de este poblado en un 100% utilizan las aguas del rió Kuychiro para la irrigación
de sus plantaciones, alimentación y aseo de sus animales, lavado de vegetales, que luego serán
comercializados en el Cusco.
El uso sin tratamiento de esta agua no es recomendable para el consumo humano por el alto
contenido de coliformes totales y termotolerantes que son causantes de muchas enfermedades en
esta zona.
ENCUESTAS REALIZADAS
A LA POBLACIÓN
• Hay consumo de agua del río.
• El uso de esta agua para su consumo les produce enfermedades estomacales, cutáneas, etc.
• Falta de interés de las autoridades competentes de abastecer agua en un 100%, brindarles servicio
de limpieza pública y desagüe.
• Son consientes que contaminan las aguas del río Kuychiro arrojando sus desperdicios orgánicos e
inorgánicos.
• Aceptación de nuevas formas de abastecer de agua potable para su consumo.
• Aceptación de los pobladores de capacitarse en esta nueva forma de abastecerse de este suministro
básico.
AL CENTRO DE SALUD
• No cuentan con un Centro de Salud teniendo una población de 107 familias.
• Se atienden en los Centros de Salud más cercanos: Belempampa, Hospital Antonio Lorena, posta
de Zarzuela.
• No cuentan con ninguna información del grado de contaminación del río, ni la forma de prevenir
estos niveles de contaminación.
• No llevan ningún control acerca de las enfermedades estomacales (EDA), ni cutáneas.
• No cuentan con ninguna información sobre la mortandad en este poblado producido por el EDA u
otras enfermedades.
LA MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE SANTIAGO.- No se cuenta con servicio de limpieza
pública y tampoco reciben orientación de cómo desechar sus desperdicios sin contaminar el medio
donde viven.
No se cuenta con servicio de desagüe en el poblado.
La Municipalidad no cuenta con información sobre los niveles de contaminación de este río.
No existe ninguna institución en el poblado que se interese sobre los niveles de contaminación en la
que vive este poblado.
Luego de realizadas las encuestas y ver los resultados podemos afirmar que es necesario
implementar una forma de mejorar la calidad del agua del rio Kuychiro, y así poder mejorar las
condiciones de vida de este poblado es por esto que se implementa este proyecto.
ESTUDIO DE LAS AGUAS DEL RIO KUYCHIRO
Las aguas del río se encuentran alteradas por la presencia de residuos sólidos y desmonte arrojado
de forma irresponsable por los pobladores de las comunidades sin previo tratamiento que aminore el
impacto de contaminación y la zona agrícola que también contamina con fertilizantes químicos,
plaguicidas, etc., los cuales son arrastrados por las lluvias y aguas de regadío, que finalmente llega
al referido río, provocando un alto grado de contaminación de las aguas y sus zonas de influencia,
esta agua fueron sometidas a un análisis físico-químico y microbiológico cuyos resultados se
presentan a continuación.
Análisis Microbiológico
Cuadro Nro. 01
CARACTERÍSTICA
CANTIDAD
NMP de coliformes
Totales/100ml
1100
NMP de coliformes Termotolerantes
(fecales)/100ml
460
Análisis Físico-Químico
Cuadro Nro. 02
CARACTERÍSTICAS
FÍSICO - QUÍMICAS
Turbidez NTU
pH
C.E. uS/cm
Dureza ppm CaCO3
Calcio ppm
Magnesio ppm
Cloruros ppm
Sulfatos ppm
Bicarbonatos ppm
Hierro ppm
Sólidos disueltos ppm
VALOR
1.80
7,72
114,00
74,10
22,04
4,14
3,90
16,10
59,60
0,055
122,50
Cuadro Nro. 03
NIVELES DE CALIDAD DE AGUA PRODUCIDA POR SEDAQOSQO Y PARAMENTROS
EXIGIDOS POR LA ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD
LIMITES
PARÁMETROS
UNIDAD
Organización Mundial
de la Salud (O. M. S)
1
2
SEDAQOSQO
VALOR OBTENIDO
FÍSICOS
Turbiedad
Temperatura
Color
U.T.N
5,00
2,50
0,70
O
C
15,00
U.C
5,00
50,00
5,00
7,0 -8,5
6,5-9,2
7,49
mg/l
500,00
1500,00
489,00
Cloro residual
pm
0,50
1,00
0,90
Dureza total
m/l
100,00
500,00
186,00
Calcio
m/l
0,00
200,00
68,00
Cloruros
m/l
200,00
250,00
13,00
Hierro
m/l
0,10
0,30
0,20
Sulfato
m/l
200,00
400,00
119,00
Dióxido de Carbono
m/l
Magnesio
m/l
Alcalinidad Total CaCO3
m/l
pH
Sólidos totales
QUÍMICOS
4,80
0,00
200,00
3,40
88,00
Cuadro Nro. 04
NIVELES DE CALIDAD DE AGUA PRODUCIDA POR SEDAQOSQO Y PARAMENTROS
EXIGIDOS POR LA ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD
PARAMETROS
UNIDAD
LIMITES
Organización Mundial de la
Salud (O. M. S)
SEDAQOSQO
1
2
VALOR OBTENIDO
BACTERIOLOGICO
Coliformes Totales 100 cc
NMP
0
0
0
Coliformes fecales 100 cc
NMP
0
0
0
Al mismo tiempo se encontró un manante que desemboca al rio cuyos análisis puede
verse a continuación
Cuadro Nº 05
CARACTERÍSTICA
RIO
MANANTE
NMP de coliformes Totales/100ml
1100
460
NMP de coliformes Termotolerantes (fecales)/100ml
460
150
Análisis Físico-Químico
Cuadro Nº 06
CARACTERÍSTICAS
Río Kuychiro
(salida)
Manante
pH
6,86
7,11
C.E. uS/cm
920,00
1286,00
Dureza ppm CaCO3
594,00
848,80
Calcio pmm
167,20
235,60
Magnesio ppm
38,68
57,50
Cloruros ppm
86,60
275,50
Sulfatos ppm
394,20
370,10
Bicarbonatos ppm
147,50
182,60
Hierro ppm
0,145
0,160
Sólidos disueltos ppm
960,00
1311,00
PARTES DEL FILTRO LENTO DE ARENA
VÁLVULA FLOTADORA
DIFUSOR
TUBERÍA DE DRENAJE
RECIPIENTE
GEOTEXTIL
TUBERÍAS DE ABASTECIMIENTO DE
AGUA
TANQUE DE ALMACENAMIENTO
CONSTRUCCIÓN DEL FILTRO LENTO DE ARENA INSTALACIÓN DEL LECHO
FILTRANTE
GRAVA EN EL DENTRO DEL FILTRO
ARENA GRUESA DENTRO
DEL FILTRO
CON AGUA
ARENA FINA
DENTRO DEL FILTRO
CON AGUA
CON AGUA
INSTALACIÓN DEL DIFUSOR Y GEOTEXTIL
GEOTEXTIL Y DIFUSOR
F. L. A. COMPLETO
DIFUSOR Y GEOTEXTIL EN EL F. L. A,
FILTRO LENTO DE ARENA
PROPIEDADES FÍSICAS DE ALGUNOS MATERIALES UTILIZADOS
– Arena, tiene una densidad de 2,5 gr/cm3 y la porosidad de este material es de 34,86%.
– Grava, tiene una densidad de 1,45 gr/cm3 y la porosidad de este material es de 44%.
– Arena gruesa, tiene una densidad de 1,86 gr/cm3 y la porosidad de este material es de 32,28%.
FILTRO LENTO DE ARENA ARMADO
Leyenda
FILTRO LENTO DE ARENA
1. Valvula Flotadora.
2. Geotextil
3. Difusor
4. Arena Fina
5. Arena Gruesa
6. Grava
7. Tubería de drenaje
8. Tubería de abastecimiento
9. Tubo de oxigenación
10. Caño
11. Llave de paso
12. Tapa
13. Tubo de ingreso de agua
14. Sistema de almacenamiento
SISTEMA DE
GRAFICA Y ANÁLISIS DE DATOS DE LA ELIMINACIÓN DE LAS PARTÍCULAS
EN FUNCIÓN DEL TIEMPO
El cuadro podemos observar el resumen de los resultados de los análisis microbiológicos
Cuadro Nro. 07
Característica
Río
Kuychiro
Tratamiento
Con F.L.A.
(05 Días)
Tratamiento
Con F.L.A.
(10 Días)
Tratamiento
Con F.L.A.
(10 Días- Clorado)
NMP de coniformes
Totales/100ml
1100
460
210
0
NMP de coniformes
termotolerantes(fecales)/100m
460
240
150
0
Los parámetros para realizar la grafica del examen microbiológico, efectuadas en las aguas del río
Kuychiro, antes y después de la filtración con el F. L. A.
Cuadro Nro. 08
Tiempo (Días)
Coliformes Totales
0
1100
5
460
10
210
Linealización de Grafico Coliformes
Totales Vs Tiempo
y = -89x + 1035
R2 = 0,9398
Coliformes totales Vs tiempo
(gráfico linealizado)
Coliformes totales
1200
1000
800
600
400
200
0
0
2
4
6
Tiempo
8
10
12
GRAFICA DE COLIFORMES TERMOTOLERANTES VS. EL TIEMPO
COLIFORMES TERMOTOLERANTES
VS. TIEMPO
(GRAFICO LINEALIZADO)
Cuadro Nro 9
Días
Coliformes Termotolerantes
(Fecales)
0
460
5
240
10
150
Coliformes Termotolerantes vs. Tiempo
ANÁLISIS FÍSICO QUÍMICO
Como podemos ver en el cuadro las cantidades numéricas de los elementos existentes en el agua
antes en el proceso y después de la filtración, nos dan a entender que las aguas del rio Kuychiro son
aptas para el consumo humano ya que estas cifras están por debajo de las cantidades estándares
permisibles por la Organización Mundial de la Salud.
Cuadro Nro 10
CARACTERÍSTICAS
FÍSICO QUÍMICAS
Río
Kuychiro
(1era
muestra)
Turbidez
Filtro Lento de Arena
2da
Muestra
(inicio del
proceso)
3era
Muestra
(5 días)
4ta
Muestra
(10 días)
5ta
Muestra
(Clorado)
1.80
1.50
1.48
1.36
0.92
pH
7,72
7,90
6,90
7,02
7,25
C.E. uS/cm
114,00
113,00
113,00
109,00
109,00
Dureza ppmCaCO3
74,10
72.60
74,20
71,90
71,90
Calcio pmm
22,04
20,52
20,52
19,76
19,08
Magnesio ppm
4,14
4,69
5,15
5,01
5,43
Cloruros ppm
3,90
3,75
3,96
3,24
3,32
Sulfatos ppm
16,10
17,5
16,72
14,90
14,00
Bicarbonatos ppm
59,60
61,03
62,50
55,90
50,80
Hierro ppm
0,055
0,064
0,062
0,070
0,056
Sólidos disueltos ppm
122,50
124,20
120,80
116,60
114,70
EFICIENCIA DEL FILTRO LENTO DE ARENA
Para calcular la eficiencia del Filtro Lento de Arena, tomaremos en cuenta los datos del examen
físico químico el ítem de TURBIDEZ y del análisis microbiológico antes y despues de la filtración.
Calculo de eficiencia del filtro en la remoción de sólidos poco sedimentables (turbidez)
Eficiencia del filtro con = Turbidez del río Kuychiro – Turbidez después del filtrado
respecto a la turbidez con el F. L. A
La eficiencia de filtrado de la turbiedad, como podemos apreciar es de 24,44%.
n
= 1,80 −1,36
turb
n
= 0,44
turb
Calculamos
1,80 → 100%
0,44 → n
turb
n
=
turb
0,44 x100%
1,88
Calculo de la eficiencia del Filtro con los datos obtenidos del análisis microbiológico tomando en
cuenta los COLIFORMES TOTALES
Eficiencia de filtrado de = Coliformes Totales del - Coliformes Totales con F. L. A.
Coliformes Totales río Kuychiro
1100 CT → 100 %
890 CT → η %
η CT =
ηCT = 1100 − 210
890 CT × 100 %
1100 CT
η CT = 890
η CT = 80 ,91 %
La eficiencia de filtrado de los Coliformes Totales, como podemos apreciar es de 80,91%.
ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO
Cuadro Nro. 11
Características
Río
Kuychiro
NMP de coniformes
Totales/100ml
1100
Tratamiento
Con F. L. A.
(10 Días)
210
Calculo de la eficiencia del Filtro con los datos obtenidos del análisis microbiológico tomando en
cuenta los COLIFORMES TERMOTOLERANTES (fecales).
Eficiencia de filtrado de
Coliformes Termotolerantes
460 C . Fecales
→ 100 %
310 C . Fecales
→ η%
η CF % =
= Coliformes Fecales –
del río Kuychiro
Coliformes Fecales con F. L. A.
η CF = 460 − 150 = 310
310 Fecales × 100 %
460 Fecales
η CF % = 67 . 39 %
Como podemos apreciar que la eficiencia del filtro en remover los Coliformes fecales de las aguas
del río Kuychiro es: 67,39%
EXAMEN MICROBIOLÓGICO
Cuadro Nro. 12
Tratamiento
Característica
Río
Con F.L.A.
Kuychiro
(10 Días)
NMP de coniformes
460
150
termotolerantes(fecales)/100ml
RESUMEN COMPARATIVO DE LOS ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO Y FÍSICO QUÍMICO DE
LAS MUESTRAS DE AGUA DEL RIO KUYCHIRO.
En el siguiente cuadro se muestra los análisis (Físico Químico) de cada proceso de filtración.
Cuadro Nro. 13
CARACTERÍSTICAS
FÍSICO QUÍMICAS
Río
Kuychiro
1era
Muestra
Filtro Lento de Arena
Eficiencia del
F. A. L. (%)
2da
Muestra
(inicio del
proceso)
3da
Muestra
(5 días)
4ta
Muestra
(10 días)
5ta
Muestra
(Clorado)
Río Kuychiro
sin tratar
y 4ta muestra
tratada
Turbidez
1.80
1.50
1.48
1.36
0.92
24,6
pH
7,72
7,90
6,90
7,02
7,25
9,1
114,00
113,00
113,00
109,00
109,00
4,4
Dureza ppmCaCO
74,10
72.60
74,20
71,90
71,90
3
Calcio pmm
22,04
20,52
20,52
19,76
19,08
10,3
Cloruros ppm
3,90
3,75
3,96
3,24
3,32
16,9
Sulfatos ppm
16,10
17,5
16,72
14,90
14,00
13
Bicarbonatos ppm
59,60
61,03
62,50
55,90
50,80
13,9
Sólidos disueltos ppm
122,50
124,20
120,80
116,60
114,70
4,81
Característica
Río
Kuychiro
Tratamiento
Con F.L.A.
(05 Días)
Tratamiento
Con F.L.A.
(10 Días)
Tratamiento
Con F.L.A.
(10 DíasClorado)
Eficiencia del F.
A. L. (%) Río
Kuychiro sin
tratar
y a los 10 días del
filtrado
NMP de
coniformes
Totales/100ml
1100
460
210
0
80,91
NMP de
coniformes
Termotolerantes
(fecales) /100ml
460
240
150
0
67,39
C.E. uS/cm
3
CUADRO COMPARATIVO DE LA Nº 13 Y 3
CARACTERÍSTICAS
FÍSICO QUÍMICAS
Río
Kuychiro
1era
Muestra
Filtro Lento de Arena
2da
Muestra
(inicio del
proceso)
3da
Muestra
(5 días)
Eficiencia del F.
A. L. (%)
4ta
Muestra
(10 días)
5ta
Muestra
(Clorado)
Río Kuychiro
sin tratar
y 4ta muestra
tratada
Turbidez
1.80
1.50
1.48
1.36
0.92
24,6
pH
7,72
7,90
6,90
7,02
7,25
9,1
114,00
113,00
113,00
109,00
109,00
4,4
74,10
72.60
74,20
71,90
71,90
3
22,04
20,52
20,52
19,76
19,08
10,3
Cloruros ppm
3,90
3,75
3,96
3,24
3,32
16,9
Sulfatos ppm
16,10
17,5
16,72
14,90
14,00
13
Bicarbonatos ppm
59,60
61,03
62,50
55,90
50,80
13,9
122,50
124,20
120,80
116,60
114,70
4,81
C.E. uS/cm
Dureza ppmCaCO
3
Calcio pmm
Sólidos disueltos ppm
LIMITES
PARÁMETROS
UNIDAD
Organización Mundial de la
Salud (O. M. S)
1
2
SEDAQOSQO
VALOR OBTENIDO
FÍSICOS
Turbiedad
Temperatura
Color
U.T.N
5,00
2,50
O
C
U.C
0,70
15,00
5,00
50,00
5,00
7,0 -8,5
6,5-9,2
7,49
mg/l
500,00
1500,00
489,00
Cloro residual
pm
0,50
1,00
0,90
Dureza total
m/l
100,00
500,00
186,00
Calcio
m/l
0,00
200,00
68,00
Cloruros
m/l
200,00
250,00
13,00
Hierro
m/l
0,10
0,30
0,20
Sulfato
m/l
200,00
400,00
119,00
Dióxido de Carbono
m/l
Magnesio
m/l
Alcalinidad Total CaCO3
m/l
pH
Sólidos totales
QUÍMICOS
4,80
0,00
200,00
3,40
88,00
CONCLUSIONES
1. En el
análisis físico químico de las muestras de agua, se comprueba que estas cumplen con las
especificaciones técnicas para el consumo humano, considerando como aspecto principal la DUREZA de
la sustancia ya que debía estar bajo los niveles de aceptación establecidos por la OMS (Organización
Mundial de la Salud).
2. La utilización de filtros lentos de arena en la purificación del agua para su consumo es factible, puesto
que se ha comprobado mediante los análisis realizados (microbiológico) que los niveles de contaminación
bajaron en un porcentaje considerable de 80,91% en remoción de Coliformes Totales y en un 67,39% en
Coliformes Termotolerantes.
3. El modulo del FILTRO LENTO DE ARENA ha permitido obtener la cantidad de agua descontaminada
de 282, 53 litros durante 12 horas, contando con una caudal del afluente 1,2 l/s.
4. Los resultados obtenidos satisfacen al problema planteado mas corroborando con la encuesta realizada en
la Comunidad de Kuychiro.
5. Este proyecto de investigación permitió el desarrollo y avance de la ciencia en el campo de la tecnología,
asimismo nos permitió cumplir las expectativas esperadas.