Determination of t=
he
reduction of concentration of cr + 6 in water s=
amples
of the curtiembre the new world in the city of =
Ambato
using the cabuya as a biofilter at different le=
ngths
=
Luis Miguel
Santillán Quiroga. [1], =
Cesar Arturo Puente Guijarro. [2],<=
/span> Miguel
Ángel Osorio Rivera. [3=
]
Recibido: 10-02-2019 / Revisado: 15-0=
2-209
/Aceptado: 04-03-2019/ Publicado: 14-06-2019
The objetive was to
determine the reduction of Cr+6 concentration in the water samples of the “=
El
Nuevo Mundo” tannery using the andean Agavaceae=
Furcraea. The tannery is located in la Peninsula pari=
sh in
Ambato city.the research was done in the labora=
tory
of Water Quality of the Faculty of Science – ESPOCH. Two Bio-filters winth lengths of 0, 10 meters and sawdust type were
designed using sand, pumice and activaded carbón as a sewage filter bed, completely random samp=
les
were taken. The physical characterization of the water perfomed
at the beginning and the end, to determinate the concentrations and the
percentage of removal in both treatments Solids taking into account that the
Company does not perform any treatment to discharge to the sewage system. E=
ach
one of the Bio-filters had a storage tank connected to a pipe line and a
stopcock allowing the movement of the residual water to the bio-filter and =
to
the collection tank for treated water, the retention time was three hours, =
the
percentage of removal was calculated for the length of 0,10 meters: Cr+6, 4=
3 %,
Turbidity 32 %, Suspended Solids 27%, Electrical Coduc=
tivity
7 %. Sawdust type Cr+6, 67 %, Turbidity 75 %, Suspended Solids 37%, Electri=
cal Coductivity 4 %. The experimental desing
Anova of a factor was applied to determine if t=
here
are significant differences between the applied treatments: for the Cr+6 and
Conductivity can be chosen either of the two-filters because they are statidtically equal, for the removal of Turbidity and
Suspended Solids is best the agravaceae trearment sawdust type, and fot<=
/span>
the Ph there is no singificant difference betwenn agraceceae teatments. It is recommended to investigate with other
species that its structure contains a higher percentage of lignin
Keywords: Biotechnology, environment=
al
engineering, bioremediation, bio-filter, agavaceae (andeanfurcraea residual)
Resumen.
Se fue determino la reducción de concentración de =
Cr+6
en muestras de agua de la curtiembre “El Nuevo Mundo” ubicada en la parroqu=
ia
la Península, de la ciudad de Ambato utilizando la cabuya Furcraea
Andina. La investigación se llevó a cabo en el laboratorio de Análisis Técn=
icos
de la Facultad de Ciencias – ESPOCH. Se diseńaron dos biofiltros el primero=
con
cabuya de longitud de 0,10 m y el otro con cabuya triturada tipo aserrín
ańadiendo a cada uno de ellos arena, piedra pómez y carbón activado, tomand=
o muestras
aleatorias de cada uno. Se realizó la caracterización física del agua inici=
al y
final para determinar las concentraciones y el porcentaje de remoción en am=
bos
tratamientos para los siguientes parámetros: Cr+6, pH, conductividad eléctr=
ica,
turbiedad y sólidos suspendidos, considerando que la empresa no realiza
tratamiento a la descarga líquida antes de que esta ingrese al sistema de
alcantarillado público. Cada uno de los biofiltros estaba compuesto por un
tanque de almacenamiento conectado a una tubería con una llave de paso que
permite el traslado del agua residual al bilofiltro y
posteriormente al tanque de recolección del agua tratada. El tiempo de
retención fue de tres horas. Se calculó el porcentaje de remoción para la
longitud de 0,10 m de la cabuya, arrojándonos los siguientes valores: Cr+6 =
43
%, turbiedad 32%, sólidos suspendidos 27%, Conductividad eléctrica 7%.
Mientras que el porcentaje de remoción para la Cab=
uya
triturada tipo aserrín nos arrojó los siguientes valores: Cr+6 67%, turbied=
ad 75
%, Solidos Suspendidos 37%, Conductividad eléctrica 4%.
Para el diseńo experimental fue aplicado Anova de un factor para determinar si existen diferen=
cias
significativas entre los tratamientos empleados tanto para el Cr+6 como par=
a la
Conductividad, de donde se concluye que: ambos biofiltros presentan semejan=
zas
significativas es decir son estadísticamente iguales. Para la remoción de
turbiedad y sólidos suspendidos se obtuvo que el mejor tratamiento fue la
cabuya triturada tipo aserrín. Y para el pH no existió diferencia significa=
tiva
entre los dos tratamientos. Se recomienda investigar especies que contenga =
en
su estructura mayor porcentaje de lignina.
Palabras claves: Biotecnología,
ingeniería ambiental, Biorremediación, biofiltro cabuya (furcraea
andina).
Intro=
ducción.
Toda el agua utilizada en procesos industriales
debería ser tratada
La calidad del agua de la curtiembre “El Nuevo Mun=
do”
ubicada en Ambato, parroquia La Península, se presume contiene una carga
significativa de metales pesados, siendo nocivos para la salud y sus
alrededores. En la presente investigación se pretende realizar la remoción =
de
Cr+6 mediante la utilización de un tratamiento físico como la filtración
La retención de metales pesados en aguas sintéticas
utilizando como lecho filtrante
=
Metodologia.
Lugar de estudio:
La Curtiembre “Nuevo Mundo” está ubicada en la
provincia de Tungurahua, en
la ciudad de Ambato, en la Parroquia La Península,
ciudadela los Tres Juanes. La curt=
iembre
cuenta con un área aproximada de 600 metros cuadrados
La posición Geográfica
UTM-WSG84:
Tabla 1-2: Coordenadas de la
curtiembre El Nuevo Mundo
|
|
Coordenadas |
|
|
Puntos |
X |
Y |
|
1 |
767628 |
9863123 |
Realizado por: =
William Carrillo, 2017
La curtiembre nuevo mund=
o se
encuentra delimitada:
Norte: Izamba
Sur: La Península
Este: Paso Lateral
Oeste: La Concepción
En los alrededores de la planta se encuentra un gru=
po de
industrias, conformado por La Curtiduría Laura Tixi,
Curtiembre Abril Hnos., Curtiembre los 3 Juanes, Curtiduría Pieles Puma,
lavadora de vehículos, fábrica de peluches y viviendas. Los procesos, productos y
actividades en la zona industriales, por lo tanto, se produce una presión s=
obre
el ambiente, la misma que resulta de la convergencia de los efectos
provenientes de varios tipos de efluentes generados por las curtiembres
existentes en el sector. Figura: Ubicación de la curtiem=
bre
El Nuevo Mundo Realizado por: =
William Carrillo, 2017
Se realizó dos biofiltro=
s de
cabuya con longitudes totalmente diferente el primero con 10 cm y el otro <=
span
class=3DGramE>con cabuya ec=
ho
aserrín las cuales tuvieron 3
repeticiones a la salida del proceso, se determinó las condiciones iniciale=
s el
agua residual proveniente de la curtiembre los parámetro que se van a ser
controlados Cr+6, olor, PH, turbidez, solidos suspendidos, conductividad.
Se realizó análisis estadístico Anova de un factor con prueba hipótesis de sup=
uestos
dentro de los cuales está la prueba de normalidad y homogeneidad de varianz=
as,
hipótesis de Anova con las pruebas Post Hoc y
Subconjuntos Homogéneos para deter=
minar
que tratamiento es adecuado para reducir el Cr+6 y también los parámetros
planteados para mejorar la calidad de agua
|
Muestra |
Cr+6(mg/l) |
ph=
|
conductividad ms/cm<=
b> |
Solidos disueltos (g/l)<=
/b> |
Turbiedad (UTM) |
|
M1 |
1,23 |
7.28 |
11.4 |
8.6 |
200 |
|
M2 |
1.20 |
7,3 |
11,4 |
9,2 |
205 |
|
M3 |
1,3 |
7,3 |
11 |
9 |
208 |
Esta la tabla muestra la
caracterización del agua residual antes del tratamiento siendo el
parámetro importante para el desarrollo de esta
investigación e se debe encontrar superior de 6 lo que quieres decir=
a Ph básico esta muestra lo cumple por lo cual podemos
realizar el tratamiento de estas agua residual
Materiales
12 R=
ecipientes
(5 litros)
2 Ma=
scarilla
2 Gu=
antes
1 Ma=
ndil
Se realizó mediante un
muestreo aleatorio simple, en la curtiembre para asegurar de que cada unidad=
tenga
la misma posibilidad de ser elegida durante 2 meses se realizó tres distint=
as
visitas a la planta en horario 8 a=
m, 12
am y 4 pm tomando 20 litros cada u=
na de
las vistas dando un total de 60 litros cada muestra tomada se mandó al
laboratorio a medir concentración de Cr+6 y mesclado en un reciente el agua
residual
Determinación de PH turb=
idez
conductividad, solidos suspendidos se lo realizo en el laboratorio de calid=
ad
del agua de la facultad de ciencias ubicado dentro de la Escuela Superior
Politécnica de Chimborazo.
Materiales de laboratori=
o
|
Materiales
|
Equipos
|
|
Vasos de
precipitación de 100 ml |
Multiparametros |
|
Papel alumini=
o |
PHmetro |
|
Piseta |
Turbimetro |
|
|
Turbidimetro |
Realizado por: (William Carrillo, 2017)<= o:p>
|
Parámetro
|
Método
o procedimiento |
|
Turbidez |
Standard Metholods No.8051 |
|
Solidos
suspendidos |
Standard Metholods No.2540 |
|
Ph
|
Standard Metholods No.4050 |
|
Conductividad=
|
Standard Metholods No. 2510 |
Realizado por: =
William Carrillo, 2017
Fuente: Laboratorio de calidad de
agua-ESPOCH, 2017.
Estos parámetros están
establecidos según
Para determinar de este
parámetro es cualitativo por lo cual que opto dar valores según el grado de
olor de la muestra el investigador deberá tomar la decisión para calificar =
en
un grado que va desde el 1 hasta el 10 siendo 1 sin olor y 10 olor alto
|
Numeración |
Significancia |
|
1 |
Sin olor |
|
43557 |
Olor bajo |
|
43651 |
Olor medio |
|
43746 |
Olor alto |
Realizado por: =
William Carrillo, 2017
El diseńo se realizó en =
base
a los requerimientos hidráulicos tomando en cuenta criterios de diseńo como=
la
muestra a continuación
V=3Dvolumen
Q=3DCaudal =3D 2 L/hora =
r=3Dradio=3D0,065 m
H=3Daltura
=3D0,21 m
T=3Dtiempo de retención<= o:p>
l=3Dpendiente Hidráulica=
=3D 0,5
%=3D 5x
Kf=3DConductividad hidráulica carbón activado =3D1200 m/hora
Kf=3Dconductividad hidráulica arena =3D29,8 m/hora
Kf=3Dconductividad hidráulica piedra =3D229 ,16 m/h=
ora (cabuya)
n=3Dporosidad del carbón
activado=3D 80%
n=3D porosidad de la pie=
dra =3D
39%
n=3D porosidad de la are=
na =3D
29 %
Cálculo de área total del
filtro
Área total =3D 2 π =
r (r +
h) =3D 2 (π) x (0,065) x (0,065+0,21) =3D 0,11
Calculo del área del material filtrante
Área de arena =3D
Área de piedra =3D
Área de carbón activado =3D
Área del material =3D 0,=
013
Calculo del volumen total del filtro
V=3D π
Calculo de tiempo de retención
Thr =3D
Materiales
1 estructura
2 N=
epto
1 Tu=
bería
2 Un=
ión
2 Cl=
ave
de paso de agua
El filtro que se escogió=
fue
de plástico de forma cilíndrica
Gráfico: Construcción del biofilt=
ro
La fibra de cabuya se la obtuvo en el mercado
Dávalos ubicado en Riobamba el tipo de cabuya que se adquirió es blanca que=
es
la fibras que más se
comercializa se compró una carga en el cual vino 25 atados para la
investigación. La cabuya se utilizó en dos filtros pero con la diferencia
Materiales
2 En=
vases
plásticos
1 En=
vase
platico
2kg Carbón activado
3kg Arena
3kg Piedra
5kg Cabuya
En revisiones bibliográf=
icas
se encontró un filtro para tratar cromo pero se lo realizo con hojas de caf=
é
La capa de carbón activa=
tiene
la masa de 0,14 kg con un espesor de 0,01 m la siguiente capa es de arena c=
on
un peso de 1 kg y espesor de 0,02 la capa posterior es de cabuya con peso de
0,05 kg y un espesor 0,03 m continuación otra capa de arena con un peso de =
1 kg
con un espesor de 0,02 otra capa de cabuya con un peso de 0,02 con un espes=
or
de 0.015 m y finalmente una capa de piedra con
1 kg con un espesor 0,015 m. Este diseńo se tomó se acuerdo a la
investigación
Gráfico: Selección del medio
filtrante
Para determinar este
parámetro se lo mando al laboratorio de servicios ambientales de la Universidad Nacional De Chimboraz=
o con
la siguiente nomenclatura:
M: muestra de la curtiem=
bre
A1: Tratamiento con cabu=
ya
tipo aserrín
A2: Tratamiento con cabu=
ya
tipo aserrín
A3: Tratamiento con cabu=
ya
tipo aserrín
B1: Tratamiento con cabu=
ya
longitud de 0,10 m
B2: Tratamiento con cabu=
ya
longitud de 0,10 m
B3: Tratamiento con cabu=
ya
longitud de 0,10 m
|
Parámetro |
Método o procedimiento |
|
Cr+6 |
Standard Metholods
No 3500 |
Para el cálculo de
porcentaje de remoción se lo realizara por la siguiente formula en cada uno=
de
los parámetros establecidos tomado de
% Porcentaje de
remoción =3D
Materiales de oficina
Libreta de apuntes, cáma=
ra,
impresiones, esferos
Planteamiento
de la hipótesis
Hipótesis general:
El uso de la cabuya con
diferentes tamańos permite la remoción de metal pesados de Cr+6de las aguas
residuales de una industria de curtiembres
Hipótesis Estadística
Los tratamientos con
diferentes tipos de longitudes de cabuya afectan a la reducción de Cr+6 en
aguas residuales provenientes de la curtiembre El Nuevo Mundo
Variables dependientes:
Remoción de Cr +6,
turbidez, solidos suspendidos, conductividad, pH
Variables independientes:
Biofiltro de cabuya a
diferentes longitudes arena, piedra, carbón activado
Resultados.
Gráfico 1: Porcentaje de Remoción Cr+6
Realizado por: William Carrillo
Conclusiones.
·&nb=
sp;
Se determinó que la cabuya fu=
rcraea
andina blanca sirve para la remoción del Cr+6 provenientes del agua residua=
l de
una curtiembre en estudio, logrando reducir a límites =
permiscibles
usnado el TUSLMA como legislación referencial. =
·&nb=
sp;
La calidad del agua en la descarga obtuvo resultad=
os
favorables del 67% en el biofiltro usando cabuya a una longitud de 0.10m; en
relación a la cabuya triturada usada que redujo 43% del metal.
·&nb=
sp;
El tiempo de retención de 3 horas fue eficiente en=
el
proceso de abatimiento del metal Cr+6.
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PARA
CITAR EL ARTÍCULO INDEXADO.
Santillán Quir=
oga,
L., Puente Guijarro, C., & Osorio Rivera, M. (2019). Determinación de la
reducción de concentración de cr+6 en muestras de agua de la curtiembre el
nuevo mundo en la ciudad de Ambato utilizando la cabuya como biofiltro a
diferentes longitudes. Ciencia Digital, 3(2.4), 73-87. https://doi.org=
/10.33262/cienciadigital.v3i2.4.509
El artículo que se publica es de
exclusiva responsabilidad de los autores y no necesariamente reflejan el
pensamiento de la Revista Ciencia
Digital.
El artículo qu=
eda
en propiedad de la revista y, por tanto, su publicación parcial y/o total en
otro medio tiene que ser autorizado por el director de la Revista Ciencia Digital.
[1] Escue=
la
Superior Politécnica de Chimborazo, Facultad de Ciencias. Riobamba, Ecuador=
. luis.santillanquiroga@espoch.edu.ec
[2] Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Facultad de Cienci=
as.
Riobamba, Ecuador. cesar.puente@espoch.edu.ec
[3] Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Facultad de Ciencias. Riobamba, Ecuador. miguel.osorio@espoch.edu.ec
www.cienciadigital.org
www.cienciadigital.org
www.cienciadigital.org
=