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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU FACULTAD: INGENIERÍA QUÍMICA ESCUELA PROFESIONAL: INGENIERÍA QUÍMICA AMBIENTAL

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN:

INFLUENCIA DE MICROORGANISMOS EFICIENTES EN LA REDUCCION DE COLIFORMES TOTALES POR BIODEGRADACION EN EL PTAR –JAUJA A NIVEL LABORATORIO PRESENTADO A: JAIME HERMINIO CLAROS CASTELLARES POR : -Borja Camarena Karen Sofia -De la Cruz Deudor Milagros Miluska -Gutierrez Cruz Anel -Pihue Huanay Maycol -Tovar Rios Diana

Estudiantes del cuarto semestre del programa de estudios de Ingeniería Química

Ambiental

HUANCAYO-2019

DEDICATORIA: A Dios, por ser el inspirador y darnos fuerza para continuar en este proceso de formación profesional.

AGRADECIMIENTOS:

INDICE 1

TITULO ....................................................................................................... 6

2

Objetivo ....................................................................................................... 7

3

Hipótesis ..................................................................................................... 7

4

5

3.1

Hipótesis nula ...................................................................................... 7

3.2

Hipótesis alternativa ............................................................................. 7

Planteamiento y formulación del problema de investigación ....................... 7 4.1

Planteamiento del problema ................................................................ 7

4.2

Formulación del problema .................................................................... 8

4.2.1

Problema general ........................................................................... 8

4.2.2

Problemas específicos .................................................................... 9

MARCO REFERENCIAL: ............................................................................ 9 5.1

ANTECEDENTES: ............................................................................... 9

5.2

MARCO TEÓRICO: ........................................................................... 13

5.2.1

BIODEGRADACIÓN ..................................................................... 13

5.2.1.1 5.2.2

Definición: .............................................................................. 13

BIORREMEDIACION:................................................................... 14

5.2.2.1

Proceso por degradación enzimática ..................................... 14

5.2.2.2

Proceso por remediación microbiana ..................................... 14

5.2.2.3

Proceso por fitorremediación ................................................. 14

5.2.3

Métodos de biodegradación: ........................................................ 14

5.2.3.1

Digestión Anaerobia: .............................................................. 14

5.2.3.1.1 Definición: ......................................................................... 14 5.2.3.1.2 Etapas:.............................................................................. 15 5.2.3.1.3 Factores físicos y químicos: .............................................. 15 5.2.3.2

Digestión Aerobia: .................................................................. 18

5.2.3.2.1 Tratamiento y disposición de los lodos digeridos .............. 18

5.2.3.2.2 Tipos de reactores ............................................................ 19 -

Reactores Anaerobios:..................................................................... 19

5.2.4

Aguas residuales(AR) ................................................................... 23

5.2.4.1

Clasificación: .......................................................................... 23

5.2.4.1.1 Tratamiento Biológico ....................................................... 24 5.2.4.1.2 Tratamiento Químico ........................................................ 24 5.2.4.1.3 Etapas............................................................................... 24 5.2.4.1.4 Plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) ........ 25 5.2.4.1.5 LAGUNAS DE ESTABILIZACION..................................... 25 5.2.5

Coliformes totales ......................................................................... 27

5.2.5.1

Definición ............................................................................... 27

5.2.5.2

Composición .......................................................................... 27

5.2.5.3

Clasificación ........................................................................... 28

5.2.5.3.1 Coliformes termotolerantes ............................................... 28 5.2.5.3.2 ESCHERICHIA COLI ........................................................ 28 5.2.5.4

Presencia de coliformes totales en aguas residuales ............ 28

5.2.5.4.1 METODO DEL NUMERO MAS PROBABLE(NMP) .......... 29 5.2.6

Microorganismos eficientes .......................................................... 29

5.2.6.1

Definición (EM)....................................................................... 29

5.2.6.1.1 Bacterias fototropicas ....................................................... 30 5.2.6.1.2 Bacterias acido lácticas .................................................... 30 5.2.6.1.3 Levaduras ......................................................................... 31 5.2.6.2

Activación de microorganismos eficientes ............................. 32

5.2.6.3

Usos de microorganismos eficientes ...................................... 33

5.2.6.4

Microorganismos en aguas residuales ................................... 33

5.3

Marco conceptual ............................................................................... 34

5.4

Marco legal ........................................................................................ 36

5.4.1

Autoridad Nacional del Agua (ANA):............................................. 36

5.4.2

Organismo de Evaluación y Fiscalización Ambiental (OEFA): ..... 37

6

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL ....................................................... 38

7

METODOLOGÍA DE INVESTIGACION..................................................... 40 7.1

Método General de investigación ....................................................... 40

7.2

Método especifico de investigación.................................................... 40

7.3

Nivel de investigación ........................................................................ 41

7.4

Tipo de investigación ......................................................................... 41

7.5

Diseño de investigación ..................................................................... 41

8

CRONOGRAMA: ....................................................................................... 42

9

PRESUPUESTO: ...................................................................................... 42

10

BIBLIOGRAFIA ...................................................................................... 43

11

ANEXOS:............................................................................................... 45

1

TITULO

Influencia de microorganismos eficientes en la reducción de coliformes totales por biodegradación en la provincia de Jauja a nivel laboratorio

2

Objetivo 

Determinar el efecto de los microrganismos eficientes en la reducción de los coliformes totales de la PTAR Jauja

3 3.1

Hipótesis Hipótesis nula

Los microorganismos eficientes si influyen en la reducción de coliformes totales 3.2

Hipótesis alternativa

Los microorganismos eficientes no influyen en la reducción de coliformes totales 4

4.1

Planteamiento y formulación del problema de investigación

Planteamiento del problema

Se estima que más de 5 millones de personas mueren anualmente de enfermedades vinculadas con el consumo de agua contaminada, servicios sanitarios y una higiene rudimentaria, por lo cual se hizo un estudio en cuba con el objetivo de monitorear cambios físicos, químicos y microbiológicos que se producen en las aguas tras la aplicación de microrganismos eficientes en una zanja del municipio de Guines lo cual se concluyó la reducción de bacterias patógenas en el agua contamina (Romero Lopez & Vargas Mato). La preocupación por la contaminación ambiental crece en importancia día a día en nuestro país, en la ciudad de Trujillo la falta

tratamiento de las aguas

residuales municipales entre ellas la laguna de oxidación de Covicorti que recibe las aguas residuales de dicha ciudad capta el 60% de toda esta agua residual; dicha laguna suele sobrecargarse, indicando una inadecuada e insuficiente oxidación del agua tratada y la presencia de un considerable nivel de coliformes y microorganismos no beneficiosos, constituyéndose en un serio problema para esta ciudad. (Vargas , 2016) Las aguas residuales producidas por los habitantes del distrito de Huáchac son motivo de preocupación debido al peligro de una potencial propagación de enfermedades y a los riesgos ambientales derivados de la ausencia de tratamientos adecuados. En el distrito de Huáchac-Chupaca.se hizo un estudio para mejorar la eficiencia de remoción de materia orgánica y coliformes

termotolerantes en la Planta de Tratamiento de Agua Residual del distrito de Huáchac-Chupaca para lo cual se evaluó la operación de sus componentes mediante la revisión de los diseños en el expediente técnico, verificación en campo, evaluación de los parámetros de operación . (Villanueva Aliaga & Yanse Soto, 2015)

Los microorganismos eficientes (ME) es la mezcla de bacterias fototróficas, levaduras, bacterias productoras de ácido láctico y hongos de fermentación que descomponen la materia orgánica incluida en las aguas residuales, ayudando a disminuir la contaminación al medio ambiente por lo cual es utilizado eficientemente para el tratamiento de aguas residuales de frigoríficos. En la actualidad existen sistemas que utilizan microorganismos eficientes para el tratamiento de estas aguas, a fin de minimizar las diversas problemáticas causadas por el mal manejo de las mismas. (Vargas , 2016) Los coliformes totales incluyen una amplia variedad de bacilos aerobios y anaerobios facultativos, gramnegativos y no esporulantes capaces de proliferar en presencia de concentraciones relativamente altas de sales biliares fermentando la lactosa y produciendo ácido o aldehído en 24 h a 35–37 °C. Escherichia coli y los coliformes termotolerantes son un subgrupo del grupo de los coliformes totales que pueden fermentar la lactosa a temperaturas más altas (Enrique Molina & Jimenez , 2017 ) La determinación cuantitativa de la presencia de coliformes ofrece un índice racional del contenido bacteriano del agua. La garantía de la calidad del ensayo depende de un conjunto de principios de funcionamiento que, si se cumplen estrictamente, permite que la exactitud del resultado analítico pueda declararse con un alto grado de confianza. A través de la presente investigación se busca reducir la presencia de coliformes totales por medio del uso de microrganismos eficientes en el tratamiento biológico del camal santo domingo Sicaya. (Pulles Roberts & Mayari Navarro, 2005) 4.2

Formulación del problema

4.2.1 Problema general ¿En medida influirá los microorganismos eficientes para la reducción de coliformes totales por biodegradación en la PTAR Jauja?

4.2.2 Problemas específicos ¿Cuál es la concentración eficaz del uso del microorganismos eficaces en la mejora de la calidad de aguas residuales de la PTAR en Jauja? ¿En qué medida el uso de microorganismos eficaces en las condiciones operacionales mejora la calidad de aguas residuales?

5 5.1

MARCO REFERENCIAL: ANTECEDENTES:  Para determinar efecto de microoganismos eficaces (EM) en la biorremedacion de agua y lodo de estanques piscícolas, se realizó en la fundación para el desarrollo y conservación de recursos acuícolas de la amazonia peruana(FUDECRAAP) ubicado en el km 820, provincia de coronel portillo iniciando en el mes de setiembre del 2015 y finalizado en 2016. La metodología aplicada fue experimental , para ello se empleó un testigo y dos tratamientos con mudballs(T1=0 mbd/𝑚2 , T2=0,5mbd/𝑚2 , T3=1 mbd/𝑚2 ) por 3 repeticiones respectivamente .Para determinar el efecto de los microorganismos eficaces se realizo 5 evaluaciones por 4 semanas, los resultados fueron que el tratamiento tres es el que tuvo más efecto significativo. (Isuiza Chancchi, 2016)  La eficiencia de remoción de contaminantes del agua mediante la especie Eichhornia Crassipes para el riego de las áreas verdes en la Universidad Peruana Unión. Se observó la contaminación del agua de superficie causada por la presencia de residuos urbanos, domésticos e industriales en el cuerpo de agua a tratar, el sistema de tratamiento se instaló en la zona denominada “La mansión”, donde existe una laguna cuyas dimensiones son 3050.16m2, profundidad 4 m, volumen 6405.336 m3 y un caudal de 0.12 m3/sg, con periodo de retención de 5 días para el tratamiento. Se evaluaron parámetros fisicoquímicos: pH (8.22), aceites y grasas (4mg/l), sólidos totales (371 mg/l), turbiedad (18.40 UNT), conductividad (3.80 US/cm); microbiológicos: coliformes totales (24000 NMP/100ml), Coliformes Fecales (11000 NMP/100ml); Bioquímicos: (DBO (3 mg/L)y

DQO (25 mg/L ). Finalmente, se concluye que la

remoción

de

contaminantes

del

agua

mediante

la

especie

EichhorniaCrassipes para el riego de las áreas verdes en la UPeU es totalmente eficiente, ya que se consiguió establecer un sistema armonioso con el ambiente. (Cruz , Carbo, Gonzalez Liliana, & Torres , 2016)  La PTAR se ve afectada por el crecimiento demográfico en la ciudad de Ayacucho haciendo que el volumen de agua residual a tratar sea cada vez mayor. Estudios realizados por Consulting Engineers Salzgitter (CES, 2001), comprobaron que el estado que mostraba la PTAR “La Totora” no era satisfactoria ya que ésta trabajaba con un caudal significativamente mayor al de su capacidad de diseño. Se realizó una investigación para determinar la capacidad de remoción de bacterias coliformes fecales (BCF) y la demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) “La Totora” de la ciudad de Ayacucho. Los análisis fueron llevados a cabo en el laboratorio de Microbiología de la misma planta, donde se analizaron 70 muestras de agua. Para la cuantificación de la población de BCF, se aplicó la técnica de Tubos Múltiples de Fermentación (NMP); y el método respirométrico para determinar la DBO5. Con los resultados obtenidos, se calculó el porcentaje de remoción de BCF y DBO5. La capacidad de remoción de BCF de la PTAR “La Totora” fue del 99.9850%, evacuando efluentes con una cantidad en promedio de 1.29 x 105 NMP/100 ml, siendo deficiente, pues para alcanzar una cantidad promedio de