Ingeniería y Arquitectura
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Item Dimensionamiento de una planta de tratamiento de aguas residuales para una planta procesadora de pollos(2019) Borbón Solera, Andrea Mariana; Mora Gómez, Bernardo HernánItem Evaluación de un sistema de electrocoagulación como tratamiento secundario para el efluente de un digestor anaeróbico(2019) Brenes Vargas, Hellen; Bustamante Román, Mauricio JoséEn Costa Rica un 13,4 % de la población no tiene acceso a sistemas de tratamiento de agua residual después de su uso. Otro problema ambiental presente en Costa Rica recae en el manejo de residuos sólidos, debido a que no en todo el territorio hay reglamentos o iniciativas funcionales para minimizar la problemática. Para un país en desarrollo es importante invertir en sistemas de saneamiento y manejo de desechos sólidos que contribuyan a un mejor posicionamiento a nivel mundial, así como en el aporte de acciones para la implementación de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), los cuales son impulsados por las Naciones Unidas. Si se invierte en iniciativas de tratamiento y manejo de desechos, se está invirtiendo en la salud pública de la población en general. En la presente investigación se propuso un conjunto de sistemas que sean eficientes en el tratamiento de aguas residuales provenientes de residencias, en donde se planteó como primer paso un tratamiento primario que consiste en un digestor anaeróbico en condición mesofílica y como segundo tratamiento la electrocoagulación, la cual por medio de electricidad desestabiliza las partículas de contaminantes, provocando que estas precipiten y floten siendo su remoción más sencilla. Se realizaron dos escenarios para el sistema anaeróbico y se obtuvo que la combinación 80:20 de agua residual y residuos de alimentos a un 5 % de sólidos totales genera un porcentaje de remoción de sólidos hasta de 79 % y una producción de biogás de 177 mL de biogás/g SV. Al aplicar el sistema secundario, se concluyó que un tiempo de exposición de 30 minutos con un amperaje de 2.5 A y 9,4 V es eficiente para la remoción...Item Dimensionamiento de un sistema de tratamiento de aguas residuales para la Sede del Atlántico de la Universidad de Costa Rica(2017) Gatica Ramírez, Iván RaúlEn la Universidad de Costa Rica, Sede del Atlántico en Turrialba, no se cuenta con un sistema apropiado de tratamiento de aguas residuales, por lo tanto, este proyecto de graduación plantea el dimensionamiento de un sistema de tratamiento de aguas residuales para dicha sede. Se contempla un dimensionamiento funcional proyectado para un crecimiento de 20 años. El sistema de tratamiento cuenta con un sistema de tratamiento preliminar, un primario y secundario, finalizando con un sistema de cloración, para el posterior vertido del agua tratada al cauce del rio Turrialba.Item Evaluación y monitoreo del reactor anaerobio de flujo ascendente (UASB) y tratamiento de filtro percolador existente en una planta de tratamiento de aguas residuales de Acueductos y Alcantarillados en la urbanización Santa Cecilia en Puriscal(2019) Chacón Jiménez, Yancy Carolina; Vidal Rivero, PaolaSe realizó este trabajo con el fin de evaluar la efectividad de los sistemas de reactor UASB y filtro percolador de la PTAR Santa Cecilia de Puriscal, operada por A y A, a partir de revisiones teóricas de diseño y condiciones de operación de la planta, así como el cálculo de eficiencias de cada sistema individual con el fin de generar recomendaciones para mejorar su funcionamiento e incentivar tecnologías de tratamiento de aguas residuales con menor consumo energético. Se evaluaron las dimensiones de los sistemas a partir de planos y mediciones de campo para determinar cuáles cumplen con los valores esperados según la teoría, se tomaron muestras en puntos específicos para realizar ensayos de laboratorios y verificar la calidad del agua a la salida de cada componente del sistema y al vertido, se compararon las frecuencias de operación y mantenimiento que se realizan en la planta con las que establece el Reglamento y se realizaron observaciones de acuerdo a prácticas observadas de los operarios. Las malas prácticas de operación afectan la eficiencia de remoción de los sistemas y pueden perjudicar la calidad del agua ya tratada, el uso de las esponjas como material de soporte en el filtro reduce la cantidad de sólidos y estabiliza los valores de salida, los altos TRH y baja velocidad de flujo ascendente del reactor UASB disminuye la colisión entre partículas, densifica los lodos y afecta el correcto funcionamiento del sistema, las eficiencias de remoción de DQO son más bajas a las esperadas en ambos sistemas, mientras que para DBO el reactor UASB presenta resultados satisfactorios, pero el filtro no debido a la baja carga de entrada.Item Evaluación de la temperatura, sólidos totales, nutrientes y tiempo de residencia en la degradación de aguas residuales originadas del despulpado de cartón reciclado con un tratamiento de biorremediación(2017) Cruz Cortés, Erika; Molina Córdoba, Manuel EnriqueEl objetivo de este proyecto es evaluar la temperatura, sólidos totales, nutrientes y tiempo de residencia en la degradación de aguas residuales originadas del despulpado de cartón reciclado con un tratamiento de biorremediación utilizando bacterias. En una primera etapa experimental utilizando un sistema ¿Batch¿, se obtuvo una constante de velocidad de degradación promedio de 0,0034 h-1, de 0,0055 h-1 y 0,0073 h-1 para temperaturas de 28°C, 35°C y 40°C respectivamente. En la segunda etapa experimental, se analizó mediante un diseño experimental 23 por duplicado la concentración de sólidos, la temperatura y la concentración de nutrientes, encontrándose que las dos últimas variables mencionadas son significativas; encontrándose que es mejor utilizar una temperatura de 35°C y una concentración de 5 ppm de la fuente de Fósforo y 5 ppm de la fuente de Nitrógeno. En una tercera etapa se realizaron tres ensayos experimentales utilizando un sistema continuo anaerobio-aerobio en serie con una carga orgánica inicial equivalente a un DQO de 3645mg/L y de 3750mg/L para el segundo y tercer ensayo. El sistema se utilizó con un tiempo de residencia de 20,83 horas y una temperatura de 35°C, en el cual se midió el DQO, el DBO (5,20°C) y la producción de biogás entre 24 y 72 h en condiciones de estado estacionario a la salida de cada uno de los reactores. Respecto al DQO se determinó una constante de degradación promedio de 0,0034 h-1 para el reactor anaerobio y de 0,0064 h-1 para el reactor aerobio y, respecto al DBO se determinó un valor para la constante de degradación promedio de 0,311 h-1. Con las variables utilizadas en los experimentos la DQO genero resultados superiores a los indicados en la normativa nacional por lo cual en siguientes experimentos se deben hacer pruebas variando el procedimiento de inoculación bacteriana, las cantidades tanto de microorganismos, nutrientes y tiempo de residencia.Item Evaluación del sistema actual de pretratamiento de aguas residuales del Laboratorio de Soluciones Parenterales de la Caja Costarricense del Seguro Social(2017) Mora Mendoza, Natalia; Solano Carmona, ErickEl Laboratorio de Soluciones Parenterales (L.S.P) pertenece a la Dirección de Producción Industrial de la Caja Costarricense del Seguro Social (CCSS), y se encarga de la producción de sueros y soluciones para hemodiálisis. Actualmente el Laboratorio cuenta con un sedimentador que sería el tratamiento primario para tratar las aguas residuales que se generan en el proceso de producción; no obstante, existe un desconocimiento por parte del personal del L.S.P sobre el verdadero estado del sistema de tratamiento y si este cumple con su función de forma efectiva, debido a que en ocasiones el sistema genera olores e irregularidades que afectan el entorno del Laboratorio. Dadas las condiciones mencionadas anteriormente el presente proyecto buscó determinar el estado real de las aguas residuales del afluente y del efluente del sedimentador mediante una caracterización de dichas corrientes, con el fin de entender el proceso de tratamiento de las aguas residuales para así poder dar recomendaciones técnicas que garanticen el tratamiento efectivo de las aguas que genera el Laboratorio y que exista, en el personal, un entendimiento de las condiciones de operación del Sistema de Tratamiento de Aguas Residual (STAR). La primera etapa del proyecto consistió en estudiar el proceso productivo del L.S.P para posteriormente realizar un análisis de las condiciones de operación del sedimentador. Una vez entendidos los procedimientos que se llevan en los procesos mencionados, se trazó la metodología de muestreo con el objetivo de determinar los escenarios que permitirían un muestreo representativo de la realidad del Laboratorio. La caracterización de las aguas residuales que se generan en el proceso de producción, la determinación de las corrientes que llegan al STAR y la caracterización del afluente y efluente permitieron conocer los distintos escenarios a los que se ve sometido el sedimentador; determinar la calidad de las aguas tanto a la entrada...Item Conceptualización y propuesta preliminar de una planta de tratamiento de aguas residuales para la Finca IV en las instalaciones de la Universidad de Costa Rica, Sede Rodrigo Facio(2017) Bravo Rodríguez, Katherine; Mora Gómez, Bernardo HernánCon base en los reportes operacionales disponibles, se llevó a cabo una caracterización teórica de las aguas residuales en los actuales edificios de Odontología y Medicina de la Universidad de Costa Rica. Así mismo, se obtuvo la caracterización de las aguas residuales de un centro hospitalario de referencia, con el fin de poder realizar una comparación entre las mediciones actuales y éstas, definir los parámetros para el dimensionamiento, determinar cuáles influyen en mayor medida en la contaminación de las aguas, y cuales se encuentran dentro o fuera de los límites establecidos. Una vez que las necesidades de tratamiento fueron establecidas, se procedió con los criterios de selección de las diversas tecnologías disponibles para conceptualizar el sistema de tratamiento de aguas residuales. Se consideraron aspectos como las ventajas y las desventajas de cada tecnología, la eficacia del sistema para la eliminación de contaminantes, el espacio disponible, los costos asociados y el mantenimiento requerido. La herramienta de selección fue el medio utilizado para definir cada etapa del proceso, y el equipo apto para poder tratar de forma correcta las aguas residuales. Se determinó la conceptualización del sistema propuesto, el cual lo constituye un tratamiento que consta de rejillas manuales, un desarenador, un sistema de remoción de grasas y aceites, seguido de un sedimentador primario, un reactor aerobio con su respectivo sedimentador secundario, y por último, un sistema de desinfección con cloro. Definido el sistema en cada una de sus etapas, preliminar, primaria, secundaria y terciaria, se procedió con el dimensionamiento de cada uno de los sistemas de tratamiento. Adicionalmente, se estableció el diagrama de flujo de proceso. Se desarrolló la evaluación de los costos de inversión, los costos fijos y los costos variables del proceso. Se determinó también la inversión total para realizar la planta y el costo anual. La última...Item Evaluación de la planta de tratamiento de agua residual de Bosques de Santa Ana conformada por un reactor anaerobio de flujo ascendente de manto de lodos (UASB) con postratamiento de lodos activados(2019) Flores Sánchez, Eduardo Alfonso; Vidal Rivera, PaolaEl siguiente trabajo de investigación consistió en la evaluación del funcionamiento del sistema de tratamiento de aguas residuales de la planta de Bosques de Santa Ana, que está conformado por la combinación de las tecnologías de reactor anaerobio de flujo ascendente de manto de lodos (UASB por sus siglas en inglés) con postratamiento aerobio de lodos activados. La evaluación se realizó mediante el análisis de la eficiencia en la remoción de contaminantes del agua residual y del consumo energético del sistema. Para llevar a cabo el estudio se desarrolló un plan de monitoreo del sistema de tratamiento que abarcó un lapso de entre 3 y 4 meses, en el cual se establecieron una serie de muestreos y análisis de laboratorio en distintos puntos del sistema, permitiendo determinar las propiedades físico-químicas y de calidad del agua en la entrada y salida de cada una de las unidades de tratamiento, así como para caracterizar los lodos tanto en el interior del reactor UASB como en sistema de lodos activados. De acuerdo con los resultados obtenidos para los parámetros físico-químicos evaluados, para el reactor anaerobio UASB, los promedios de la eficiencia de remoción alcanzados fueron de 52% para DBO y 42% para DQO, mientras que para la unidad de lodos activados las eficiencias promedio fueron de 83% para DBO y 70% para DQO. También se tiene que en general la PTAR alcanzó promedios de remoción de DBO y DQO del 93% y 82% respectivamente. Para el caso de los sólidos totales y sólidos suspendidos totales se encontró que en algunos de los muestreos las eficiencias de remoción alcanzaron valores negativos, indicando que hubo arrastre de sólidos en los efluentes de ambas unidades de tratamiento. Con respecto al nitrógeno amoniacal en ambos casos se encontraron valores positivos en la eficiencia de remoción, con valores promedio de 43% para el reactor UASB y 77% para los lodos activados, mientras que para la PTAR en general la eficiencia ...Item Comparación de la eficiencia de cuatro medios de soporte para filtros percoladores como tratamiento posterior a un reactor anaerobio de manto de lodo (UASB) en la planta de tratamiento de aguas residuales del Residencial Bosques de Santa Ana(2019) Aguilar Garita, Ariel; Vidal Rivera, PaolaEl proyecto consistió en la implementación de un sistema de biomasa adherida a escala de laboratorio para el postratamiento de un reactor anaerobio de flujo ascendente de manto de lodo (UASB), en la planta de tratamiento de aguas residuales ordinarias de Bosques de Santa Ana, administrada por el Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados (AyA).. Se utilizaron cuatro medios de soporte: dos de esponjas de poliuretano (sistema de esponjas de flujo descendente, DHS), uno de ellos japonés, el otro, hecho con impresión 3D; el tercero, de elementos plásticos, y el cuarto, de piedra cuarta. Se evaluó el comportamiento del modelo por medio de muestreos, para el caudal de entrada al sistema y el de salida de cada medio filtrante. Los resultados se compararon con el reglamento de vertido y reuso de aguas residuales de Costa Rica (DE-33601- s-minae). Se construyó una estructura de madera de 2 metros de altura para soportar 4 prismas (60 cm de altura y 15 cm de lado) llenos con los materiales de soporte antes mencionados. El caudal de entrada fue bombeado desde un tanque de almacenamiento (un barril adosado al reactor UASB). Cada medio de soporte fue alimentado con 0,225 l/min con una carga orgánica volumétrica de 2,4 kgDBO/m³/d desde el 15 de agosto de 2018 y el 31 de octubre de 2018, debido a las limitaciones del aparato experimental, esto implicó una sobrecarga orgánica. Las pruebas de los parámetros DBO, DQO, pH, sólidos sedimentables y sólidos suspendidos totales indicaron que los filtros percoladores redujeron la carga de materia orgánica que ingresó al sistema, los materiales esponjosos dieron mejores eficiencias de remoción, seguidos del plástico y el pétreo, sin embargo, ningún filtro logró cumplir en promedio con los límites de vertido de DBO. Se evidenció que la rigurosidad en el mantenimiento es el factor de mayor peso para garantizar el correcto funcionamiento del modelo físico.Item Puesta en marcha y definición de los parámetros operativos para la estabilización de la planta de tratamiento de aguas residuales de una empresa procesadora de fruta(2018) Herra Bogantes, Juan Gabriel; Mora Gómez, Bernardo HernánCon el propósito de cumplir con el Reglamentos de vertido y reúso de aguas residuales decreto N° 33601-MINAET-S se puso en marcha la nueva planta de tratamiento de agua residual de una empresa procesadora de fruta y se ajustaron los parámetros operativos hasta lograr el mejor rendimiento de los reactores en serie RAFA-FAFA-RMC, para obtener la menor carga orgánica posible en el efluente del sistema. Lo primero que se hizo fue el dimensionamiento de la obra gris de los reactores RAFA- FAFA-RMC para comparar con los volúmenes de diseño y realizar las correcciones pertinentes en las variables que se puedan ver afectadas. En este análisis se determinó que el RAFA fue el más afectado en la construcción de la obra gris, con un 26,1% menos de su volumen de diseño, mientras que los otros dos reactores FAFA y RMC tienen diferencias mínimas de 2,3% y 5,1 % respectivamente. Se realizó también una caracterización de las aguas previo al arranque y se logró determinar algunas diferencias con respecto a las variables de diseño, tanto en sólidos sedimentables como en el caudal de agua. Por lo que se generó un plan de acción para mejorar las condiciones de entrada a los reactores y así mantener las condiciones de diseño. Con esto se logró disminuir el consumo de agua en más de 100 m³/día y se mejoraron las condiciones de otras variables como la temperatura, Caudales pico y pH. Se alcanzó la estabilidad de los reactores al día 258 de arranque de la planta para una salida de la DQO de 466 mg/L y una DBO de 233 mg/L, por lo que no se llegó a los parámetros de vertido de 400 mg/L y 150 mg/L respectivamente establecidos en el Reglamento de Vertido y Reúso de Aguas Residuales N° 33601 del MINAE. Se precisó la concentración óptima de biosólidos en el RMC para un rendimiento máximo, el cual se logró para una concentración de sólidos de 55 mL/L. Se realizó un balance de masa de los reactores en el que se determinó que la remoción...