tratamiento de agua de bombeo

7/25/2019 Tratamiento de Agua de Bombeo

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NIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL

Facultad de Ocean ografa, Pesquera C!enc!as

Al!"entar!as#

INS$I$ $O DE INVES$I%ACION & FOPCA

Titulo:

ANALISIS DE UN SISTEMA DE RECUPERACION DE

SOLIDOS Y GRASAS EN EL AGUA DE BOMBEO DE UNA

PLANTA DE HARINA Y ACEITE DE PESCADO

Palabras Claves: Te!olo"#a $e Miti"ai%! & A"ua $e Bo'beo & Me$io A'bie!te& Te!olo"#a $e Hari!a (

Aeite $e )esa$o*

No'bre $el i!vesti"a$or res)o!sable ( olabora$ores

I!vesti"a$or

Res)o!sable Ing Vctor Terry Caldern

Colabora$or Ing Jos Candela Daz

Direi%!: Ro'a +,- Mira.lores Li'a&Per/

E'ail: terr0lati!'ail*o'

MIRA1LORES 2333


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I. INTRODUCCION

El presente trabajo de investigacin contribuye a realizar un anlisis de la faseoperativa del sistema de mitigacin de las aguas residuales que evacua unaplanta de harina de pescado, teniendo en cuenta que este sistema efecta untratamiento primario de los efluentes cuyo objetivo primordial es la recuperacinde las partculas en suspencin y los glbulos grasos. a Empresa !esqueraen estudio al implementar su sistema de tratamiento cumple con el !.".#.". yminimiza la contaminacin marina con sus efluentes en especial del agua debombeo, a su vez, incrementa su productividad, con un aprovechamiento delrecurso pesquero, con lo cual hace una mejor administracin de mencionadorecurso. El estudio presente hace el anlisis del sistema a fin de determinar la

productividad contaminacin marina y todos los problemas ecolgicos que traeconsigo, as como incrementar el conocimiento tecnolgico en los programasde mitigacin.

$esde %&'(, la pesca e)tractiva y su procesamiento para producir *arina yaceite de pescado inicia una e)pansin asombrosa. En %&+ fue posible unacaptura masiva y t-cnica de la anchoveta Engraulis ringens J./ y de unaproduccin de +0 '11 toneladas se incrementan a 2 millones en %&+& y a lacifra de %2, millones en %&(1, colocando al !er como primer productor deesa materia en el mundo. El significado econmico de esta 3ndustria es tal, quellega a ocupar el segundo lugar como proveedor de divisas inmediatamente

despu-s de la minera. os beneficios que trajo este espectacular desarrollo,fueron que miles dependieron de ella directa e indirectamente de la industria.!ero a la par de la slida columna de ingresos y provecho, irrumpi tambi-n un3mpacto al medio ambiente, provocando contaminacin marina con susefluentes, contaminacin atmosf-rica con las emanaciones gaseosas y laconcentracin desordenada de la poblacin, con sus problemas de saludpblica, urbanizacin, servicios, conllevando riesgos no solo directos para losservidores de la industria, sino, por e)tensin a la comunidad. 4izcarra,%&(0/.

En el proceso de elaboracin de harina y aceite de pescado, el agua de mar esempleada para el transporte del pescado desde la embarcacin a la planta, en

una relacin de %5% agua de mar y pescado/ luego esta retorna al mar bajo elnombre de agua de bombeo que es un efluente generado en la 6ecepcin delpescado en la planta de harina. andeo y 6uiz, %&&2/.

Esta agua de bombeo presenta una variedad de sustancias orgnicasdenominadas solubles e insolubles, como son los glbulos grasos, protenas,escamas, aminocidos libres, p-ptidos, etc. os elementos constituyentes delpescado constituyen grupos verstiles de biopolimeros complejos conpropiedades fsico 7 qumica y biolgicas nicas.

8i consideramos que en el !er la segunda actividad que aporta contaminantesorgnicos al medio marino en gran volumen, siendo la primera las descargas

dom-sticas de las ciudades costeras. E)iste una preocupacin por parte de las


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empresas en el tratamiento primario de sus residuales. *inojosa y*errera%&&9/.:eniendo en cuenta que se emplea una relacin de 2 magua de mar por %

tonelada de pescado y que se desembarcan cerca de %1 millones de toneladasdel recurso como promedio y por lo tanto s- esta utilizando 21 millones de m

de agua de mar como fluido de transporte, el cual tiene una composicinporcentual promedio5 slido 0,19';, g de slido orgnico y 2,%+ >g de grasacontaminndolo


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ese modo el rendimiento de la produccin y un mejor aprovechamiento delrecurso. En consecuencia, la proteccin al medio ambiente puede serconsiderada como una inversin ya que rinde utilidades, a la vez que se evita la

contaminacin marina.

El presente trabajo es un anlisis de dicha tecnologa, para lo cual se emplearalos resultados de las evaluaciones qumicas que se dan en cada operacin delproceso productivo, estas evaluaciones debern ser tratadas en formaestadstica, para posteriormente aplicando el principio de conservacin de lamateria *immelblau y Dischoff %&(+/, determinar el rendimiento terico ycompararlo con el prctico a fin de obtener un valor ndice comparativo quedeterminara el rendimiento operativo de dichos equipos y plantear adems uninstructivo para analizar los datos que se obtienen del proceso productivo.

El anlisis del sistema plantea los siguientes problemas5

a determinacin de la composicin qumica en todas las operaciones dedonde la tecnologa de mitigacin a sido instalada.

$eterminacin estadstica de valores centrales promedios para su estudio.

!lanteamiento de un balance de materia en el proceso de recuperacin.

El estudio los rendimientos del sistema implementado con los rendimientos

cuando la planta no contaba con esta tecnologa.

$iseCar un instructivo que pueda ser empleado en la


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.2 DE)CRIPCION DE (O) E3UIPO) IMP(EMENT'DO) EN E( PRO1R'M' DETR'T'MIENTO PRIM'RIO DE( '1U' DE OMEO TROME( 0 (' CE(D' DE*(OT'CION D0'*

.2.&.El RE1'INER TROMME(. Es un equipo diseCado para ser usado enaplicaciones donde las condiciones de alimentacin son e)igentes y variables, operacon alta eficiencia en la separacin de slidos, aun en presencia de grasa, presente enlos efluentes, el Re5ainer Tro66el, puede operar en una sola unidad hasta % 111m = h, simplificando las instalaciones y reduciendo los costos de inversin. 8uoperacin y limpieza con doble spray, permite separa liquidos con alta concentracinde aceite. El equipo consta de un tambor rotatorio construido de con malla onson,el cual es alimentado interiormente, ingresando el liquido a una cmara dealimentacin con un doble vertedero lateral doble y regulable de diseCo hidraulicoe)clusivo que permite una distribucin uniforme del caudal sobre la malla, el liquidovertido, favorecido por el efecto centrifugo sobre la malla curva, es e)traido

eficientemente a trav-s de las aperturas de las mallas dispuestas en formaperpendicular al flujo, mientras los slidos retenido son transportados, hacia el e)tremode descarga por medio de aletas distribuidas helicoidalmente en la superficie interiorde la malla.El material con el cual esta construido es de acero ino)idable "383 10 %+, cone)epcin de la base de montaje, fabricada en acero carbono con proteccin.a malla Hohnson que se emplea en la construccin del 6egainer :rommel es la clave,esta distingue claramente de otras como planchas perforada o malla tejida por suforma construtiva de ranura continua con perfil triangular. Esta forma le otorgapropiedades muy eficiente de operacin. a gran area abierta, la ranura continua de lamalla ofrece un gran porcentaje de rea abierta permitiendo tratar el mayor caudalpsible., esta abertura triangular abri-ndose hacia el interior slo permite dos puntos

de contacto a la partcula, lo cual reduce al minimo la colmatacin y la obturacin.En los equipos se aplica el principio de operacin, Esto es, las ranuras se disponen enforma perpendicular al flujo, permitiendo un efecto de e)traccin o corte de pequeCaslminas liquidas hasta eliminar totalmente el lquido libre, favorecido, por el efectocentrfugo de la velocidad sobre la superficie curva.


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*OTO1R'*I' N &. I)T' INTERIOR DE( TROME(

.2..D0'* *(OT'CION DIN'MIC' POR 'IREEl sistema $F"I se utiliza mejor en la primera fase de pretratamiento del aguaefluente. *a demostrado eficacia en el tratamiento de efluentes de la industria carnicay de lcteos crudos y esencial antes del tratamiento biolgico convencional. ?traventaja es la alta tasa de transmisin de o)geno facilitada por el mismo dispositivo deaireacin. En la industria de curtidos, esto permite la o)idacin de los sulfurosconjuntamente a la aplicacin de la eliminacin de slidos. En muchos casos se puedeutilizar el sistema $F"I sin aportacin qumica, sin embargo, con la mayora de losresiduos organicos si se desea una eliminacin del grado $D? del mas del +1; sepuede lograr en una fase de pre 7 tratamiento, mediante dosificacin qumica,

floculacin y flotacin.!or ello el sistema $F"I, con el equipo de dosificacin qumica y floculacin se puedeutilizar para eliminar importantes sobrecargas de $D?, tanto de forma continua comoen sistuaciones de sobrecarga de $D?, tanto continua como en situaciones desobrecarga de emergencia. #ediante el empleo de floculantes, se puede precipitarmaterial coloidal haci-ndolo flotar junto con la presencia usual de grasa y slidossuspendidos en el efluente.DE)CRIPCION DE( E3UIPO.El equipo consiste en un tanque rectangular divido en cuatro secciones principales verIigura AB /que son las siguientes5

". a seccin de aireacin que contiene los dispositivos deaireacin por aire inducido.

D. a seccin de flotacin@. a canalizacin de descarga de slidos con tornillo helicoidal.$. a canalizacin de agua residual clarificada y vertedero

ajustable.El agua residual a tratar entra en la seccin de aireacin, en la cual esta instalada eldispositivo de aireacin dinmica. El agua residual fluye hacia arriba donde se mezclacon las microburjas producidas por el dispositivo de aireacin. Este dispositivo es unamaquina que transmite el aire desde el espacio por encima de la superficie del aguahasta una zona por debajo de la superficie mediante un tubo de aspiracin. Eldispositivo de aireacin funciona por el principio de la creacin de un vaco. El aire esabsorbido por la mquina desde la atmosfera para llenar el vacop en donde se creanlas burbujas y luego flota hacia la superficie como un h-lice que sube. El o)genopresente en el aire se transmite al liquido.El desequilibrio de la densidad entre la masa de aire 7 agua y la del liquido ms alejadocrea un flujo de la masa hacia arriba que arrastra las partculas de residuos hasta lasuperficie. En el camino, las burbujas de aire se pegan a las partculas y al llegar a lasuperficie, la partcula se aguanta y se mantiene all por las burbujas. En la superficiede agua, el aire se distribuye radialmente clarificando los slidos.os slidos en flotacin se sacan peridicamente mediante un mecanismo de rascadoque se mueve por encima a lo largo de la superficie del lquido y empuja el material enla superficie de la parte de la entrada del tanque hacia la parte de la salida. osdispositivos de rascado, estan montados en cadenas en ambos lados. a cadena seacciona mediante un sistema de eje y piCon conductor, activado por un motoreductoir

de 1,' @4 con variador de velocidad. Este motorreductor se monta en la parte lateraldel tanque, los dispositivos de rascado se mueven a lo largo de la anchura total del


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tanque y llevan el fango a la superficie, subiendolo por una rampa metlica hacia lacanalizacin de descarga de slidos, realizada por un tornillo sin 7 fin.Jn panel deflector, de diseCo especifico, separa la seccin de flotacin. "dems de

crear microburbujas de aire, el dispositivo de aireacin crea aspiracin por la zonainferior del deflector. Esta accin de aspiracin, recircula importantes cantidades delquido del fondo del tanque hacia la seccin de aireacin y luego lo hace volver a laseccin de flotacin. $e esta forma se asegura una fliotacin continua del contenidoen el tanque, incluso en la ausencia de caudal entrante. Es esta la caracteristicadiferencial de este sistema de flotacin que prodramos definir como dinmica frente ala esttica convencional.

*OTO1R'*I' N CE(D') DE *(OT'CION

.4. E( PRO1R'M' DE TR''OEl programa de investigacin se seguido se enmarca en el diagram de redesmostrados en el presente $iagrama de Ilujo.


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*I1UR' N & DI'1R'M' DE *(UO DE TR''O PRO1R'M' P'R' E( 'N'(I)I) DE( )I)TEM' DE MITI1'CION


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DI'1R'M' DE TR'4'7O EN (') OPER'CIONE) DE MITI1'CION DE UN' P('NT' DE /'RIN'

E3UIPO) DE E)T'CION DE 4OM4EO, DE)'1U'DORE), TROME( 0

CE(D' DE *(OT'CION

!E8@"$?

"


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.:. E( PROCE)O PRODUCTIO DE /'RIN' DE PE)C'DO 0 (' TECNO(O1I' DE MITI1'CIONM'RC'D' EN ';U(

El estudio se realizo sobre las operaciones del :rommel y de las @eldas de Ilotacin.*I1UR' N PROCE)O DE E('OR'CION DE /'RIN' DE PE)C'DO 0 )U )I)TEM' DE TR'T'MIENTO DE'1U' DE OMEO


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PE)C'DO


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.". Mo%elo Mate6?tico

.".&. Ecuacin %e alance %e Materiales.El modelo matemtico propuesto es del tipo fenomenlogico el cual se fundamenta enel principio de conservacin de la materia y en los dos primeros t-rminos de la serie de:aylor

El agua de bombeo con un flujo msico de entrada me/ y una composicin en slidostotales )s/, grasa )g/ y humedad)h/, ingresa a un sistema de tratamiento primariocompuesto por un tamiz rotatorio y una celda de flotacin, donde se recupera unmaterial particulado m/ y espuma m%/ dando una masa total tal como #, la cual tieneuna composicin de slidos totales#s/, grasa #g/ y humedad #h/, para ingresar alprocesamiento de harina y aceite de pescado, y evacuando al emisor submarino unefluente de agua de bombeo tratada ms/, con una composicin de slidos totales

ms%/, grasa mg%/ y humedad mh%/.

*I1UR' N 2 E)TRUCTUR' DE( MODE(O *I)ICO DE TR'T'MIENTO

T'(' N & E)TRUCTUR' DE( MODE(O M'TEM'TICO

DI'1R'M' DE *(UO DE( )I)TEM' DE TR'T'MIENTO

Entradas "cumulacin 8alidas

"gua de bombeo I/ "gua de bombeo tratada /

me5 f lujo msico ms%5 contenido de slidos

ms5 contenido de slidos mg%5 contenido de grasa

mg5 contenido de grasa mh%5 contenido de humedad

mh5 contenido de humedad

8istema de tratamiento de agua de

bombeo. :romel y @elda de Ilotacin/

# 5 masa total particulas N espuma/

#s5 @ontenido de slidos

#g5 @ontenido de grasa

#h5 @ontenido de agua

#aterial acumulado/


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Entra%a .t .t


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cual se empleo la 6egla de 8impson. @on est premisa se plantea las ecuacionespara 8lido totales,


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III. Resulta%os2.&. Datos %el '5ua %e o6Aeo # a5ua %e Ao6Aeo trata%a.

TaAla N 2 alores %e la co6Bosicin u6ica %el '5ua %e Ao6Aeo * # '5ua %e o6Aeo Trata%a

'1U' DE OMEO * '1U' DE OMEO TR'T'D'

N

F %e u6e%a%

GsF %e 5rasa

G5F %e sli%os

GF %e sol.Total

GTF %e u6e%a%

Gs&F %e 5rasa

G5&F %e sli%os

Gs&F %e sol. Total

GT&

% &,0% %,20 ',' +,'& &0,(9 1,+( 0,'' ',22

2 &,99 2,19 0,&0 (,12 &',2& %,'2 ,&+ ',09

&,(1 2,1 0,11 +,1 &',91 %,(% 2,0& 0,210 &0,+ %,%9 0,0+ ',+0 &',12 1,(( 0,21 0,&(

' &2,'2 %,(9 ',(2 (,09 &0,0 %,%' 0,'% ',++

+ &,2 %,0' ',2 +,(( &',1 %,1& ,99 0,&(

( &2,2+ %,2( +,0( (,(0 &0,&0 1,(2 0,0 ',1+

9 &,9( %,&( 0,%+ +,% &',%& 1,9+ ,&' 0,9%

& &,22 2,'+ 0,22 +,(9 &',' 1,9 ,+0 0,0(

%1 &%,%0 ',91 ,1+ 9,9+ &2,&0 2,%( 0,9& (,1+

%% &,09 %,2' ',2( +,'2 &',00 1,(' ,9% 0,'+

%2 &%,1& 2,1' +,9+ 9,&% &','1 1,%2 0,9 0,'1

% &0,9 1,(9 0,& ',%( &',(& 1,2 ,9& 0,2%

%0 &%,91 ,1( ',% 9,21 &,0( %,&& 0,'0 +,'

%' &0,1 1,9' ',%0 ',&& &',%9 1,% 0,'% 0,92

%+ &,&0 2,1 0,( +,(+ &',% 1,+0 0,2 0,9(

%( &2,0& %,0& +,12 (,(% &',(2 1,21 0,19 0,29

%9 &',9 1,+( ,&' 0,+2 &',99 1,0 ,(9 0,%2

%& &1,0% ,'9 +,1% &,'& &,'( 2,%' 0,29 +,0

21 &0,% 1,+& 0,%9 0,9( &',++ 1,0 ,&% 0,0

2% &',%& 1,'2 0,2& 0,9% &',(' 1,' ,&1 0,2'

22 &',20 1,(' 0,1% 0,(+ &',+' 1,& ,&+ 0,'

2 &0,&2 1,92 0,2+ ',19 &','' 1,'( ,99 0,0'

6omed. 92,4" &,74 4,87 ","& 9:,&! !,87 4,!7 4,94

4.ma). 9:,28 :,8! ",8" 9,:9 9:,88 ,&7 4,89 7,!"

4.min 9!,4& !,: 2,!" 4," 9,94 !,& ,49 4,&

$esviac. &,42 245- -435 24,5 -46- -47+ -4,8 -462


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'Blicacin %e las ecuaciones :, " # 7 a la taAla N 2

Ecuacin para la masa de slido (Ms):

TMdtxWdtxFMn

t

n

tsss

.97,46...1 1

1. = =

= =

Ecuacin para la masa de grasa (Mg):

TMdtxWdtxFMn

t

n

tggg

.90,19...1 1

1. = =

= =

Ecuacin para la masa de agua (Mh) 5

TMdtxWdtxFMn

t

n

thhh

.32,161...1 1

1. = =

= =

TaAla N %e resulta%os %el alance %e 6ateriales

*umedad ((,00 ;

8lidos totales 22,'' ;

@ontenido de grasa &,'+ ;

:otal de material recuperado 219,2& :#

$e acuerdo a los valores obtenidos se puede determinar un rendimiento teorico de lossistemas de recuperacin, basados en un balance de materias Entradas O 8alidas/, locual da como resultado5

!romedio obtenido por da 2 dias de muestreo/ y sobre una base de clculo de %11:# de agua de bombeo5

TaAla N c?lculo teorico %e oAtencin %e /arina # aceite %e Besca%o.

*arina %,0' :#

"ceite 1,( :#

TaAla N c?lculo %e ren%i6ientos %el siste6a %e recuBeracin Tro66el # D#aH.

8lidos recuperados del agua de bombeo 1,99 ;


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2.. 'n?lisis %e Re5resin entre el Conteni%o %e u6e%a% # el Conteni%o %esli%os, Bara el '5ua %e o6Aeo # '5ua %e o6Aeo Trata%a.

2..&. Correlacin entre el conteni%o %e sli%os totales GT # conteni%o %eu6e%a% Gs Bara el a5ua %e Ao6Aeo

*i5ura N 4 Correlacin entre los sli%os totales # conteni%o %e u6e%a%en el a5ua %e Ao6Aeo

Ecuacin ineal 5 sT xx .9837,055,98 =

62O1,&((

4alor de la pendiente5

Relacin sli%os totales # conteni%o %e u6e%a%

y =-0.9837x +98.55

R2=0.9737

0

2

4

6

8

10

12

90 91 92 93 94 95 96

% contenido de humedad


20/32

humedadde

totalesslidos

dx

dx

T

s

.%.

.%..9837,0=


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2.. Correlacin %el F %e sli%os totales # F u6e%a% %el a5ua %e Ao6Aeotrata%a.

*i5ura N : Correlacin entre el conteni%o %e sli%os # el %e u6e%a% en ela5ua %e Ao6Aeo trata%a.

Ecuacin ineal 5 sT xx .9728,053,97 =

62O1,+1+ 4alor de la pendiente5

humedadde

totalesslidos

dx

dx

T

s

.%.

.%.

.9728,0=

Correlacin %e F sli%os totales # F u6e%a%

y =-0.9728x +97.537

R2=0.6036

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

92.5 93 93.5 94 94.5 95 95.5 96 96.5

%de humedad


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2.. Co6Bosicin u6ica %e los Hluos %e entra%a # sali%a %el siste6a %erecuBeracin # @alores oAteni%os %e acuer%o a las ecuaciones &&,& # &2.

Ecuacin general para cada subsistema5

SalidasEntradas =

SPM =+ %%/

Ecuacin para el balance de slidos5SxPxMx

.321 .. =+ %2/

Ecuacin para el balance de grasa

SgPgMg ...321

=+ %/

Ecuacin para el balance de humedad

ShPhMh ...

3211

=+ %0/

Aomenglatura5

M5 flujo de entrada a cada subsistemaP5 flujo de entrada a cada subsistemaS5 flujo de salida de cada subsistema.xi5 contenido de slidos.gi5 contenido de grasa.hi5 contenido de humedad

TaAla N 4 Co6Bosicin u6ica %e los Hluos %e entra%a # sali%a %el siste6a %etrata6iento Hiltro rotatorio # cel%a %e Hlotacin # resulta%o %e losc?lculos.

No'bre To!ela$as 9 s%li$os totales 9 "rasa 9 $e u'e$a$

Materia prima 100,00 19.60 9,43 70,97

Agua de mar 100,00 4,03 - 95,97

Mezca 200,00 11,81 4,72 83,47

!e"cad# de"aguad# 92,02 19,49 9,22 71,29

Agua de $#m$e# 107,97 5,27 0,88 93,85

!art%cua" recuperada" 6,01 12,53 2,1 85,37

Agua de $#m$e# 1 101,97 4,84 0,81 94,35&"puma 3,37 4,85 17,5 77,65

Agua de $#m$e# 2 98,60 4,83 0,25 94,92

TaAla N : Co6Bosicin u6ica %e los Hluos %e entra%a # sali%a %el siste6a %e

trata6iento Hiltro rotatorio # cel%a %e Hlotacin, # resulta%o %e losc?lculos.


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30/32


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iAlio5raHa

"yala, H. F !ardo, 6. %&&'/ Optimizacin por Diseos Experimentales. @oncytecima 7 !er.

@zysz. . %&&1/. Manual de disposicin de aguas residuales. Ed. @E!38.ima 7 !er.

tratamiento de agua de bombeo

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