Explotaciones ganaderas: Tratamientos de agua para el consumo animal

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Explotaciones ganaderas: Tratamientos de agua para el consumo animal

agua para el consumo animal

La calidad del agua es de vital importancia en las explotaciones ganaderas, ya que afecta a la productividad y sanidad de los animales y a los alimentos con los que entra en contacto. Es un nutriente muy importante a tener en cuenta en las explotaciones ganaderas dado que interviene en la cadena alimentaria por ser parte de la alimentación de los animales y tiene incidencia directa en los ciclos biológicos y es de determinante para mantener unas constantes fisiológicas adecuadas.

El consumo de aguas sin tratar y contaminada bacteriológicamente puede producir al ganado mamitis, diarreas, metritis, abortos y abscesos, las aguas con pH básico producen cistitis, nefritis, metritis, alteraciones reproductivas y problemas locomotores, la presencia de nitratos produce dificultades reproductivas, alteraciones nerviosas, problemas renales y problemas de crecimiento, y las aguas con presencia de niveles altos de sulfatos producen diarreas inespecíficas en lechones.

No existe legislación específica que regulen los parámetros para el agua de consumo de los animales, pero, al menos debe reunir las siguientes características:

Sistemas de tratamiento de aguas para consumo animal

Conocer y controlar los parámetros microbiológicos y físico-químicos del agua destinada a la bebida de los animales es una práctica eficaz para aplicar el tratamiento adecuado y disponer de un agua de calidad en la explotación.

Excepto en raras ocasiones, no se puede utilizar sin ningún riesgo el agua tal y como se encuentra en la naturaleza, sin aplicar ningún tratamiento. Generalmente, las aguas sin tratar no suelen estar libres de agentes infectantes, como bacterias, además de contener sólidos en suspensión, dureza elevada y valores de pH no adecuados, por lo que antes de aplicar desinfectantes es importante tratar el agua.

Aplicar el tratamiento adecuado a la situación concreta de cada explotación redundará en un beneficio sanitario y económico.

  • Ósmosis inversa: se utiliza para conseguir agua pura y poderla utilizar como agua potable. La técnica consiste en el traspaso de agua desde una disolución diluida a una disolución concentrada a través de una membrana, sólo el agua pasa a través de la membrana y la dilución concentrada se iguala a la dilución diluida, quedando las sales retenidas. Es el tratamiento más adecuado para eliminar sulfatos, manganeso, aluminio, cobre, níquel, zinc y pesticidas, entre otros.

  • Floculación: se realiza mediante coagulantes químicos como las sales de y forman flóculos sólidos de hidróxidos metálicos.

  • Descalcificación: este sistema es necesario para tratar aguas de elevada dureza, que viene dada por elevados niveles de iones de calcio y de magnesio. Para la descalcificación se utilizan resinas que intercambian los iones de calcio y de magnesio por iones de sodio y de potasio, que son inocuos.

  • Regulación del pH: es muy importante para una correcta desinfección posterior. Para regular el pH se utilizan ácidos.

La desinfección del agua

  • Cloración: consiste en la administración de cloro al agua para eliminar las bacterias y otros contaminantes microbianos. Para que sea efectivo, el cloro tiene que estar cierto tiempo en contacto con el agua. Su eficacia se reduce con un pH alto, con temperaturas elevadas y con presencia de materia orgánica.

  • Dióxido de cloro: Es también un desinfectante muy efectivo y menos sensible al pH y a la presencia de materia orgánica que el cloro, sin embargo, el coste de instalación es elevado, aunque el del mantenimiento es bajo.

  • Peróxido de hidrógeno: Es un potente agente oxidante. Reduce la contaminación microbiológica y no aporta ni sabor ni olor al agua, aunque tiene el inconveniente de que necesita dosis elevadas para ser efectivo, por lo que su coste es alto.

Beneficios

Los sistemas de tratamientos permiten mantener la potabilidad del agua en el tiempo, aumentar el consumo de agua y pienso, reducir el riesgo de infecciones, reducir las dosis de antibióticos así como mejorar el resultado de las medicaciones vía agua, descenso de mortalidad por Clostridium spp., descenso de metritis en cerdas en la primera fase de gestación, aumento de consumo de pienso (y por tanto mejora de la condición corporal de la cerda a la salida de paridera) mejora de los consumos, crecimientos y homogeneidad de los lechones (tanto en maternidad como en transición) y descenso de patologías digestivas en parideras, lechoneras y cebo, reduciendo los costes de medicación.

Bibliografía:

  • El agua en Ganadería Ecológica
  • Calidad de agua y su higienización
  • La calidad de agua y sus diferentes usos en ganadería. Selecciones avículas

Explotaciones ganaderas: Tratamientos de agua para el consumo animal

 

Ventajas en la automatización de plantas de tratamiento de aguas

La automatización y el control, es fundamental para un correcto funcionamiento de los procesos de una planta depuradora.

En el tratamiento del agua, uno de los objetivos perseguidos, es el ahorro energético, que incide directamente en el ahorro de costes.

Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR)

El tamaño de una EDAR influye en los costes energéticos. En una EDAR de mayor tamaño, se tienen menores costes energéticos, a diferencia de las que se obtienen en una EDAR de menor tamaño, que son mayores.

Así pues, los costes energéticos en una explotación de EDAR suponen un porcentaje medio del 56%, por lo que toda mejora en este valor implica una reducción importante de los mismos. En cambio, si nos centramos en el consumo energético en los procesos, estos dependen de si son procesos unitarios los que componen la instalación, de la configuración seleccionada y del tamaño de la misma. En una EDAR estándar, el consumo eléctrico principal proviene de la aireación del tratamiento biológico y suele representar un 50-80% del consumo eléctrico total. La deshidratación de los fangos también representa un consumo significativo, alrededor del 10%, y el consumo de los bombeos es variable y depende mucho de la configuración y de las cotas de agua a salvar.

La tecnología de la automatización permite ahorrar costes energéticos, aunque para conseguir este objetivo conviene analizar los niveles de automatización, de los cuales se contemplan tres: básico, control PID, porque reaccionan al error ya producido de forma proporcional (P), integral (I) y derivativa (D); control predictivo avanzado, que permite ajustar automáticamente los parámetros del modelo predictivo a la relación causa-efecto del proceso y a sus variaciones con el tiempo, el control adaptativo predictivo (AP); y gestión de energía, o conjunto de algoritmos de análisis robustos y probados que proporciona una gestión del sistema eléctrico en tiempo real de alta velocidad de operación, disponibilidad y de entorno de modelado integral.

En resumen, la automatización, con independencia del nivel, reduce costes y produce ahorro en la explotación de las plantas de tratamiento de aguas.

Automatización EDAR

Conclusiones: Está comprobado que las soluciones de automatización logran, en algunos casos, ahorros de hasta un 40% en sistemas convencionales, siempre que se apliquen en todas las fases de la instalación: ingeniería, producción y servicios. Y existen múltiples ejemplos donde pueden aplicarse: control de bombas en estaciones depuradoras de aguas residuales; monitorización y control automático de los sistemas de depuración y/o de abastecimiento; diagnóstico, evaluación y mantenimiento de datos en plantas de tratamiento y redes de agua para evitar interrupciones en los procesos; inspección de cuencas; control de procesos; ahorro energético en el suministro de agua potable; control de válvulas, actuadores e instrumentación; integración de estructuras; gestión de la infraestructura eléctrica de las redes de alimentación; soluciones de comunicación; etc.

El objetivo de los sistemas de automatización y control de EDAR, es supervisar y controlar en tiempo real las instalaciones objeto de estudio desde el control, con el fin de optimizar:

  • El mantenimiento de la calidad del agua tratada.
  • Los costos derivados de la explotación de la planta.
  • Las tareas de operación y supervisión.
  • El funcionamiento de los equipos.

Y conseguir:

  • Un alto grado de seguridad tanto del personal como de las instalaciones.
  • La reducción de daños por avería.
  • La obtención de informes, gráficos, históricos, etc.

Servicios en la automatización de plantas de tratamiento de aguas:

  • Automatización de procesos con control basado en PLC.
  • Manejo sencillo e intuitivo mediante Interface de Pantalla Táctil.
  • Sistemas de Supervisión por computadora con software SCADA.
  • Integración de equipos y Sistemas con Standard de calidad.
  • Sistemas de Telecontrol.
  • Soporte y asesoramiento técnico de emergencia.

Beneficios de la automatización de plantas de tratamiento de aguas:

  • Soluciones concebidas de principio a fin en función de los requerimientos y necesidades de los clientes.
  • Gestión integral de sistemas eléctricos y electrónicos con la implementación de sistemas de protecciones eléctricas y dispositivos de protección contra sobretensiones.
  • La automatización concebida como un todo, aplicando la normativa existente.
  • Experiencia en sistemas de monitoreo, control y automatización de procesos y tareas, teniendo en cuenta la expectativa del usuario final y el uso de la información generada por los sistemas.
  • Proyectos concebidos para operar en el largo plazo con posibilidad de realizar expansiones futuras.

Comprende las actividades de:

  • Diagnóstico de sistemas instalados y acotamiento general de acuerdo con el reglamento técnico para el sector de agua potable y saneamiento básico.
  • Identificación y asesoría para la colocación de los instrumentos de medida.
  • Diseño de los sistemas eléctrico, electrónico, integrado de protecciones eléctricas y de ductos y cableados en norma RETIE.
  • Sistemas y equipos de comunicaciones: tableros de potencia y de control, actuadores, válvulas y dosificación automática de químicos.
  • Equipos de lógica programable: sistema de adquisición y control, sistema SCADA de monitoreo y supervisión de procesos, para el control general de operación.
  • Adaptar los sistemas de tratamiento en la gestión, según la tarifa eléctrica que está contratada, asegurando el proceso del sistema.
  • Ingeniería de detalle con planos y especificaciones del proyecto de automatización: Conexionado y distribución del sistema.
  • Presentación y socialización del proyecto: inclusión al proceso de los diferentes actores que intervienen bajo criterios técnicos específicos.
  • Cumplimiento de los más altos estándares de calidad, ajustándose a la normativa vigente: NSR 10, RAS 2000, Norma RETIE, NTC 2050 y demás normas técnicas existentes.

Te ayudamos en lo que necesites, contáctanos: comercial@aemaservicios.com

Tecnología anaerobia en el sector de conservas vegetales

Tratamiento de aguas residuales con tecnología anaerobia en el sector de conservas vegetales: Ventajas del sistema Biotim ®UASB* frente al IC**

En el sector agroalimentario, y específicamente en el de conservas vegetales, se generan vertidos de naturaleza muy dispar dada la estacionalidad de las diferentes campañas. Además, dichos vertidos, se caracterizan por su buena biodegradabilidad.

Una importante cifra de depuradoras en este sector responden a tecnología biológica aerobia en sus diferentes configuraciones: convencional, SBR, etc. que frecuentemente son vulnerables a episodios de bulking filamentoso que de cara a la operación tiene como consecuencia la baja o nula decantabilidad del fango y baja calidad del verti­do final. La experiencia muestra que al introducir Tecnología anaerobia en el sector de conservas vegetales previos al tratamiento aerobio ya existente, se elimina este riesgo.

Los procesos anaerobios son idóneos en aguas residuales con altas concentraciones de materia orgánica de fácil biodegradación, por ello es indicado para sectores como el cervecero, papelero, azucarera, en general industrias agroalimentarias y de bebidas que procedan de productos de origen vegetal.

En este documento queremos compartir los principios básicos de los sistemas con tecnología anaerobia en el sector de conservas vegetales, con especial referencia a los aplicados en la industria como nuestro BIOTIM UASB y el IC, y las ventajas que resaltamos del primero.

Los sistemas de tratamiento anaerobios se basan en un proceso biológico el cual es operado y controlado bajo condiciones anaerobias (ausencia total de oxígeno disuelto) en el que se transforma de manera efectiva la DQO, DBO y SSV en una pequeña cantidad de biomasa y en biogás (producción de energía).

Los reactores UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), reactor anaerobio de flujo ascendente, son un tipo de biorreactor tubular que operan en régimen continuo y en flujo ascendente, es decir, el afluente entra por la parte inferior del reactor, atraviesa todo el perfil longitudinal, y sale por la parte superior. Son reactores anaero­bios en los que los microorganismos se agrupan formando biogránulos.

La tecnología para el tratamiento anaerobio a cargas altas constituye una tecnología madura. Al menos 1.200 plan­tas a escala industrial se han registrado en el mundo para el tratamiento de efluentes industriales (en la actualidad se estima que hay unas 2.500). El abanico de usos de esta tecnología es muy amplio, ya que el tratamiento anaero­bio de aguas residuales no se limita únicamente a la degradación en aguas residuales de contaminación orgánica.

Tecnología anaerobia en el sector de conservas vegetales

Caso práctico A. Comparativa UASB -IC: Tecnología anaerobia en el sector de conservas vegetales

A continuación, haremos hincapié en algunas ventajas del sistema Biotim ®UASB frente al IC Tecnología anaerobia en el sector de conservas vegetales:

1. Torre de recirculación exterior: pre-recirculacion (IC) VERSUS post-recirculación (UASB)

• La mezcla es MENOS efectiva con la pre-recirculación. Por el contrario, en la post-recirculación inyec­tamos el efluente ya depurado junto con el efluente sin tratar delante de un mezclador estático muy eficiente, garantizando un elevadísimo grado de mezcla. En la pre-recirculación se limita la mezcla introduciendo el efluente sin tratar en un tanque muy elevado (30 metros) consiguiendo un perfil de mezcla que desmejora de arriba hacia el fondo del tanque.

• Cuando mezclamos después del reactor anaerobio, efluente ya depurado, lo hacemos post degasifica­ción, esto es sencillamente menos CO2 dentro de la torre de recirculación, menos ácido y por consiguiente un pH mas alto, lo que se traduce en muchísimo menos consumo de NaOH versus pre-recirculación.

• El tanque de efluente anaerobio, después del reactor UASB – no antes -, es también un tapón cuando no hay producción de efluente desde la fábrica. De esta manera sólo nos limitamos a recircular, medir el pH y la tem­peratura para ver qué pasa en el reactor. Con un tanque delante del reactor anaerobio como en el IC, no medimos lo que pasa dentro del reactor.

2. Relación DQO / SST

La limitación del ratio DQO/SST a la entrada de una torre elevada anaeróbica (IC) es más “crítica” comparada con un reactor UASB. Una concentración elevada de SST “desestabiliza” el IC que trabaja a alta velocidad.

• El BIOTIM®UASB es un equipo robusto, un “todo terreno”. Soporta fluctuaciones estacionales de carga sin perturbaciones.

• El BIOTIM®UASB reduce la concentración de SST orgánica en el proceso. Resultado: el efluente tratado en un UASB contiene menor SST que el influente y por tanto MENOS carga para el aerobio posterior. En un IC, sucede lo contrario y por ende, alto riesgo de pérdida de fangos.

• Cuando procesamos patata, con significativa concentración de ALMIDÓN (molécula compleja) las aguas resi­duales presentan viscosidad y si se trabaja a alta velocidad como sucede en el IC, observamos arrastre y pérdida de fangos fuera del reactor.

• El BIOTIM®UASB con su elevada superficie de separadores trifásicos en el topo del reactor, minimiza la pérdida de fangos.

• El BIOTIM®UASB en el sector de vegetal, ultra congelados y conservas es un reactor productor neto de fango granular. Un subproducto muy valorado en el mercado.

3. Menor consumo de OHNa (sosa)

El consumo de sosa en una torre elevada anaeróbica (ej. IC) es mayor que con un BIOTIM®UASB.

NOTA: la inmensa mayoría de las instalaciones BIOTIM®UASB en el sector vegetal, ni siquiera cuentan con insta­laciones de dosificación de PQ.

El BIOTIM®UASB tiene separadores lamelares crossflow y con ello:

• No hay riesgo de espumas.

• No hay necesidad de dosificación de antiespumante, coagulante, etc.

• Mantiene alta concentración de fangos granulares.

• Mantiene el SST ‘almidón’ por más tiempo dentro del reactor (por su volumen de biomasa disponible y baja ve­locidad de trabajo) y lo hidroliza convirtiéndolo en Biogás. El almidón, un componente complejo, necesita tiempo, que no dispone en una torre elevada anaeróbica.

• Mayor conversión de DQO soluble (hasta 100%) que genera menos AGV. Menos AGV significa menos consumo de sosa.

• En carga pico el BIOTIM®UASB trabaja con una dosificación media de 0,3 eq/kg DQO eliminado, y máxima de 1 eq/kg DQO. Mientras que una torre elevada (ej. IC) o un EGSB trabajan en el rango 2-2,5 eq/kg DQO eliminado.

• Extra alcalinidad, en el BIOTIM®UASB se queda dentro del reactor, SIN necesidad de un plus de reciclo: el equi­librio CO2/HCO3 no espera a compensar el pH hasta ser recirculado.

• Todo el biogás producido en el primer metro de manto fango granular (abajo) cede toda su alcalinidad al reac­tor. Inmediatamente.

4. Desulfuración del biogás (Belgas®), SIN QUÍMICOS

Cuando el biogás a partir de procesos anaerobios se utiliza como combustible, el sulfuro de hidrógeno (H2S) debe retirarse para evitar problemas de corrosión en calderas y para reducir la contaminación del aire causada por SOx en los gases de escape que emanan de la chimenea.

La tecnología convencional para la eliminación de H2S ha sido la absorción química seca y el scrubber químico húmedo. Sin embargo, tales métodos químicamente basados resultan en altos costos de operación derivados del elevado consumo de producto químico y la eliminación de los residuos químicos (azufre elemental).

Para superar estas limitaciones, en la actualidad se impone el uso de bioscrubbers, que basan su funcionamiento en la eliminación biológica de azufre, sin el empleo de producto químico.

Como podemos apreciar debajo, en el ciclo del azufre, tenemos 2 sentidos: la superior o reductiva y la inferior u oxidante. Esta última transcurre con la participación de bacterias tipo Tiobacillus utilizadas durante mucho tiempo en procesos de desodorización mediante la oxidación de sulfuros.

 

En la desodorización de aire, la absorción del sulfuro en el líquido y su oxidación tienen lugar en un único reactor. Sin embargo, cuando desulfuramos biogás es necesario separar la fase de absorción de la oxidación propiamente dicha para evitar la incorporación de aire al biogás. Para cumplir con esta condición, tecnológicamente se recurre a utilizar un reactor de contacto gas líquido (Belgás) o bioscrubber que trabaja contra un tanque aireado (fango activo).

Esquema simplificado de un Belgas

Esquema simplificado de la absorción del sulfuro en el fango activo

Esquema simplificado de la absorción del sulfuro en el fango activo

En la torre de contacto (Belgas) el biogas circula en contracorriente con un flujo de fango activo que se alimenta y retira continuamente de la torre. El biogas cede por absorción el sulfuro contenido al líquido de una manera eficiente. El fango activo con el sulfuro absorbido retorna al reactor biológico aerobio donde se oxida completa­mente a sulfatos, NO azufre elemental que resulta un sólido a gestionar que se produce con el scrubber químico.

Considerando la elevada producción de sulfuro en la corriente de biogas 900 ppm, se sugiere implementar sesiones de lavado/limpieza o CIP del Belgas con solución de OHNa para evitar obstrucciones en el scrubber debido a un posible crecimiento orgánico.

Una sesión típica de CIP se programa una vez al mes o cada dos meses o incluso más, y aplica PUNTUALMENTE un aumento de pH mediante dosificación de sosa en el compartimiento de lavado (depósito más bajo negro de PEAD que veis en la foto adjunta). El pH para el lavado CIP debe establecerse aproximadamente 12. Durante 2 horas, el sistema BELGAS se lavara luego a plena capacidad por medio de las bombas de lavado de alimentación. Durante la limpieza de CIP, el líquido de lavado fluye hacia el compartimento de lavado y la válvula de la salida gravitatoria hacia la mitad del tratamiento aeróbico se cierra automáticamente. Al final del ciclo de lavado CIP, la válvula se abre de nuevo, y el líquido de limpieza CIP se bombea sobre el Belgas hacia el tratamiento aeróbico para una igualación y oxidación posterior.

Esquema Belgas EDAR La Zaragozana (Cervecería)

Esquema Belgas EDAR La Zaragozana (Cervecería)

La nueva biomasa del tratamiento aeróbico fluirá de regreso al compartimento de lavado y el BELGAS estará ope­rativo de nuevo.

El Belgas comparado con otros sistemas scrubber químico altamente estable frente a variaciones de caudal y carga del reactor. No necesita una producción estable y uniforme en el tiempo.

El procedimiento clásico de lavado de biogás implica el agregado de OHNa continuo para mante­ner la alcalinidad y el pH del líquido de lavado (tampón HCO3Na-CO3Na2). Asimismo, se requiere de un agregado permanente de nutrientes (30 ml/kg de azufre eliminado) y aire para mantener la actividad de las bacte­rias responsables de la oxidación de lo sulfuros hasta azufre elemental, que como hemos dicho anteriormente es un fango que debe deshidratarse y gestionarse.

Debido al hecho de que parte del sulfuro es oxidado completamente a azufre elemental, se requiere una reposición periódica de líquido alcalino de lavado (OHNa) para mantener un nivel adecuado de concentración que haga posible la reacción química de absorción en la torre de contacto.

5. Gasómetro, no lo necesitamos (un equipo y un mantenimiento menos)

Desde que el reactor BIOTIM®UASB comienza a producir biogás, este se acumulará debajo del techo. El techo tiene 624m² de superficie, 288m² de estos son ocupados por los separadores de fase: quedan 336m2 debajo del techo mismo. Esto genera un volumen importante de tampón/gasómetro de 250m³ – máximo 300m³ de biogás.

Conforme el reactor produce más biogás, esta cámara se va llenando y una vez alcanzado los 25mbar, la válvula de salida hacia antorcha/caldera se abre, y es también con esta presión que el agua se ve empujada hacia debajo de los acumuladores de gas.

Durante la operación del BIOTIM®UASB, la presión varía entre estos 25 y 35mbar en operación normal, sin impacto a la caldera o antorcha gracias a este acumulador o gasómetro bajo techo del propio reactor. 

En caso de alta carga/producción biogás y que la antorcha y ni la caldera aguantarían la sobre presión generada encima de 55mbar, se abrirá automáticamente la válvula respiradora. Seguridad principal para no dejar inflar/soltar el techo del depósito.

En el peor caso de una falla concatenada, simultánea y total de todos los sistemas de la caldera, antorcha y válvula respiradora (mecánica – no automatizada), hay una abertura física que se abre al aire ambiente a 70mbar – una purga – tubo adentro del techo en contacto con el agua: el agua queda empujada abajo por extra presión, el tubo de 70cm en el techo ira liberarse del agua dejando escapar el biogás hacia afuera.

No hay rigurosamente una válvula reguladora de presión en el reactor: sólo en la línea a antorcha para activarla o desactivarla. Y hacia caldera para activarla o apagarla con baja presión.

Como podéis apreciar, este sistema está sumamente probado en varios centenares de plantas. Hay un know how de por medio, con todas las garantías necesarias.

6. El valor de las referencias en el sector de conservas vegetales

Desde 1965 en Bélgica no ha dejado de aumentar el número de empresas de vegetales congelados hasta 12 en la actualidad. Juntas son responsables de más de un cuarto de la producción europea de verduras congeladas.

Unión de industrias belgas productoras de vegetales

En su inmensa mayoría depuradoras con tecnología anaerobia BIOTIM®UASB.

Depositar la confianza de una inversión en manos de una empresa capaz de testimoniar con casos reales su ex­periencia previa en el sector y apoyarse en la evidencia de lo ya hecho bien anteriormente es un valor agregado.

Si desea obtener más información sobre estos sistemas, contacte con nosotros comercial@aemaservicios.com

 

UASB – Los reactores UASB (del inglés Upflow Anaerobic Sludge Blanket, reactor anaerobio de flujo ascendente) son un tipo de biorreactores tubulares que operan en régimen continuo y en flujo ascendente, es decir, el afluente entra por la parte del reactor, atraviesa todo el perfil longitudinal, y sale por la parte superior. Son reactores anaerobios en los que los microorganismos se agrupan formando biogránulos.

IC**  – El reactor de circulación interna (reactor IC) es una forma de digestor anaeróbico diseñado principalmente para tratar aguas residuales. El digestor típicamente prroduce biogás con una alta concentración de metano (c80%). En esencia el IC para mejorar las tasas de digestión y los rendimientos de gas. La huella del reactor IC es por lo tanto más pequeña. Sin embargo, es más alto debido a la mayor complejidad del reactor. El reactor IC típicamente viene como parte de un sistema de digestión anaeróbica de dos etapas donde está precedido por un tanque de acidificación e hidrólisis. Los efluentes que salen del reactor IC a menudo requerirán tratamiento aeróbico para reducir la bioquímica (DBO) y la DQO para descargar los niveles de consentimiento.

 Tecnología anaerobia en el sector de conservas vegetales

Depuradora de aguas residuales en el sector cervecero

Depuradora de aguas residuales en el sector cervecero: mediante tecnología anaerobia (UASB) + MBR

“Con el binomio UASB+MBR, AEMA garantiza para esta planta, menores costes de inversión, operación (CAPEX y OPEX) y una instalación compacta y ampliable.”

Aema, empresa española dedicada al tratamiento de aguas y depuración de vertidos industriales, apuesta de manera estratégica por nuevos diseños, persiguiendo la óptima gestión de la hidroeficiencia energética, la reutilización y la mejora medioambiental. Para ello, ejecuta instalaciones que  incluyen  nuevas tecnologías,  en colaboración y alianzas con grandes empresas multinacionales, y con la confianza de los clientes y grupos empresariales usuarios finales  de estas plantas de tratamiento.

EDARi La Zaragozana

EDARi La Zaragozana

Las industrias del sector de alimentación y bebidas generan aguas con alta concentración de materia orgánica compleja y de difícil degradación, como aceites y grasas. En la actualidad, estas aguas se tratan mediante procesos convencionales que requieren de un elevado consumo energético y producen una gran cantidad de fangos, y se desaprovecha su potencial de producción de biogás.

El Área de Ingeniería de AEMA continúa ampliando su cartera de referencias de depuración de aguas residuales en el sector cervecero. En este caso, el proyecto desarrollado se refiere a la la depuradora de aguas residuales de la fábrica de cerveza española con sede en Zaragoza, La Zaragozana, conocida comercialmente como Cervezas Ámbar. 

Esquema general de la planta

1.Introducción

Con esta actuación, La Zaragozana, demuestra su compromiso con el medio ambiente, promoviendo y emprendiendo diferentes actuaciones que permiten el desarrollo y crecimiento de la compañía de manera sostenible. En el diseño de esta planta, Aema ha incorporado soluciones que garantizan menores costes de inversión y mantenimiento, así como la consecución de una instalación compacta y ampliable, según necesidades.

El comportamiento sostenible y socialmente responsable de la industria, mejora su posicionamiento, ayuda a reducir costes, atrae inversión y minimiza riesgos.  

2.Tecnología Anaerobia (UASB) + MBR

El acuerdo contraído con La Zaragozana,  incluye diseño, construcción, puesta en marcha, operación y mantenimiento durante varios años. Esta depuradora ha sido el fruto de meses de intenso trabajo para Aema, analizando las demandas del cliente y su objetivo de contar con una depuradora moderna, flexible y con exigentes garantías de vertido. Tras la exploración de diversos escenarios y tecnologías disponibles, se ha optado por la combinación de dos tecnologías con el binomio UASB+MBR: reactor anaerobio tipo UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), combinado con un reactor aerobio con tecnología MBR (reactor biológico de membranas).

Ambas tecnologías complementarias, permiten la eliminación de la demanda química de oxígeno (DQO) disuelta en los reactores biológicos y de la materia particulada en suspensión (SPM) rechazada por la membrana, dando lugar a un efluente de calidad incluso superior a la exigida por la legislación vigente para vertidos de aguas al río.

 3.EDARi La Zaragozana

La EDARi, con una capacidad de tratamiento proyectada de 3.300 m3/d, integra las tecnologías anaerobia UASB y aerobia biorreactor de membrana (MBR) para la depuración biológica del vertido industrial de la cervecera.

Para este proyecto en concreto, las principales premisas que se han tenido en cuenta a la hora de diseñar la solución final han sido las siguientes:

  • Reducción de la máxima DQO con el mínimo coste energético.
  • Optima y mayor generación de biogás.
  • Aprovechamiento del espacio disponible, con un diseño que optimiza la superficie de suelo industrial.
  • Mínimo coste de canon de vertido.
  • Pay back de la inversión.

Todas estas premisas han sido determinantes para seleccionar un diseño basado en el proceso anaerobio UASB+MBR como la solución más adecuada para tratar este tipo de vertido.

4.Diseñar, sin perder de vista el futuro

Un buen diseño, lo hace todo más fácil. El éxito de una instalación depuradora de aguas residuales (EDAR), depende de su capacidad de operar asegurando de manera sostenida, el cumplimiento de los parámetros de vertido, en relación a la carga contaminante influente.

¿Cómo se consigue esta situación de  fiabilidad y con costes de operación asumibles?

La versatilidad del diseño permitirá futuras optimizaciones con el objetivo de reutilizar el agua depurada – agua regenerada – en los procesos internos de fábrica y que la planta de Zaragoza, se anticipe una vez más a nuevas exigencias de acuerdo con los estándares medioambientales de la compañía. Las posibilidades de reuso del agua depurada mediante tecnología de membrana (ej. Ósmosis Inversa) y desinfección (ej. Ultravioleta) buscarán mejorar a futuro el ratio de utilización de agua en la industria cervecera.

5.Ventajas tecnológicas

Esquema de un reactor BIOTIM® UASB

Esta nueva depuradora en el sector cervecero, confirma las ventajas intrínsecas de la tecnología anaerobia (UASB) que la hacen económica y tecnológicamente muy ventajosa frente a otras tecnologías de depuración.

En los tratamientos anaerobios no se requiere oxígeno (ahorro energético), se genera menor cantidad de lodo (residuos sólidos) y se produce un subproducto con alto valor agregado como es el biogás, susceptible de ser aprovechado.

  • Bajo consumo energético y simplicidad del funcionamiento.
  • Baja producción de fangos.
  • Los lodos se conservan (sin alimentación) por largos periodos de tiempo.
  • Bajos requerimientos nutricionales.
  • Reducida superficie de implantación.
  • Bajo consumo de productos químicos.
  • Reducción de costes de tratamiento.
  • Generación de biogás, que puede ser aprovechado como fuente de energía renovable.
  • Posible valorización de la biomasa en el mercado.
  • Diseño robusto, alto volumen de biomasa activa, resistencia a las perturbaciones de carga y temperatura con la más alta tasa de eliminación de DQO.

Para cerrar el círculo, aprovechando el contenido energético del biogás producido, la instalación se completa con la instalación de una estación de intercambio de calor en fases: precalentamiento del vertido con efluente depurado y calentamiento posterior con ayuda de una caldera de agua caliente.

Para la combustión del biogás y dando cumplimiento a la normativa vigente (RD 1042/2017) procedemos a la “desulfuración” del gas mediante un bioscrubber: un equipo que evita el consumo de producto químico empleando el fango activo del reactor aerobio como medio lavador de sulfuros.

En cuanto a la tecnología MBR, Aema es la firma española y primera en Europa en instalar y poner en marcha la nueva configuración de membranas de fibra hueca, ofreciendo lo más novedoso y viable, técnica y económicamente a la industria alimentaria, con más de 60 instalaciones en operación en todos los sectores. En este caso, esta tecnología, puede utilizarse como un proceso independiente o para “pulir” los vertidos pre tratados anaeróbicamente a una calidad adecuada e inigualable para su reutilización, cumpliendo además con los más estrictos límites de descarga en términos de MO, SS y nutrientes (N,P).

Instalacion MBR

Entre sus ventajas se encuentran:

  • Fácil operación y mantenimiento
  • Rápida implantación e integración con sistemas existentes
  • Reduce o elimina la desinfección
  • Baja presión transmembrana (TMP) de operación
  • Cumple con los límites más estrictos para materia orgánica, SS y nutrientes
  • La vida de servicio útil de la membrana puede ser mayor a 10 años
  • Ultra compacto, bajo espacio de implantación
  • Reduce producción de lodos y costo asociado de deshidratación más gestión
  • Eliminación de los problemas inherentes a la decantación del fango
  • Efluente de altísima calidad, apto para reutilización

Una ventaja importante del proceso de bioreactor de membrana, es que los sólidos del fango y biomasa, son totalmente retenidos en el bioreactor. Esto significa que el tiempo de retención de sólidos (SRT) en el bioreactor, se puede controlar completamente por separado del tiempo de retención hidráulico (TRH). Esto es diferente del proceso CAS o fango activado convencional, donde los “flóculos” que componen la biomasa, tienen que crecer en tamaño hasta el punto donde puedan sedimentar en el clarificador secundario. En un CAS, el TRH y SRT van acoplados, ya que el tamaño del flóculo y su sedimentabilidad está ligada al TRH.

Por último, el tiempo de retención de sólidos (SRT) tiende a proporcionar un mejor biotratamiento total. Esta condición favorece el desarrollo de los microorganismos de crecimiento más lento, específicamente nitrificantes. Los MBRs entonces son especialmente eficaces en la eliminación de N (nitrificación).

6.Resumen

Después de más de 15 años de operación con la tecnología MBR, AEMA ha sido capaz de innovar en la aplicación de esta tecnología en el sector industrial alimentario, mejorando los sistemas de control y autogestión, optimizando las estrategias de operación, adaptando los protocolos para traducirlos en un funcionamiento estable a lo largo del tiempo y con los más bajos costes de mantenimiento. Funcionan actualmente plantas instaladas y mantenidas por AEMA con esta tecnología, que operan en la actualidad con aquellas membranas originales de hace más de 15 años.

La fórmula y garantía de éxito de AEMA a lo largo del tiempo, descansa en haber dado forma y comprendido la ecuación y sinergia entre:

Estrategias de Control + Hidráulica + Proceso Biológico = AemaMBR

Para entender este concepto es importante darse cuenta de que TODAS las membranas sumergidas tienen un biofilm que debe gestionarse con el conocimiento que brinda la experiencia. Proactividad trabajando al servicio del cliente desde nuestros departamentos de E&M (Explotación y Mantenimiento), laboratorio de bioindicación y análisis, ingeniería de diseño, I+D.

La experiencia de AEMA en vertidos industriales, unida en esta planta depuradora a Waterleau (multinacional especialista en tecnología anaerobia), como socio tecnológico, prevé garantizar el resultado óptimo de este proyecto, tanto desde el punto de vista del sistema de depuración propuesto, como desde el punto de vista de la eficiencia energética, el aprovechamiento del exceso del biogás (calor) generado para la producción de fábrica y el calentamiento del vertido de la depuradora.

Luis Carlos Martínez Fraile (Director Técnico en Grupo AEMA)

Alicia Torres Fraile (Directora de I+D+i del Grupo AEMA y Directora Técnica en LABORATORIOS ALFARO)

Jorge Eduardo Rodríguez Rojo (Ingeniero Comercial. Gestor del proyecto La Zaragozana)

Depuradora de aguas residuales en el sector cervecero

Artículo técnico publicado en la revista FUTURENVIRO

 

 

Quinto aniversario del lanzamiento de nuestro blog aguasindustriales.es

Dicen las estadísticas que el 90% de los blog no superan el primer año de vida, si esto es cierto, ¡estamos de suerte!

CELEBRAMOS NUESTRO 5º ANIVERSARIO

CELEBRAMOS NUESTRO 5º ANIVERSARIO

Pasados cinco años desde su lanzamiento, más de 133.045 visitas y 3.812 suscriptores, el Blog www.aguasindustriales.es celebra un lustro compartiendo contenido de valor para apoyar a los profesionales de la industria encargados de resolver las dificultades y problemas relacionados con las aguas industriales.

Estamos agradecidos por su apoyo y participación y orgullosos de continuar aportando contenido de valor al área de ingeniería ambiental de las aguas industriales. Este foro es una manera de entender y llevar a la práctica la investigación aplicada y las mejoras en el diseño, instalación y mantenimiento de instalaciones de aguas industriales, residuales, de aporte y de proceso, en los diferentes sectores industriales.

Desde sus orígenes, el blog www.aguasindustriales.es ha tenido la clara misión de conseguir que las empresas encuentren respuesta a los problemas que surgen a diario con las aguas industriales. Lanzamiento de nuevos equipos, mejores prácticas, consejos, comparativa de tecnologías, casos de éxito, reportes técnicos e ingeniería…son algunos de los temas desarrollados en el Blog.

En estos años, hemos logrado establecer relaciones estables y fructíferas con una larga lista de empresas que visitan a diario el blog, en busca de contenido de valor para superar sus retos. En este sentido, creemos modestamente que este blog está contribuyendo eficazmente su granito de arena a orientar y ayudar a las empresas y profesionales a solucionar sus retos presentes y futuros con las aguas industriales.

Aprovechamos para compartir con ustedes algunos de los post más visitados (los que superan las 500 visitas):

Deshidratación de fangos EDAR con tornillos deshidratadores

Hay diferentes tecnologías para deshidratar los fangos procedentes de las plantas depuradoras de aguas residuales. Entre las más conocidas y utilizadas se encuentran los filtros banda, los filtros prensa, las centrífugas, y más recientemente, los tornillos deshidratadores, que están cobrando cada día más importancia gracias a la simplicidad de su tecnología y flexibilidad de operación. Es una alternativa que merece un análisis con mayor profundidad y por ellos centraremos su atención en este post.

El tornillo deshidratador es un sistema de tratamiento de aguas residuales eficaz, capaz de tratar muchos tipos de lodos y aguas residuales industriales en una sola unidad operativa. El interior de su estructura está compuesto por placas de anillos separadores cilíndricos fijos y móviles. El movimiento rotacional con el tornillo de paso variable proporciona un proceso continuo de deshidratación, y su diseño elimina las posibles obstrucciones.

Deshidratación de fangos EDAR con tornillos deshidratadores

Esquema de funcionamiento del equipo de deshidratación de fangos

       Esquema de funcionamiento del equipo de deshidratación de fangos

Este sistema está siendo implantado cada vez con más frecuencia por AEMA dado que estos alcanzan los más altos niveles de sequedad con fangos estabilizados aeróbicamente así como con fangos digeridos y fangos de flotación.

Este método de deshidratación de fangos EDAR con tornillos deshidratadores, está diseñado exclusivamente para ser un sistema completamente automatizado capaz de arrancar, operar y parar sin la intervención del operario. Debido a su diseño, es especialmente últil en la deshidratación de fangos industriales que generan lodos con un alto contenido de aceites y grasas, como puede ser en el caso de los mataderos, la industria alimentaria en general, la industria pesquera, textil, química,…

Deshidratación de fangos con tornillos deshidratadores

Deshidratación de fangos EDAR con tornillos deshidratadores

El tornillo deshidratador presenta una serie de ventajas que permitirán una atención mínima por parte del operario, agilizando su intervención en otros puntos de la depuradora.

  • Equipo sostenible:
    • Consumo energético extremadamente bajo (aproximadamente una décima parte del de una centrífuga).
    • Requiere muy poca agua de lavado, el consumo de agua es mínimo, únicamente necesario para el contralavado.
    • Nivel de ruido inferior a los 70 dB.
    • Ausencia de vibraciones.
  • Proceso de contra-lavado ajustable en frecuencia, y tiempo para mantener el sistema limpio (el equipo consta también de un sistema de anillos anti-obstrucción).
  • Baja exigencia de mantenimiento. Operación continua, segura y totalmente automática, con el mínimo estrés de operación.
  • Capacidad para tratar efluente de recirculación con un contenido en sólidos muy bajo. Alto grado de deshidratación del fango, y consecuentemente una reducción de los gastos de eliminación o gestión de residuos.
  • Equipo de reducido tamaño.
  • Fácil de operar y mantener: Debido a sus bajas revoluciones el desgaste es mínimo y es un equipo que puede trabajar las 24 horas sin interrupción sin que emana ruido ni gases.
  • Costes de recambio, normalmente bajos.
  • Larga vida útil.
  • Es posible diseñar unidades móviles.
  • Los anillos móviles, limpian el lodo de los boquetes, evitan la obstrucción y reducen continuamente el uso de agua para aclarar.

Aplicables a varios tipos de lodo:

  • Deshidratación de lodos biológicos provenientes de plantas de tratamiento de lodos activados, SBR, aireación prolongada u otra modalidad.
  • Deshidratación de lodos de plantas de tratamiento físico-químicas.
  • Deshidratación de lodos de faenas de limpieza de tanques.
  • Lodos o corrientes líquidas con sólidos que se requieran separar.

Los tornillos deshidratadores son aptos para un amplio rango de aplicaciones, y están disponibles en diferentes tamaños, para caudales desde 0,5 hasta 50 m3/h (10-1.500 kg. MS/h).

Si necesita más información sobre la deshidratación de fangos EDAR con tornillos deshidratadores, no dude en contactar con nosotros: comercial@aemaservicios.com

Deshidratación de fangos EDAR con tornillo deshidratadores

Mejoras en la aplicación de la tecnología anaerobia en el sector cervecero

Con el binomio UASB+MBR garantizamos menores costes de inversión y una instalación compacta.

Tecnología anaerobia (UASB) y MBR implantada en La Zaragozana

Tecnología anaerobia (UASB) + MBR implantada en La Zaragozana

Aema, empresa española dedicada al tratamiento de aguas, está apostando en estos últimos años por la adaptación de sus diseños, la óptima gestión de la hidroeficiencia energética, la reutilización y la mejora medioambiental. Para ello, está ejecutando instalaciones que ya incluyen  nuevas tecnologías, en colaboración y alianzas con grandes Empresas multinacionales proveedoras de las mismas y con la confianza de los clientes y grupos empresariales destinatarios de estas plantas de tratamiento.

Tras un largo estudio previo, durante el que se consideraron distintas tecnologías de tratamientos, la empresa cervecera La Zaragozana, se ha decantado por el sistema de depuración anaerobio tipo UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), combinado con un aerobio con tecnología MBR, propuesto por AEMA, para tratar los vertidos generados en su proceso de elaboración de cerveza.

En los tratamientos anaerobios no se requiere oxígeno (ahorro energético), se genera menor cantidad de lodo (residuos sólidos) y se genera un subproducto con alto valor agregado como es el biogás, susceptible de ser aprovechado.

Ventajas de la tecnología anaerobia (UASB):

  • Bajo consumo energético y simplicidad del funcionamiento.
  • Baja producción de fangos.
  • Los lodos se conservan (sin alimentación) por largos periodos de tiempo.
  • Bajos requerimientos nutricionales.
  • Reducida superficie de implantación.
  • Bajo consumo de productos químicos.
  • Reducción de costes de tratamiento.
  • Generación de biogás, que puede ser aprovechado como fuente de energía renovable.
  • Posible valorización de la biomasa en el mercado.

Las principales premisas que se han tenido en cuenta a la hora de diseñar el proyecto han sido:

  • Reducción de la máxima DQO con el mínimo coste energético.
  • Optima generación de biogás.
  • Aprovechamiento del espacio disponible, con un diseño que optimiza la superficie de suelo industrial.
  • Mínimo coste de canon de vertido.

Una vez más, la experiencia de AEMA en tecnología biológica aerobia y MBR,  unida en esta planta depuradora a Waterleau (multinacional especialista en tecnología anaerobia), va a garantizar el resultado óptimo, del proyecto de una importante Empresa del sector cervecero como es La Zaragozana (AMBAR), tanto desde el punto de vista del rendimiento de depuración, como del de la eficiencia energética, el aprovechamiento del exceso del biogás (calor) generado para la producción de fábrica y el calentamiento del vertido de la depuradora.

Mejoras en la aplicación de la tecnología anaerobia. Mejoras en la aplicación de la tecnología anaerobia en el sector cervecero.

Claves de depuración en la industria de subproductos cárnicos

Como recientemente tratamos en el post Depuración en la industria de subproductos cárnicos, las aguas residuales procedentes de la industria de aprovechamiento de subproductos de origen animal, se caracterizan por su elevada carga orgánica y sólidos en suspensión, y en algunos casos con elevados niveles de conductividad y/o aceites y grasas. También hay vertidos debidos a las aguas de condensación de la materia prima, que tienen elevados niveles de DQO y alta biodegradabilidad.

Claves de depuración en la industria de subproductos cárnicos

Los diferentes flujos de vertido de agua dentro de la planta de subproductos cárnicos (condensados del agua de formación de la materia prima, aguas de limpieza de la instalación, aguas de limpieza de los camiones de transporte) deben recibir un pre-tratamiento para reducir el efecto medioambiental.

Los sistemas de control y depuración de vertidos en este sector, se ven influenciados por el punto al que vierte la empresa, ya que si el vertido se realiza a cauce público, los límites son más restrictivos que si se realiza a un colector municipal, y por tanto los sistemas de tratamiento deben adecuarse para garantizar el cumplimiento de los límites establecidos.

En este post, vamos a ver las claves de depuración en la industria de subproductos cárnicos así como los posibles problemas y sus causas que puedan surgir en una línea de proceso típica para este sector:

Depuración en plantas de subproductos cárnicos

La mayor parte del agua que procede  de las plantas de transformación, también llamadas plantas de subproductos cárnicos (harinas cárnicas) surgen de los condensados resultantes de la extracción de la harina y proteína, con un alto contenido en NTK.  También tenemos otra corriente de agua derivada del proceso de limpiezas, que destacan por alto contenido en sólidos y grasas.

¿Qué empresas están incluidas en las plantas de subproductos cárnicos?

Incluimos en este sector, a las plantas de tratamiento de subproductos (categoría 1, 2 y 3, sandach) procedentes de mataderos (extensible a los subproductos de preparados de pescado).

En este tipo de industrias, es necesario distinguir entre pequeñas y grandes instalaciones, en función de la cantidad de subproductos tratados. Distinción obligada por el volumen de agua residual que generan, así como por el tipo de tratamiento que requieren los vertidos.

Depuración de aguas residuales en plantas de subproductos cárnicos

La generación de aguas residuales es el aspecto ambiental más significativo de la actividad de este sector, tanto por los elevados volúmenes generados, como por la elevada carga contaminante asociada a las mismas.

Las principales corrientes parciales que más contribuyen en volumen y/o carga contaminante al efluente final proceden de:

  • Condensados. Principal corriente. La mayor parte del agua procede de los condensados resultantes de la extracción de la harina y proteína. Esta corriente se caracteriza por presentar un alto contenido en NTK y DQO, y como viene de un destilado, no se aprecian ni sólidos ni grasas.
  • Limpieza de equipos e instalaciones. Aporta una parte importante del volumen del efluente final. Esta corriente destaca por el alto contenido en sólidos y grasas, además de una considerable carga de DQO y Nitrógeno.
Caracterización en plantas de subproductos cárnicos y de pescado

Ejemplo de caracterización en plantas de subproductos cárnicos

Sistema de flotación por aire cavitado (CAF)

¿Tiene problemas con sólidos en suspensión, aceites, grasas y coloides del agua en tratamiento?

Si la respuesta es afirmativa, quizás, la línea de tratamiento de su depuradora requiera de un sistema de flotación por aire cavitado (CAF). Este sistema se basa en la inyección de microburbujas directamente al caudal del agua residual sin previa aportación de aire y proporciona, mediante su impulsor de diseño especial, un elevado volumen de burbujas de diferentes tamaños. El gran volumen de aire modificada las condiciones físicas de la masa de agua, facilitando que las burbujas arrastren eficientemente partículas de pequeño y gran tamaño.

El sistema de flotación por aire cavitado (CAF) es un complemento importante cuando hay gran cantidad de grasas para que éstas sean eliminadas antes del proceso de homogeneización, evitando la entrada de gran cantidad de grasas a los homogeneizadores y posterior tratamiento con un sistema de flotación por aire disuelto (DAF)

¿Qué se consigue con el uso de un sistema de flotación por aire cavitado?

  1. Reducir el mantenimiento.
  2. Reducir la entrada de grasas y sólidos al sistema desde la cabecera.
  3. Reducir el consumo de reactivos al eliminar parte de las grasas de manera forzada pero sólo con aire.
  4. Reducir la DQO disuelta que pueda ser trasmitida en los tanques de homogeneización al permanecer menor cantidad de grasas y sólidos dentro de estos tanques.
  5. Reducir los problemas de acumulación de grasas en los homogeneizadores y en el sistema posterior, evitando problemas de obstrucciones y de capas no deseadas que generan problemas de olores.

Sistema de flotación por aire cavitado (CAF)

Principales aplicaciones del sistema de flotación por aire cavitado (CAF) de AEMA.