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Estación Depuradora de Agua Residual (EDAR) la Rioja: Dónde ahorrar en los consumos de agua de un matadero de aves
Las aguas residuales de las industrias avícolas contienen altas concentraciones de materia orgánica, sólidos suspendidos, grasas, nitrógeno y fósforo. Su composición y flujo generalmente varían dependiendo del proceso industrial, tamaño de las instalaciones, número de animales sacrificados, eficiencia en la recolección de la sangre y subproductos, consumo de agua por ave sacrificada y manejo del agua en el proceso industrial. En este sentido, no contar con un tratamiento adecuado de estos efluentes puede ser catastrófico tanto para la empresa como para el medio ambiente.
La industria avícola cuenta con una cadena productiva constituida por varias fases o eslabones como alimento, engorde y sacrificio; cada una con procesos que responden a necesidades particulares. La fase de sacrificio consta de varias etapas como la recepción de aves, sacado de jaulas y colgado, aturdimiento, desangrado, escaldado y desplumado. Luego pasan a un proceso de evisceración: Cortado de patas y cabeza, lavado de canales y enfriamiento. Ya por último pasan al proceso de despiece, clasificación y envasado.
En un matadero se consume agua en casi todas las operaciones, con diferentes fines (limpieza, transporte, enfriamiento, etc, con lo que se genera una elevada cantidad de aguas residuales. Estas aguas presentan una elevada carga contaminante, destacando el contenido en materia orgánica y grasas, además de sólidos en suspensión de pequeño y gran tamaño (plumas, huesos, restos sólidos orgánicos).
Antes de entrar a analizar en los consumos de agua más importantes en un matadero de aves, debemos estudiar las etapas que se pueden encontrar en las plantas de depuración de aguas residuales de mataderos aves:
Eliminación de sólidos: desbaste y tamizado
Cuando el agua residual llega a la cabecera de la depuradora arrastra una cierta cantidad de sólidos gruesos que deben ser separados para no impedir el correcto funcionamiento de los equipos posteriores. Para tal fin se pueden emplear rejas de gruesos para los sólidos de mayor tamaño y tamices para las partículas más finas.
Eliminación de grasas: desengrase
Es una operación imprescindible en el proceso de depuración de aguas residuales de matadero. Dichas aguas contienen un elevado porcentaje de grasas que, además de su carga contaminante intrínseca, pueden generar problemas en fases posteriores de la depuración como:
- Obstrucción de rejillas finas.
- Capa superficial en los decantadores, arrastrando a la superficie a partículas de materia orgánica impidiendo su sedimentación.
- Dificultades en la aireación durante el tratamiento biológico y contribución a la formación de “bulking”.
- Alteración en la digestión de los fangos.
- Incremento de la DQO.
Existen varios métodos de eliminación de grasas, como placas deflectoras, rasquetas de superficie, aunque el más utilizado es el de flotación.
Homogeneización
El vertido de aguas residuales de un matadero no es homogéneo ni constante, puesto que la actividad del matadero no es constante ni continua a lo largo de la jornada, ni a lo largo de la semana, el mes o el año. Es por ello que es necesaria una balsa de homogeneización, con objeto de que el agua entre en la planta depuradora siempre con las Tratamiento de fangos.
Las balsas de homogeneización deberán ser lo suficientemente grandes para absorber las puntas de caudal y carga contaminante, y conviene que estén provistas de agitación para conseguir una mezcla más homogénea y de aireación para evitar fermentaciones indeseadas.
Neutralización
Consiste en la adición de reactivos químicos al agua con objeto de modificar su pH, de manera que éste se sitúe en el rango adecuado para el tratamiento biológico (6,5 – 8,5). Los reactivos utilizados para este fin son ácidos y bases como cal, sosa, carbonato sódico, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico… También es posible neutralizar unas corrientes ácidas con otras básicas en caso que se disponga de ambas.
Tratamiento de los residuos del pretratamiento
Es necesario tener en cuenta que algunos residuos del pretratamiento de las aguas residuales de mataderos avícolas se clasifican en la categoría 2 del Reglamento (CE) no 1774/2002, por lo que deberán seguirse las directrices de dicho Reglamento para su adecuada eliminación.
Separación de sólidos en suspensión
La parte principal de este tratamiento es el decantador primario, en el que sedimentan los sólidos en suspensión. Esto en el caso de que las partículas presenten una densidad mayor que la del agua. En caso contrario, se practicará una flotación. Si las partículas están en estado coloidal, puede ser necesario añadir coagulantes y floculantes para facilitar la sedimentación de las partículas.
Tratamiento biológico
Se utiliza cuando las aguas son biodegradables, cosa habitual en las aguas residuales procedentes de mataderos.
Se pueden distinguir dos grandes vertientes dentro del tratamiento biológico: tratamientos aerobios, que son aquellos que se realizan en presencia de oxígeno, y tratamientos anaerobios, sin oxígeno. Las bacterias que intervienen en uno y otro caso son diferentes, así como los productos obtenidos.
Los sistemas aerobios trabajan en presencia de oxígeno y los productos obtenidos son el resultado de la digestión de la materia orgánica por parte de las bacterias aerobias, con lo que se obtiene CO2 y agua y biomasa (fango). Tras el tratamiento biológico aerobio se encuentra la decantación secundaria, en la que sedimentan los fangos producidos y se purgan periódicamente, recirculando una parte al reactor de tratamiento biológico, con objeto de compensar las pérdidas de biomasa. Estos sistemas aerobios se utilizan para cargas orgánicas bajas.
Los sistemas anaerobios trabajan en ausencia de oxígeno. El gas producido (biogás) tiene una composición diferente, 35% de CO2 y 65% de CH4 aproximadamente, y trazas de otros gases como sulfuro de hidrógeno, amoniaco, etc. Los sistemas aerobios pueden tratar aguas con mayor contenido en materia orgánica.
Eliminación de nutrientes
El nitrógeno se elimina por el fenómeno de nitrificación-desnitrificación, que se provoca instalando zonas anóxicas alternadas con zonas aerobias en el reactor biológico. La eliminación de fósforo puede conseguirse por precipitación o también de forma similar a la utilizada para eliminar el nitrógeno.
Desinfección
Dependiendo de dónde se vierta el agua, podría ser necesaria una desinfección (si se vierte a dominio público hidráulico, por ejemplo). En este caso, pueden utilizarse diversos métodos, como carbón activo, resinas de intercambio iónico, ósmosis inversa, etc. pero el más habitual es la cloración.
Tratamiento de fangos
La primera fase del tratamiento de fangos es el espesamiento, que se puede realizar por gravedad o por flotación. Después se procede a la estabilización de los fangos, que se puede realizar por medios físico-químicos (estabilización con cal) o biológicos (digestión aerobia o anaerobia). El acondicionamiento posterior de los fangos consiste en la disminución de la humedad por medio de un tratamiento térmico o bien por floculación química. Después se aplica una deshidratación, que puede hacerse por centrifugación o por filtración (filtros de banda, filtros prensa…). Finalmente deben eliminarse los fangos, existiendo varias posibilidades: aplicación al terreno, compostaje, incineración, etc.
El elevado consumo de agua se debe principalmente a la necesidad de mantener unos exigentes estándares higiénicos y sanitarios. El agua se emplea en su mayor parte en las operaciones de limpieza y desinfección de equipos, instalaciones y utensilios de trabajo, así como en el lavado de canales
Los principales residuos en los mataderos avícolas son fundamentalmente de carácter orgánico y corresponden a aquellos materiales sin valor comercial que deben ser gestionados adecuadamente, independientemente de su grado de valorización.
Principales consumos de agua en un matadero de aves
Los consumos de agua más importantes de un matadero se concentran sobre todo en las operaciones de escaldado y de lavado de las canales. También se produce un consumo de agua significativo en el desplumado, aunque algo menor que en los casos anteriores.
Los principales usos del agua en los mataderos son:
- Limpieza y desinfección de equipos, instalaciones y vehículos.
- Lavado de las canales.
- Escaldado y desplumado.
Los ratios de consumo de agua pueden ser muy variables, dependiendo entre otros factores: del tamaño de la planta, de su antigüedad, del grado de automatización, de los procesos aplicados y especialmente de las prácticas de limpieza y desinfección. El último factor depende a su vez de la distribución de las distintas zonas de la instalación y por ende, la superficie de suelo dedicada a procesos. El factor superficie de suelo es muy importante ya que para mantener unas adecuadas condiciones higiénicas es necesario su lavado y desinfección frecuente, con el elevado consumo de agua que ello conlleva. Además, la intensidad de la limpieza tras concluir las actividades diarias de sacrificio es igualmente elevada independientemente del número de pollos sacrificados. Dicho de otro modo, las necesidades de agua de limpieza y desinfección de la zona de sacrificio y faenado al final de la jornada, no son tan dependientes de la cantidad de animales sacrificados como del tamaño de la superficie de las instalaciones.
Por el contrario, otras actividades grandes consumidoras de agua dependen más del número de animales que entran diariamente, como puede ser la limpieza de vehículos y el muelle de vivos, el lavado de las canales, etc.
En la mayoría de las instalaciones, el único dato que se maneja es el consumo total de agua a través de las lecturas del contador general, y en pocas ocasiones se dispone de los datos de consumos parciales por proceso o en las operaciones principales.
Las posibilidades de reducción del consumo de agua mediante ahorros directos o mediante la reutilización de corrientes residuales internas están siempre limitadas al cumplimiento de las estrictas especificaciones de higiene que permiten asegurar la calidad y seguridad alimentaria de los productos.
Una de las operaciones unitarias que más necesidades de agua presentan es el escaldado. En los equipos de escaldado el consumo de agua puede presentar valores medios muy dispares entre unos mataderos y otros, debido a que existen varias alternativas tecnológicas al respecto. En cualquier caso el consumo de agua en este punto tiende a ser elevado, incluso en los sistemas que disponen de recirculación de las aguas de escaldado, ya que se debe realizar un aporte continuo para compensar las pérdidas debidas al agua que arrastran los animales a su salida del escaldador.
La etapa de desplumado también es consumidora importante de agua. Para conseguir la eliminación total de las plumas es necesario combinar la acción de los dispositivos de flagelación junto con un abundante duchado con agua a presión. Además, así se cumple otro objetivo como es el enfriamiento de la superficie del animal tras haber sido sometido a la temperatura del escaldador.
Entre las principales razones que provocan un excesivo consumo de agua podemos encontrar:
- Mala gestión del agua por cultura y comodidad.
- No contar con los elementos adecuados de inyección y recogida.
- Uso deficiente del agua de duchas.
- Escasos dispositivos de corte automático
- Inadecuados dispositivos de limpieza o bajo índice de recirculaciones. Implicación
- •directa sobre el coste de consumo y vertido del agua.
- Recuperaciones de agua e incluso reutilizaciones
Control Analítico e Inspección de Vertidos: Incumplimiento con los parámetros de vertido, en la industria de Harina de pescado en términos de DQO o Nitrógeno.
Control Analítico e Inspección de Vertidos
La actividad de la industria de harina de pescado puede ocasionar graves problemas de contaminación del agua. El proceso tradicional con que operan este tipo de plantas pesqueras debe contemplar un tratamiento de residuos industriales líquidos para evitar el impacto en el paisaje marino que pueda manifestarse por los residuos de aceites y grasas, sólidos en suspensión y otras sustancias. Para poder entender las principales razones de incumplimiento con los parámetros de vertido en términos de DQO o Nitrógeno, en as aguas residuales en este tipo de instalaciones veamos primero en que consiste el proceso de elaboración de harina de pescado y los principales efluentes.
Etapas del proceso para la elaboración de Harina de Pescado
1)Dosificación Del Antioxidante
Las grasas de las harinas de pescado se estabilizan mediante la adición de antioxidante, inmediatamente después de la fabricación.
Los antioxidantes son compuestos químicos que retardan la autoxidación.
La autoxidación supone que una molécula de reacciona con una molécula de lípido en un enlace no saturado para formar un peróxido, después que una o dos moléculas han sido activadas por medio de la absorción de una fracción de energía.
El peróxido formado tiene la facultad de activar nuevas moléculas formando nuevos peróxidos, y de esta manera se establece una reacción en cadena al menos que se disipe la energía en una reacción alternativa.
Si no se detiene la reacción, que es exotérmica, el producto se combustiona, bajan los pesos moleculares y adicionalmente se produce mal olor y sabor rancio.
2) Estudio De La Materia Prima
La calidad de la harina es dependiente de la materia prima y del proceso productivo; de estos dos parámetros el de mayor importancia es la materia prima, tan es así que se considera que su influencia en la calidad del producto final alcanza el 70 – 75 %.
Descarga Del Pescado
Al descargar el pescado en la fábrica se pesa y se muestrea para comprobar la frescura de los pescados
Operación De Cocción
La operación unitaria de cocción tiene como fin :
*Coagular las proteinas,
*Esterilizar los pescados con el fin de detener la actividad enzimática y microbiana,
* Liberar la grasa de las adiposas y el agua.
Pre-Desaguado / Pre-Prensado
Esta operación consiste en efectuar un drenaje previo al prensado con la finalidad de aumentar su capacidad.
6) Operación Prensado
La operación de prensado tiene como objetivo la separación de agua y grasa de tal forma que la torta de prensa contenga la menor cantidad posible de estos dos componentes y sea pobre en sólidos.
Operación De Centrifugación
Es la operación que utiliza la centrífuga para separar los diversos componentes que tiene el licor de prensa como son la grasa, sólidos solubles e insolubles y agua, en razón de su diferencia de densidades.
Operación De Evaporación
La evaporación consiste en la eliminación de vapor de un soluto relativamente no volátil, el cual suele ser sólido. Generalmente no se elimina completamente y el producto concentrado permanece en forma líquida, aunque algunas veces con una elevada temperatura.
10) Operación De Secado
El objetivo es deshidratar la torta de prensa, torta separadora y el concentrado de agua de cola unidos y homogenizados previamente; sin afectar la calidad del producto
La principal razón es reducir la humedad del material a niveles de agua remanente en donde no sea posible el crecimiento microbiano ni se produzcan cosas que puedan deteriorar el producto.
Operación De Molienda
El objetivo de la molienda, es la reducción del tamaño de los sólidos hasta que se satisfagan las condiciones y especificaciones dadas por los compradores.
Veamos ahora los tipos de contaminantes:
Efluentes líquidos:
A.- Procesamiento de fresco: lavado de la materia prima, cajones y planta, fileteado, prolijado, arrastre de sólidos y equipos de servicio
B.-Elaboración de Harina de Pescado (no integral): sangre drenada, lavado depósito de materia prima y de planta, agua de cola, aceite de pescado, agua del sistema de lavado y captación de partículas del efluente gaseoso.
C.-Elaboración de Harina de Pescado Integral: condensado del vapor de calefacción del evaporador, agua de lavado la planta y del sistema de lavado y captación de partículas del efluente gaseoso.
Si estuvieras interesado en conocer más sobre el control analítico e inspección de vertidos en este tipo de efluentes puedes visitar el siguiente enlace: Control Analítico e inspección de vertidos la Rioja.
Conocido el proceso productivo y los efluentes analicemos las razones del incumplimiento en los parámetros de vertido, en términos de DQO o Nitrógeno en las aguas residuales de la industria de la harina de pescado.
- Exceso de carga de entrada por problemas en el pretratamiento (escapes de sangre), deficiencias en diseño o aumento de la producción en fábrica (N, DQO, DBO y Aceites y grasas)
- Control de eliminación de nutrientes incorrecto, por falta de conocimiento de los procesos biológicos de desnitrificación, procesos que son sensibles a cambios de temperatura, oxígeno, carga de entrada, etc.
- Tiempos de retención hidráulica inadecuados o recirculaciones de fango no controladas.
- Falta de aporte de oxígeno en unos momentos puntuales.
- Edad del fango, carga másica, concentraciones de fango, % de volátiles, etc.
Aema expertos en aguas industriales EDAR la Rioja recomiendan para resolver estos problemas que tu objetivo sea la estabilización de las condiciones de trabajo del reactor biológico, de tal manera que te permitan, controlar o aumentar la capacidad de tratamiento, reducir los costes energéticos pudiendo llegar hasta un 20 %, eliminar correctamente los nutrientes, etc.
Si estas interesado en conocer más sobre cómo solucionar problemas con las aguas residuales en las EDARs de la industria de harinas de pescado te recomendamos que te descargues la guía que te tienes a continuación.
Control Analítico e Inspección de Vertidos
Depuradora de Aguas Residuales industria láctea – Cinco problemas graves y cómo solucionarlos
Las industrias relacionadas con el sector lácteo son muy variadas, tanto como los productos lácteos presentes en el mercado. Debido a su complejidad, no es posible generalizar sobre la contaminación generada, que será muy específica del tipo de industria de que se trate. La realidad es que las empresas que procesan leche producen un vertido muy contaminante y muchas suelen padecer muchos problemas que no saben diagnosticar para saber como resolverlos.
Luis Carlos Director Técnico de Aema, empresa especializada en aguas industriales EDAR la Rioja, nos habla de cinco problemas graves en las depuradoras de aguas residuales en la industria láctea y su diagnostico de las posibles razones.
Las principales corrientes parciales que más contribuyen en volumen y/o carga contaminante al efluente final proceden de:
• Limpieza de equipos, instalaciones, CIP de limpieza de líneas, rechazos de los sistemas de ultrafiltración o sistemas de osmosis en el procesado de algún derivado. Aporta una parte importante del volumen del efluente final. En cuanto a la carga contaminante contiene restos lácteos, detergentes y desinfectantes.
- •Limpieza de camiones de transporte de materia prima.
Las concentraciones pueden variar de una instalación a otra, y en ciertos casos, presentar valores bastante diferentes a los anteriores. Las causas de la variabilidad en la concentración de los parámetros de los efluentes son múltiples, destacando:
- •El grado de optimización del consumo de agua,
- •• Los procedimientos de limpieza y productos químicos utilizados, CIP de limpieza.
- •• La tecnología utilizada en las operaciones consumidoras de agua.
- •• Cambio de producciones como consecuencia de la variación en los productos a fabricar.
Esta agua suelen tener la particularidad de alto contenido graso, nitrógenos algo elevados, de ahí la necesidad de procesos de nitrificación/desnitrificación y alto contenido en fósforo. Además de los ya conocidos problemas de DBO5.
La instalación típica en el sector se compone de:
• Pretramiento, en el que incluimos desbaste y Físico – Químico • Tratamiento biológico
• Secado de fangos
POSIBLES PROBLEMAS Y SUS CAUSAS EN LA DEPURACIÓN BIOLÓGICA POR FANGOS ACTIVOS PARA UNA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIA LÁCTEA
PROBLEMA 1: Falta de rendimiento y excesivo consumo de productos químicos y excesiva producción de fangos por falta de compactación en el DAF.
- pH no ajustado a las condiciones de trabajo de los reactivos.
- Falta de homogeneización.
- Verificar la reactividad de los productos utilizados.
- Revisión de los sistemas mecánicos del DAF (tiempos de rasquetas, sistema de presurización, etc.)
OBJETIVOS: Aumento del rendimiento del sistema y en definitiva ahorro de costes, que podrían llegar al 50 %.
PROBLEMA 2: Incumplimiento en los parámetros de vertido
Causados por problemas de decantación, provocados por una deficiente eliminación de nutrientes en el biológico, lo que además ocasiona un excesivo consumo de energía.
- Exceso de carga de entrada por problemas en el pretratamiento, deficiencias en diseño o aumento de la producción en fábrica (N, DQO, DBO y Aceites y grasas).
- Tiempos de retención hidráulica inadecuados.
- Falta de aporte de oxígeno en unos momentos puntuales.
- Edad del fango, carga másica, etc.
- •
OBJETIVOS: Estabilización de las condiciones de trabajo del reactor biológico, de tal manera que nos permitan, aumentar la capacidad de tratamiento, reducir los costes energéticos pudiendo llegar hasta un 20 %, etc.
PROBLEMA 3: Bajo rendimiento en la deshidratación de los lodos
- Edad del fango muy baja ocasionada por excesiva purga de fango, lo que puede estar provocando inestabilidad en la decantación final.
- Cambio de polielectrolíto.
- Falta de homogeneización en los lodos a tratar.
- En el caso de centrífugas, posibles desajustes en los parámetros electromecánicos de la
- •instalación.
OBJETIVOS: Reducir la producción de fangos a gestionar y en consecuencia los costes asociados a la instalación de secado, tanto de energía, personal, productos, etc.
PROBLEMA 4: Consumo de energía elevado
Incrementando considerablemente los costes como consecuencia de no realizar una buena gestión de la planta incluso de la propia energía.
- Biológico no equilibrado, con alteraciones.
- Concentraciones de fango o edad del fango
- Eliminación de nutrientes no eficiente
- No tener programas de gestión de energía que hagan que la planta trabaje en función de
- •las tarifas eléctricas aplicadas. Este punto puede suponer ahorros hasta del 40 % en la factura de la luz.
PROBLEMA 5: Exceso de consumo de agua en el propio proceso de producción
Por una aplicación de buenas prácticas no adecuada (MTDs). Es sencillo comprobar el grado de implicación en este sentido, dado que tenemos un amplio portfolio de referencias, las cuales nos permiten establecer caudales y cargas en función de la elaboración que se produce en los procesos de fabricación.
• Mala gestión del agua por cultura y comodidad.
• No contar con los elementos adecuados de inyección y recogida.
• Inadecuados dispositivos de limpieza o bajo índice de recirculaciones. Implicación
directa sobre el coste de consumo y vertido del agua.
¿QUÉ PUEDES HACER?
Implantar un modelo de diagnóstico técnico económico de la instalación qué te permita conocer los puntos críticos de la instalación, los cuellos de botella que tienes y si la planta está trabajando de manera óptima para lo que fue diseñada.
A partir de este modelo obtendrás un plan de evaluación qué explique las acciones necesarias para conseguir qué la planta llegue a los niveles operativos qué ofrezcan beneficios como:
- Estabilidad de procesos. Procesos más fiables y seguros. Mejorar rendimientos.
- Reducción de los consumos de reactivos o conseguir mejores rendimientos de la instalación.
- Reducción en el coste de la energía por €/m3.
- Optimización de los procesos de tratamientos de fangos y en consecuencia, reducción de
- •costes asociados.
- Establecer un control Analítico e Inspección de Vertidos coherente a la instalación existente. Muchas veces se hacen controles
- •que no aportan nada y otros que se requieren no se hacen. En consecuencia reducción de
- •gasto innecesario y mejor control.
- Evitar usos de agua irracionales y establecer un catecismo de buenas prácticas.
Si quieres saber más sobre cómo implantar un modelo de diagnóstico técnico económico de tu instalación “pincha Aquí”