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Tratamientos Aguas industriales: Últimas tecnologías en depuración Biológica de aguas residuales en la industria agroalimentaria
Tratamientos Aguas industriales
Este post habla sobre las diversas tecnologías que se emplean en diferentes sectores industriales y empresas del sector agroalimentario como bodegas, conserveras, cárnicas, mataderos, aceiteras, lácteas y elaboración de zumos, teniendo en cuenta las peculiaridades de cada tipo de agua residual. Su aplicación permite no sólo dar cumplimiento a las cada vez más restrictivas normativas en materia medioambiental sino también que dichas empresas avancen en innovación y competitividad.
Tratamientos Aguas industriales
Tratamiento Aguas Residuales en Bodegas
El sector vinícola se caracteriza por un elevado consumo de agua y por efluentes residuales que contienen altas cargas orgánicas, agentes de limpieza, sales y sólidos en suspensión, generando un vertido final que se caracteriza por presentar niveles importantes de DBO, DQO, SST, etc.
Para la depuración de este tipo de aguas residuales, es recomendable apostar por el uso de sistemas con biorreactores de membrana (MBR) de fibra hueca reforzada como alternativa a los procesos convencionales de fangos activos, dadas sus amplias ventajas:
- El efluente no contiene sólidos suspendidos ni, por tanto, bacterias patógenas y contiene un número limitado de virus en función del tipo de membranas. Para conseguir esto con los procesos convencionales, se requieren una serie de etapas complementarias (tratamiento terciario).
- Mayor adaptabilidad a las variaciones de carga.
- Mayor resistencia frente a variaciones bruscas de temperatura.
- El efluente tiene una calidad que puede permitir su reutilización en numerosas aplicaciones y que cumple las condiciones de descarga a cauces en aguas muy sensibles.
- El personal de mantenimiento no debe tener conocimientos microbiológicos tan específicos como en el proceso de fangos activos. Se debe limitar a seguir unas pautas mecánicas y de control de presiones en las membranas.
- Menor producción de fangos y por tanto menores costes de explotación.
- No hay problemas de calidad causados por fangos flotantes, voluminosos o subida de fangos en el decantador secundario.
- Es posible un post-tratamiento con ósmosis inversa de forma directa.
- Las necesidades de espacio del tratamiento biológico son muy reducidas frente a los procesos convencionales, lo que también permite alojar el proceso biológico dentro de un edificio (con la consiguiente reducción drástica de olores).
- Los costos de obra civil son más reducidos.
- Elevada vida útil de las membranas (hasta 10 años).
- Facilidad de ampliación sin necesidad de obra civil.
Tratamientos Aguas industriales
No obstante, también tiene sus inconvenientes:
- Los costos energéticos del tratamiento son mayores. Sin embargo, se compensa con una reducción de los costes de gestión de fangos, por lo que los costes de explotación final son muy parecidos.
- Necesita pequeñas instalaciones de dosificación de reactivos químicos (depósitos de acumulación) para la limpieza de las membranas.
Comparando ambas tecnologías, fangos activos vs. MBR, las principales diferencias se enumeran a continuación:
- Concentración de sólidos en suspensión de licor mezcla en el reactor biológico del sistema MBR es muy superior a la existente en el sistema convencional, lo que en definitiva supone una menor producción de fangos y una disminución del volumen de reactor necesario.
- Los MBR, al realizar la separación sólido-líquido mediante una membrana, evita los fenómenos de bulking y foaming.
- En términos de rendimiento, los MBR consiguen mejores resultados en todos los parámetros estudiados en el efluente de salida (SS: 0 mg/l frente a 10-15 mg/l; DQO: < 30 mg/l frente a 40-50 mg/l; fósforo total (con precipitación): < 0,3 mg/l frente a 0,80-1mg/l), etc.).
- Los costes de explotación y mantenimiento también varían. Suponiendo una EDAR urbana con un caudal entre 1.000 y 2.000 m3/día, se calcula que el coste total (sumando costes energéticos, mantenimiento, uso de reactivos químicos y gestión de residuos) por m3 tratado sería: 0,178 €/m3 en el caso del MBR frente a los 0,192 €/ m3 que supondría un proceso convencional. Por otro lado, la tecnología MBR puede utilizarse también como tratamiento terciario, habiendo quedado demostrado que consigue tratar y desinfectar el agua hasta los niveles requeridos legalmente para su reutilización, sin necesidad de aplicar tratamientos terciarios posteriores.
Tratamientos aguas residuales en Mataderos
Las posibilidades de tratamiento en el caso de aguas residuales de mataderos incluyen: MBR, sistema de fangos activados con aireación prolongada y SBR.
Para este caso, una comparativa de los costes de explotación y mantenimiento para los 3 tipos de tecnologías, utilizando 3 casos reales de mataderos de pollos arrojan los siguientes resultados:
Se consideraron los costes relativos a consumo energético, costes asociados
al consumo de reactivos químicos, gestión de residuos (tomando un valor único en los 3 ejemplos) y canon de vertido (correspondiente al Ayuntamiento donde cada empresa está ubicada). Los resultados son los siguientes:
- Costes variables de explotación en función del caudal tratado: 0,5 €/m3 (AP), 0,678 €/m3 (SBR) y 1,328 €/m3 (MBR).
- Costes variables de explotación en función de los pollos sacrificados: 0,0081 €/pollos (AP), 0,0085 €/pollos (SBR) y 0,0073 €/pollos (MBR).
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Tratamiento aguas residuales de Elaboración de zumos
Las ventajas e inconvenientes de los diversos sistemas biológicos que pueden utilizarse para la depuración de aguas residuales procedentes de la elaboración de zumos son:
- Aireación prolongada: Su funcionamiento y operación son sencillos, pero en cambio implica altos costes de explotación y mantenimiento.
- SBR: Como ventajas destacan sus bajos costes de inversión y operación, y que un mismo tanque sirve como reactor biológico y para la separación sólido/líquido. Sin embargo, se trata de un sistema que se debe diseñar siempre con un mínimo de dos reactores o un tanque de laminación.
- Doble Etapa: Ofrece altos rendimientos en la reducción de DQO y DBO5, además de su gran capacidad para absorber puntas, pero no está recomendado para la eliminación de nitrógeno.
- MBR: Sus ventajas son múltiples como las comentadas hasta el momento y como inconveniente tiene una mayor inversión, aunque recuperable de 3 a 5 años.
- Anaerobio: También ofrece varias ventajas, como la baja producción de fangos, bajos costes de operación, generación de energía aprovechable, capacidad para altas cargas orgánicas e hidráulicas, etc. No obstante, también supone algunas desventajas: elevados costes de inversión, mantenimiento de la temperatura, arranque lento y delicado, y necesidad de postratamiento ya que el rendimiento de la depuración no es tan bueno.
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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.
Control Analítico e Inspección de Vertidos
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.
