CAPÍTULO UNDECIMO EL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES
Introducción
Tratamientos preliminares
Laguna de enfriamiento desaceitado ! ecuali"ación de caudales
Lagunas anaero#ias
Lagunas facultati$as
Control del sistema de lagunas de o%idación
&losario
'(i#liograf)a consultada* (olet)n t+cnico No ,, de CENIPALMA* CENIPALMA* -Mane.o de Efluentes de Plantas E%tractoras/0 Introducción En Colombia la cantidad de efluentes producidos en las Plantas Extractoras de aceite de palma, en proporción con la fruta procesada, oscila entre 0.55 y 1.2 m3 de agua por tonelada de racimos, con un promedio de 0.2 m 3 de agua por tonelada de racimos procesados. procesados. !os datos anteriores se obtu"ieron obtu"ieron en 30 plantas extractoras encuestadas por CE#$P%!&% CE#$P%!&% '(arc)a 1**3+.
En la tabla anexa se presenta un promedio de caracteriaciones de los efluentes de plantas extractoras en Colombia.
-egn la tabla anterior los principales problemas de estos efluentes son el ba/o p, la ele"ada temperatura, la alta carga de sólidos totales y suspendidos, la alta carga orgnica medida como emanda io4u)mica de x)geno a cinco d)as '5+ y la emanda 6u)mica de xigeno '6+. !a alta cantidad de aceite presente en los efluentes tambi7n se considera un problema, pues este elemento es de dif)cil degradación. !as caracter)sticas antes mencionadas, /ustifican 4ue el sistema de tratamiento 4ue se debe implementar sea del tipo biológico. El sistema 4ue ms se acopla para la regulación de las aguas residuales de las plantas extractoras de aceite de palma es el de las lagunas de oxidación, en las cuales se combinan principalmente, procesos anaerobios 'en ausencia de aire+ con procesos facultati"os 'combinados+ y aerobios 'con presencia de aire+. !as grandes reas utiliadas por las lagunas de oxidación no son una limitante dentro de las plantaciones, pues normalmente se cuenta con espacio suficiente. Estas lagunas son sistemas estables y de fcil mane/o, en las cuales se garantia una fcil operación y una eficiencia de remoción de la materia orgnica superior al *5 8
Tratamientos preliminares
Ciertos tratamientos como el paso de las aguas residuales a tra"7s de los llamados 9tan4ues florentinos: sir"en para remo"er, en lo posible, materiales sedimentables tales como arenas y troos de frutos, de manera a e"itar el desgaste de tuber)as y bombas. e igual manera sir"e para recuperar aceite 4ue puede retornarse al proceso. !os tan4ues florentinos permiten 4ue el aceite 'menos denso 4ue el agua+ se ubi4ue en la parte superior de los tan4ues, lo 4ue facilita su recuperación por medio de rebose en canaletas o tubos recolectores 4ue lo lle"an a un tan4ue de bombeo para ser retornado al proceso. En estos tan4ues tambi7n se presenta la sedimentación de sólidos pesados, por lo cual es necesaria la e"acuación y limpiea de lodos periódicamente.
El enfriamiento es importante para garantiar un traba/o óptimo de la población de microorganismos 4ue actuar en la siguiente laguna, ya 4ue estos re4uieren temperaturas menores de 3; o del tama>o de la laguna de desaceitado y enfriamiento se basa en el tiempo de retención =idrulica. -e usan "alores entre 2 y 3 d)as.
Para 4ue el sistema de lagunas funcione adecuadamente, la carga orgnica inicial debe ser regulada mediante dilución con agua superficial. En periodo seco la
e"aporación, en la superficie de las lagunas, es muy fuerte y si esta situación no se controla puede ocasionar problemas de concentración de las aguas lodosas y por lo tanto de la carga orgnica. Para compensar el agua perdida por e"aporación es necesario realiar una recirculación del efluente final, lo cual contribuye adems con alcalinidad 4ue neutralia parte de la acide de las aguas.
Lagunas anaero#ias1
!as lagunas anaerobias son lagunas de tratamiento biológico donde la digestión del material orgnico es realiada por la acción metabólica de bacterias anaerobias. !a digestión se realia en dos etapas? inicialmente un grupo de bacterias descompone las mol7culas orgnicas en cidos orgnicos, y óxido de carbono, amon)aco y materia celular. !uego, un segundo grupo de bacterias, en condiciones fa"orables de p y temperatura transforman los cidos orgnicos en metano, dióxido de carbono y materia celular. En a4uellos casos, en los cuales la concentración de cidos orgnicos, es tal 4ue el p es menor a @.5, no es posible cumplir con la etapa metanog7nica y en cambio se produce gran cantidad de cido sulf=)drico, malos olores y deficiencia en el funcionamiento del sistema. Para 4ue los microorganismos mantengan una acti"idad metabólica adecuada, el rango de p óptimo se encuentra entre @.5 y ;.5. !as aguas residuales del proceso de extracción de aceite son de naturalea cida 'p alrededor de A+, por lo cual es importante la recirculación mencionada anteriormente. !as lagunas anaerobias se dise>an para tratar cargas orgnicas altas. %ll) ocurre bsicamente lo siguiente?
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!a mayor)a de los sólidos en suspensión se sedimentan.
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!as materias flotantes 'grasas, natas, espumas y sólidos ligeros+ salen a la superficie.
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Parte de la materia orgnica es digerida por acción de las bacterias anaerobias y ocurren fenómenos de descomposición.
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-e remue"e la gran mayor)a del 5, 6 y -B 'entre 0 y *0 8+
Periódicamente es necesaria la e"acuación de lodos de estas lagunas para e"itar 4ue se colmaten de sólidos y salgan de ser"icio.
ispositi"o de entrada. Consta de una ca/a de distribución y 3 tuber)as de salida, en forma de 9pata de gallina:, para distribuir uniformemente el flu/o. !a descarga se realia sumergida a 1.5 m del fondo para e"itar atascamientos del flu/o por lodos y natas. ispositi"o de salida. Consta en primer lugar de un muro de retención o tabi4ue deflector pro"isto de unas "entanas por deba/o del ni"el del l)4uido, para e"acuación de las aguas tratadas, e"itando el taponamiento de las tuber)as posteriores por la salida de natas y sólidos ligeros. !as lagunas anaerobias remue"en alrededor del 5 8 del 6 y se dise>an para una C 'carga orgnica "olum7trica+ de mximo 5 Dg de 6 m3 x d)a.
Lagunas facultati$as
El efluente de las lagunas anaerobias pasa a un sistema de lagunas facultati"as, 4ue consta de dos lagunas en serie con posibilidad de instalación de otras unidades. !a función principal de estas es la remoción de la carga orgnica 4ue escapó al tratamiento en la laguna anaerobia. !as lagunas facultati"as son un sistema de tratamiento biológico natural con una "ariedad de procesos in"olucrados, incluyendo oxidación, sedimentación, =idrólisis, fotos)ntesis nitrificación, digestión anaerobia, transferencia de ox)geno, etc. !as lagunas se caracterian por tener dos estratos diferentes. !a capa superior 4ue es aerobia y la del fondo 4ue es anaerobia y adems existe una capa intermedia de caracter)sticas facultati"as 'mixta+.
!a acción de la lu solar, el "iento, la temperatura, el fenómeno de fotos)ntesis y el crecimiento bacterial son de muc=a importancia para su buen funcionamiento. !a digestión de la materia orgnica se produce principalmente por la acción combinada entre algas y bacterias. ay un crecimiento de algas por acción de la fotos)ntesis y la presencia de nutrientes. !as algas producen 2 y apro"ec=an el C2 liberado por la acti"idad bacterial. !as bacterias apro"ec=an el ox)geno y degradan la materia orgnica desdoblndola y como producto de su traba/o producen C 2 4ue es apro"ec=ado por las algas. !as lagunas facultati"as remue"en alrededor del ;5 8 del 6 4ue 4uedó despu7s de las lagunas anaerobias y se dise>an para una C- 'carga orgnica superficial+ de 0.35 Dg de 6 m 2 x d)a.
ispositi"o de entrada. Consta de una ca/a de distribución y 3 tuber)as de salida, en forma de pata de gallina, para distribuir uniformemente el flu/o. !a descarga se realia superficialmente.
ispositi"o de salida. Es similar al dispositi"o de entrada pero e/ecutado de manera in"ersa y con la entrada sumergida =acia los tubos.
Control del sistema de lagunas de o%idación El "ertimiento de aguas despu7s de un sistema de tratamiento debe cumplir con unos re4uerimientos m)nimos exigidos por las entidades gubernamentales correspondientes. Para mayor información al respecto, nos referimos a la reglamentación para "ertimientos de aguas exigida por algunas corporaciones regionales, "igente en el a>o 1**; y mencionado en el bolet)n t7cnico #o 11 de CE#$P%!&%.
Para controlar el comportamiento de las lagunas de oxidación, es necesario entonces, cuantificar en el laboratorio principalmente los siguientes parmetros?
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emanda 6u)mica de x)geno '6+
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%cidos (rasos oltiles '%(+
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Felación de alcalinidades o capacidad uffer 'F+
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Potencial de =idrógeno 'p+
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Bemperatura 'B+
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%lcalinidad en sus formas bicarbontica y total.
&losario
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Efluente. Es la corriente o flu/o de agua residual 4ue sale de un sistema de tratamiento o 4ue sale de un sistema de producción.
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Caudal. Es la relación 4ue expresa la cantidad "olum7trica de un flu/o por unidad de tiempo.