Tratamiento de Efluentes, Industria Láctea

“ Caracterizaci ó n y tratami tratamie ento efluentes nt o de d e efl fluentes l íquidos en la l a Indus nd ustri tria a L áctea” Disertante: Ing. Ruth Rod Rodriguez riguez Area Ar ea Efl uen uentes tes lílíqu quii do doss y só sólili do doss INTI – INGENI INGENIERIA ERIA AMBIE AMBIENTAL NTAL

TEMARIO: CARACTERIZACIÓN DE LOS EFLUENTE EFL UENTES S L ÍQUIDOS L ÍMITES DE VUELCO GENERACIÓN DE EFLUENTES EFLUENTES EN LA INDU INDUSTRIA STRIA LACTEA L ACTEA Caracter íst sticas icas gene g enerales rales Prevenci ó n y reducci ó n de d e la generaci ó n TRATA MIENTO TRATAMIEN TO DE LOS EFLUENTES LÍQUIDOS INDUSTRIALES Pretratamientos Tratamientos Tratamie ntos primarios Tratamientos secundarios Selecci ó n de alternativas

TEMARIO: CARACTERIZACIÓN DE LOS EFLUENTE EFL UENTES S L ÍQUIDOS L ÍMITES DE VUELCO GENERACIÓN DE EFLUENTES EFLUENTES EN LA INDU INDUSTRIA STRIA LACTEA L ACTEA Caracter íst sticas icas gene g enerales rales Prevenci ó n y reducci ó n de d e la generaci ó n TRATA MIENTO TRATAMIEN TO DE LOS EFLUENTES LÍQUIDOS INDUSTRIALES Pretratamientos Tratamientos Tratamie ntos primarios Tratamientos secundarios Selecci ó n de alternativas

Caracteriz racterización ación de los efluentes líquidos líquido s

ORIGEN

COMPOSICION

Caracteriz racterización ación de los efluentes líquidos líquido s SOLIDOS TOTAL TOTALES ES So l u b l es -Co l o i d al es

Tipo de efluente

Biodegradables

SUSTRATO

Su s p en d i d o s

Industrial (láctea)

60-70%

40-30%

Cloacal

40-50%

60-50%

SUSTANCIAS ORGÁNICAS

No Biodegradables

Microorganismos

TÓXICA No TÓXICA

Caracterización de los efluentes líquidos Parámetros contaminantes: aspectos conceptuales y características PARÁMETROS

Temperatura

EFECTOS SOBRE Cuerpos de agua Aumento de la actividad microbiana Disminución del contenido de oxígeno disuelto

pH (potencial hidr ógeno)

Toxicidad sobre la vida acuática

Caracterización de los efluentes líquidos Parámetros contaminantes: aspectos conceptuales y características

Formación de sedimentos

Sólidos sedimentables Aumento de turbiedad

Sustancias solubles en éter et í l ico (grasas y aceites)

Formación de capas flotantes que impiden la aireación natural y la penetración de la luz

Caracterización de los efluentes líquidos Parámetros contaminantes: aspectos conceptuales y características Demanda Bioqu í m ica de O2 Cantidad de oxígeno necesaria para estabilizar por acción bacteriana aeróbica la materia org á ánica n ica biodegradable contenida en el agua.

Demanda Qu í m ica de O2 Cantidad de materia orgánica susceptible de ser oxidada por medios químicos. Involucra la materia org á ánica nica biodegradable y la no biodegradable.

Disminución del contenido de oxígeno disuelto por acción bioquímica.

Disminución del contenido de oxígeno disuelto por acción química y bioquímica.

Toxicidad.

Caracterización de los efluentes líquidos Parámetros contaminantes: aspectos conceptuales y características

Detergentes Demanda de cloro

Sustancias nitrogenadas (org ánicas e inorg ánicas)

Formación de espumas

Indicador del consumo de cloro (clorógeno) para desinfección del efluente que contiene microorganismos patógenos. Lagos y lagunas: eutroficación (crecimiento notable de algas). Consumo de oxígeno por acción bacteriana.

Límites de vuelco Legislación vigente Límites permisibles de vuelco para descarga a cuerpo superficial Parámetro

Res 336/03 Unidades Pcia Bs As

Temperatura

ºC

pH

uph

6,5 – 10

SOLIDOS SEDIMENTABLES 10 min

ml / l

Ausente

≤

45

SOLIDOS SEDIMENTABLES 2hs

ml / l

1,0

Sustancias Solubles en éter etí etílico (S.S.E.E)

mg / l

50

Decreto 2793 La Pampa 45

6,5 – 10

Ausente 1,0

50

Dec 5837/91 Entre Rios ≤

45

5,5 - 10

0,5 * Rí 100 Río Uruguay * Rí 200 Río Paraná Paraná * Q 10 veces mayor al de la industria 30 100

Dec 415/99 Cordoba (cuenca de aporte) ≤

40

6,0 – 9,0

0,5

1,0

20


Unidades

Cloro Libre

mg / l

Sustancias Detergentes (S.A.A.M)

mg / l

DBO

mg / l

DQO

mg / l

Oxígeno Consumido

mg / l

Res 336/03 Pcia Bs As ≤

0,5

≤

2

50 ≤

250 -

Decreto 2793 La Pampa 0,5 2

50 250 -

Dec 5837/91 Entre Rios

Dec 415/99 Cordoba (cuenca de aporte)

-

-

* Rí 250 Río Uruguay * Rí 400 Río Paraná Paraná * Q 10 veces mayor al de la industria 50

30

-

≤

20


Unidades

Coliformes Fecales

NMP / 100ml

Nitr ó geno Total Kjeldhal

mg / l

Nitr ó geno Orgá Orgánico

mg / l

Dec 5837/91 Entre Rios

Dec 415/99 Cordoba (cuenca de aporte)

-

1000

-

10

10

-

-

-

Res 336/03 Pcia Bs As ≤

2000

35

Nitr ó geno Amoni acal Amoniacal

mg / l

25

Fó sforo Total

mg / l

1

Decreto 2793 La Pampa 2000

15

-

-

-

0,5

Generación de efluentes en la Industria Láctea Características generales

Consumo de agua 1.3- 3.2 L de agua/kg de leche recibida

Máx. 10 L de agua/kg de leche

Valores recomendados por UNEP

0.8-1.0 L de agua/kg de leche Fabricación de leche de consumo (pasteurizada y esterilizada) Fabricación de queso

PYMES locales

2-4 L de agua/L de leche

2.5-9

2-4


Fuentes de generaci ó n

Volumen * 2- 6 Lefl/Lleche procesada

Proceso: pérdidas de leche, mazada, suero, salmuera 0.8- 1.5 Lefl/Lleche Limpieza: equipamiento, tanques, tuberías, superficies Refrigeración: condensados de vapor, aguas de refrigeración

* Fuente: E. Spreer, 1991

2- 4 Lefl/Lleche


Fuentes de p érdidas de leche PROCESO

90% de la DQO total del efluente

FUENTE Derrames

Producci ó n de leche

de tanques de almacenamiento. Rebose de tanques. Derrames y fugas en conducciones. Depósito en las superficies de equipos. Impurezas/grasas filtradas luego de su recepción. Derrames por envases dañados. Fallos en la línea de envasados. Operaciones de limpieza Derrames

Producci ó n de queso

de tanques de almacenamiento. Pérdidas en las cubas de cuajado. Rebose de los moldes. Separación incorrecta del suero del queso. Operaciones de limpieza.

* Fuente: Prevención para la contaminación en la Industria Lactea, CAR/PL-UNEP, 2002.


Caracter ísticas de los efluentes l íquidos Alto contenido de materia orgánica Presencia de aceites y grasas Variaciones importantes del pH (2- 11) Variaciones de temperatura (purgas de aguas de refrigeración) Niveles elevados de Nitrógeno y Fósforo (productos de limpieza) Conductividad elevada (cloruro sódico del salado de quesos)


Caracter ísticas de los efluentes l íquidos Alto contenido de materia orgánica

1000- 6000 mgDBO/l

Caudal [m3/d] x DBO [g/m3]

Carga Orgánica Población equivalente

Carga Orgánica industrial Carga Orgánica por habitante

≈

60gDBO/hab.d

Producción L leche/d

Caudal m 3/d

Carga kgDBO/d

Pobl equiv. habitantes

5.000

10- 30

30- 90

500- 1.500

10.000

20- 60

60- 180

1.000- 3.000

50.000

100- 300

300- 900

5.000- 15.000

2- 6 Lefl/Lleche DBO=3000 mg/L


Caracter ísticas de los efluentes l íquidos DQO en g/l de productos lácteos*

Relación para leche DBO ≈ 0.52 DQO Si DQO=210.000mg/l DBO= 110.000mg/l

* Fuente: F. Ar nau, 1995


Caracter ísticas de los efluentes l íquidos: p érdidas Para una producción de 50.000 litros de leche por día Recordando que el volumen generado de efluente es 2-6 Lefluente/Lleche Tomando DBO de leche entera: 110.000 mg/l

Pérdidas de Leche

DBO5 mg/l

%

l/d

1

500

550- 183

3

1500

1650- 550

5

2500

2750- 915


Caracter ísticas de los efluentes l íquidos: suero Si no se separa el suero del efluente

DBO=35.000 mg/l

Producción L leche/d

Caudal suero L/d

Carga kgDBO/d

Pobl equiv. habitantes

5.000

4.000

140

2.333

10.000

8.000

280

4.666

50.000

40.000

1400

23.333

Generación de efluentes en la Industria Láctea Prevención y Reducción de la generación

Reducci ó n en origen Reducir las pérdidas de leche Segregación de impurezas de la filtración Evitar vertido de suero Valorización del suero:

Alimentación animal Elaboración de bebidas Fermentación Concentración Valoración energética: biodigestión

Generación de efluentes en la Industria Láctea Prevención y Reducción de la generación Tratamiento de Suero de Queser í ía

3 Biodigestores x 750 m3 1m3 suero = 20- 25m3 biogas Planta SANCOR – Charlone – Prov. Buenos Aires

Año 2.000

Generación de efluentes en la Industria Láctea Prevención y Reducción de la generación

Reducci ó n en origen

Eliminación en seco de la sal de los quesos tras el salado Control fisicoquímico y bacteriológico de las salmueras Recuperación de las salmueras Control del consumo de agua Optimización de operaciones de limpieza:

Limpieza en seco Cierre automático de agua en mangueras Agua a presión mediante boquillas y unidades móviles

Tratamiento de efluentes líquidos industriales Pretratamiento: Separación de sólidos gruesos y finos

Material no deseable

Tratamiento secundario


REJAS Retener sólidos gruesos Evitar atascamiento de cañerías y equipos electromecánicos

Gruesas: 5 -15 cm Medias: 2.5 – 5 cm Finas: 1 – 2.5 cm Accionamiento

Fijas Móviles a tiempo fijo. por pérdida de carga. manual.


Rejas de limpieza manual

Rejas de limpieza autom ática


TAMICES Retener sólidos finos Evitar atascamiento de equipos de bombeo

Malla

Gruesas: 0.8 -2.5 mm Medias: 250 – 1500 um Finas: 30 – 250 um

Estáticos Dinámicos


Tamices rotativos

Tamiz est ático

Tratamiento de efluentes líquidos industriales Tratamiento Primario: Remoción de partículas suspendidas

FLOTACIÓN Separación de grasas y flotantes.

Ubicación de pantallas, bufles Simple

Evitar cortocircuitos

Tp:

5-20 min.

Entrada superficial, vertederos horizontales Material separado por

Cañería colectora Barredor superficial

Por aire disuelto

Aireación directa Aireación con recirculación Presión variable 1-5 kg/cm2

Tp:

15-30 min.


Flotaci ó n simple

Flotaci ó n con barredor


SEDIMENTACIÓN PRIMARIA Separación de sólidos suspendidos y grasas.

Forma

Circular Rectangular

Barredor

Superficial

v=0.01-0.02 m/s

De fondo Tp:

90- 150 min.

Carga

superficial: 80-120 m3/m2d

Tratamiento de efluentes líquidos industriales Tratamiento Secundario: Remoción de materia orgánica soluble

Características del efluente

Legislación Ambiental


SISTEMAS DE TRATAMIENTO BIOL ÓGICOS  Aeróbico  Anaeróbico

Lagunas de tratamiento Cultivo suspendido

Biomasa suspendida por medio de agitación.

Barros Activados Sistemas Batch- SBR Aireación extendida

Cultivo fijo

Biomasa Fija a un medio de Soporte.

Lechos percoladores Filtros rotativos


LAGUNAS  Anaeróbicas- Facultativas- Aeróbicas- de Maduración

Tratamiento Biológico

Sedimentación

Efluente pre-tratado

Efluente tratado Purga de biomasa

Tratamiento/ Disposición del barro

LAGUNASde efluentes líquidos industriales Tratamiento Tratamiento Secundario: Remoción de materia orgánica soluble

LAGUNAS

VIENTO

EFLUENTE

ALGAS

OXIGENO MATERIA ORG ÁNICA ÁNICA

NUTRIENTES BACTERIAS CH4 – CH4 – SH2 – SH2 – NH3 – NH3 – CO2 SEDIMENTOS EN DESCOMPOSICION

BACTERIAS VIVAS Y MUERTAS SOLIDOS

LAGUNASde efluentes líquidos industriales Tratamiento Tratamiento Secundario: Remoción de materia orgánica soluble

LAGUNAS Tipo Microorganismos Actividad fotosintética Profundidad (m) Carga Superficial KgDBO5/Ha-d Carga volúmetrica gDBO5/m3-d Eficiencia en remoción DBO5 (%) Tiempo de retención (días)

Anaeróbica

Facultativa

Aeróbica

Maduración

Algas, bacterias

Algas, bacterias

si 1,2 a 2,5

fuertemente 0,3 a 0,5

si 0,8-1,2

60-120

90-180

<20

40-60

60-80

80

60-80

20 a 50

5 a 30

4a6

5 a 50

Bacterias 4 etapas Algas, bacterias anaeróbicas no 2,5 a 6

80-300

Tratamiento de efluentes líquidos industriales Tratamiento Secundario: Lagunas de estabilización

Lagunas anaerobias

H= 3-5 m Muy sensibles a T, OD, pH  Alta degradación de Sól.Sedimentables Formación de costras por generación

de metano.

Lagunas facultativas

H= 1.2-2.5 m Tres zonas: aeróbica-facultativa-anaeróbica Fuerte incidencia de las algas Eficiencia variable en función de: radiación

solar, agitación del viento, Temperatura.

Tratamiento de efluentes líquidos industriales Tratamiento Secundario: Lagunas de estabilización

Lagunas aerobias

Lagunas de maduraci ó n

H=0.8-1.2 H= 0.3-0.5 m Fuerte incidencia de las algas Eficiencia variable en función de: radiación solar, agitación del viento, Temperatura.

Tratamiento de efluentes líquidos industriales Tratamiento Secundario: Lagunas Aireadas

Lagunas aireadas de mezcla completa

 Aereación

necesaria para tener

OD>3mg/l  Aereación necesaria para tener todos los sólidos en suspensión Laguna de sedimentación aguas abajo

Lagunas aireada de mezcla parcial (facultativa)

 Aereación

necesaria para tener

OD>3mg/l Parte de los sólidos sedimentan en la laguna. Laguna de sedimentación aguas abajo.


LAGUNAS: Aspectos constructivos

Ubicación

física, pendientes, drenajes,

vientos 

Suelo: permeabilidad, napas, facilidad de terraplenamiento y compactación (taludes, ángulo posible) 

Impermeabilización: suelo cemento – arcillas – membranas 

Protección de taludes externos: césped, drenajes para lluvia 

Protección de taludes internos: Losetas prefabricadas – Hormigones – Piedra bola 

Protección de fondo contra erosión de aireadores  Acceso

vehicular para mantenimiento.


LAGUNAS: Aspectos operativos Volumen  Alta Baja

extenso ( tiempo de residencia prolong ado )

dilución del efluente( baja concentración de alimento ) concentración de microorg. ( Baja actividad)

 Aireación

forzada( implica también agitación)

VENTAJAS Baja generación de barros Estabilidad frente a variaciones en el efluente Baja necesidad de control

DESVENTAJAS Alto consumo de energía Disponibilidad de terreno Eficiencia limitada


BARROS ACTIVADOS Tratamiento Biológico

Sedimentación

Efluente pre-tratado

Efluente tratado

Recirculación de biomasa

Purga de biomasa

Tratamiento/ Disposición del barro


BARROS ACTIVADOS Tiempo de residencia hidráulico Tiempo de residencia de biomasa Concentración de biomasa

Relación Alimento / Microorganismo (F/M) IVL (Índice Volumétrico de Lodos)

Tratamiento de efluentes líquidos industriales Tratamiento Secundario: Sistema de Aereación

Aereadores superficiales

Difusores de burbuja fina



Potencia m ínima 0,037(asegura mezcla)



Potencia m áxima 0,09(evita ruptura del floc)


BARROS ACTIVADOS: Aspectos operativos  Alta

concentración de microorganismos( Mediante recirculación )

Volumen

reducido ( tiempo de residencia bajo )

 Aireación

forzada ( Implica también agitación )

VENTAJAS Alta eficiencia Baja necesidad de terreno Menor consumo de energía

DESVENTAJAS Necesidad de control Generación de barros Menor estabilidad

Tratamiento de efluentes líquidos industriales Tratamiento Secundario: Selección del sistema

Desengrase/ Sedimentaci ó n

Lagunas Air eadas

Sistema de Lagunas de Estabilizaci ó n

DBO

15-25

95-98

90-99

95-99

Só lidos Susp.Totales

30-40

83-92

95-99

85

Grasas

60-85

95-99

95-99

96-99

--

30-35

35-45

30-40

Eficiencia de Tratamiento (%remoció (%remoció n)

Nitr ó geno total

Barros Activados

Tratamiento de efluentes líquidos industriales Tratamiento Secundario: Selección del sistema

Sistema

Espacio requerido (área, en m2)

Espacio requerido (volumen, en m3)

Potencia el éctrica kW

( 3,3 a 33) x kg DBO/d

(0,03 a 0,1) x kg DBO/d

Lagunas Aireadas

(1 a 10 ) x kg DBO/d

Lagunas de Estabilizaci ó n

(80 a 400) x kg DBO/d

(6,5 a 125) x kg DBO/d

nulo

Barros Activados

(0,3 a 1,7) x kg DBO/d

(0,9 a 5 ) x kg DBO/d

(0,04 a 0,2) x kg DBO/d

Tratamiento de Efluentes, Industria Láctea

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