TECNOLOGÍAS DE TRATAMIENTO DE DESCARGAS INDUSTRIALES

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1 GSF TECNOLOGÍAS DE TRATAMIENTO DE DESCARGAS INDUSTRIALES - DIRK LOOSE- DIRK.LOOSE@CIMONLINE.DE

2 Contenido Descargas industriales Prevención de contaminación Tratamiento de descargas industriales 2

3 Descargas industriales Industria Restaurantes, hotelería Características del aguas residual DBO 5, DQO (1,000-3,000 mg/l), SST, A&G (600-1,000 mg/l) Lácteos DBO 5 (600-2,000 mg/l), DQO (800 4,500 mg/l), TKN ( mg/l), mg/l, ph (5 11), T (< C) Camales de vacuno/chanchos y DBO 5 (1,000 4,000 mg/l), DQO (1,000 6,000 mg/l), A &G (300 3,500 mg/l), SST, aves NH 3 -N, Embotelladoras (frutas y verduras) DBO 5 (500-3,500 mg/l), DQO (1,000-6,000 mg/l), SST, ph (4-9) Cervecerías y destilerías Tratamiento de pescado Textiles DBO 5 (1,000 1,500 mg/l), DQO (1,800 3,000 mg/l), SST (10 60 ml), T (25 35 C) A & G ( mg/l), DBO 5 (1,000 3,000 mg/l), DQO (2,000 6,000 mg/l), SST (700 1,300 mg/l) Orgánicos disueltos y suspendidos, tinturas y aceites, DQO, DBO 5, SST, A&G Curtido de pieles DBO 5 (2,000 4,000 mg/l), DQO (4,000 9,000 mg/l), SST, A&G, NH4-N ( mg/l), pelo y descarnado, sales, sulfuro ( mg/l), cromo ( mg/l), ph (4 12), sulfato (500 2,500 mg/l) Pulpa y papel DBO 5 (100 4,000 mg/l), DQO (200 8,000 mg/l), SST, T (< 40 C) Fuente: DWA, gtz, Land Salzburg 3

4 Reparación Prevención 1. Reducción de la contaminación en la fuente Principios del tratamiento de contaminaciones 2. Reciclaje interno o externo del flujo de contaminación 3. Remplazamiento de procesos / sustancias contaminantes por otros menos contaminantes 4. Tratamiento de la descarga Cumplimiento VMA 4

5 Principios del tratamiento de descargas industriales 1. Reducción de la contaminación en la fuente (caudales y cargas) Control de consumos de agua, insumos y productos (medidores, registro), Monitoreo de la calidad de los flujos internos, identificación de la fuente de contaminación, Recolección de desechos y perdidas de la producción de forma concentrada y/o seca en vez del lavado al alcantarillado (platos, infraestructura, instalaciones), Limpieza con agua de alta presión, uso de válvulas de ahorro de agua y válvulas de bola en vez de grifos para agua de limpieza, Automación y optimación permanente de programas de limpieza (CIP clean in place), p. e. con sondas para la definición del avance del programa (fabrica de alimentos), 5

6 Principios del tratamiento de descargas industriales 1. Reducción de la contaminación en la fuente (caudales y cargas) Disposición final de lotes incorrectos como residuos sólidos, Detectores automáticos de fugas y nivel maxmax, SAK 254nm (fuente: Hach) Conductividad (fuente: Greisinger) ph (fuente: E+H) DQO - Inline (fuente: Hach) Transporte seco de productos en vez por lavado (fajas, vacío), Reemplazar, donde sea el caso la manera de cocinar/pelar de agua a vapor, Estandarización de proceso y ingredientes para reducir lotes incorrectos, Vaciamiento de calderos y tanques de forma equilibrado, 6

7 Principios del tratamiento de descargas industriales 1. Reducción de la contaminación en la fuente (caudales y cargas) Captación separada de flujos de alta carga, p. e. el lavado primario (con tratamiento/disposición separada) (leche de lavado). Descarga directa de flujos de baja carga (condensados), Cobertura de sumideros con rejillas y frecuente recolección del cribado. Fuente: Fuente: 7

8 2. Reciclaje interno o externo del flujo de contaminación Uso de condensados para limpieza y/o prelavado, Principios del tratamiento de descargas industriales Recolección de restos para utilizarlos para la fabricación de otros productos, Búsqueda de consumidores de los desechos y/o transformar (por concentrarlos, secado, etc.) los desechos a productos (proteínas, suero) Reuso de salmueras (producción de quesos, salchichas) Intercambio de calor (calentamiento de agua para limpieza, agua adicional de calderos/purga de calderos, etc.) Enfriamiento indirecto y en circuitos en vez de enfriamiento directo Fuente: 8

9 2. Reciclaje interno o externo del flujo de contaminación Principios del tratamiento de descargas industriales Uso del calor del enfriamiento de conservas para el calentamiento de la PTAR anaerobia (fuente: propia) 9

10 2. Reciclaje interno o externo del flujo de contaminación Recirculación de químicos de limpieza y lavado de limpieza (utilizar el lavado limpio de un ciclo de limpieza para el prelavado del siguiente ciclo). Recuperación de sulfuro de curtiembres mediante desorción en condición ácida y lavado en condición básica, etc. (Curtiduría) Recuperación de cromo en condiciones básicos y resolución posterior con ácido sulfúrico (Curtiduría) Principios del tratamiento de descargas industriales Fuente: VDM 10

11 Principios del tratamiento de descargas industriales 3. Remplazamiento de procesos / sustancias contaminantes por otros menos contaminantes Uso de químicos de limpieza y sustancias de acondicionamiento en circuitos de enfriamiento y calderos cuales no afectan sistemas de tratamiento de aguas residuales. Uso de CO 2 en vez de sales de NH 4 -N para la neutralización (curtiduría). Uso of sustancias vegetables (taninos) para curtir en vez de Cromo (curtiduría). 11

12 El tratamiento de AR Parámetro Temperatura ph Aceites y Grasas Sólidos DBO 5 / DQO Nitrógeno Procesos de tratamiento para cumplir VMA Ecualización, enfriamiento, calentamiento Ecualización, Neutralización Sedimentación en la superficie Coagulación + floculación + flotación Filtración (membranas) Filtración, sedimentación Coagulación + floculación + sedimentación + filtración Centrifugación Actividad de microorganismos (biológico) Coagulación + floculación + sedimentación + filtración [Oxidación química (DQO)] Nitrificación y desnitrificación biológica, Deamonificación (Anammox, DEMON ) Desorción (ph básico) y lavado del gas (ph ácido) Fuente: SUNASS

13 El tratamiento de AR Parámetro Iones de metales y sulfato Sulfuro Procesos de tratamiento para cumplir VMA Floculación + coagulación + sedimentación + (filtración) Intercambio de iones Osmosis inversa Remoción biológica (sulfato) Oxidación química, Oxidación biológica, Precipitación, (Desorción (ph ácido) + Lavado del gas (ph básico) + Reúso), Fuente: SUNASS

14 Ecualización de caudales y/o calidades (T, ph, concentraciones) Tiempo de retención: varias horas hasta varios días Con agitación (3 10 W/m 3 ), Volumen fijo (caudal fijo) o viable (caudal variable), In-linea o paralelo, Con/sin aireación, Con/sin tratamiento, Con/sin neutralización química parcial, Con sin función como preacidificación para tratamiento biológico posterior Tecnologías de tratamiento Tanque de ecualización 14

15 Tecnologías de tratamiento Trampa de grasa (DIN4040) (1) buzón: lodo, (2) buzón: trampa de grasa, (3) buzón: toma de muestra Retiene solo aceites y grasas flotantes (80 95%)! (DIN H19) (2): NS = Q max * f t * f d * f r f t = Corrección por T > 60ºC f d = Corrección por densidad del aceite f r = Corrección por uso de detergentes (1): V = * NS en L/s Limpieza 1/mes, mejor cada 2 semanas Fuente: Mennerich 15

16 Tecnologías de tratamiento Flotación DAF Principio: Floculación de la contaminación y hacer flotar los floculos mediante de microburbujas de aire. Retención de A&G, DQO, DBO 5, SST, Proteínas (parte NH 3 -N, S 2- ) Muchas veces requiere floculantes (p. e. FeCl 3, PAC, Polímero) y manejo de lodos Láctea: DQO remov ~ 40-50% Camal: DQO remov ~ 80 90% Total: A&G remov > 85 % Fuente: Mennerich 16

17 Remoción de grasa Tecnologías de tratamiento Flotación DAF Remoción de calcio Fuente: Schmidt, Loose 17

18 Tecnologías de tratamiento Neutralización Ecualización del ph por mezcla de diferentes aguas residuales. Dosificación de una base (hidróxido de sodio o calcio) en aguas ácidas. Dosificación de un ácido (ácido clorhídrico, CO 2 ) en agua alcalinas. Fuente: P.M. Armenante, NJIT Fuente: Mennerich 18

19 Tecnologías de tratamiento Tratamiento biológico Microorganismos anaeróbicas o aeróbicas consumen la contaminación orgánica (DBO 5, DQO). (A la vez remoción de SST.) Proceso Ventajas Desventajas Anaerobio Ausencia de oxígeno Bajo consumo de energía, Baja producción de lodos, Producción de biogás, Remoción de DBO 5 /DQO = 70 85% Requiere temperaturas > 13 C, Baja remoción de nutrientes 1) Excepción: Ciertos filtros percoladores, discos rotativos Aerobio Presencia de oxígeno Buena remoción de nutrientes, Remoción DBO 5 /DQO > 90%, Elevado consumo de energía 1), Mayor/alta producción de lodos, Fuente: SUNASS

20 Tecnologías de tratamiento Tratamiento biológico MBBR Aerobio: Lodos activados, Filtros percoladores, Discos rotativos, MBBR, etc. Anaerobio: Lagunas, UASB, EGSB, Filtros, etc. Laguna anaerobia EGSB Lodos activados Laguna facultativa Fuente: Loose, giz 20

21 Tecnologías de tratamiento Precipitación de metales pesados Precipitación de metales pesados en forma de hidróxidos, sulfuros, sulfatos o carbonatos, casi siempre aumentando el valor ph. Precipitación de Cromo: Cr(III) + 3 OH - Cr(OH) 3 Reciclaje de Cromo: Cr(OH) H 2 SO 4 Cr 2 (SO 4 ) 3 21

22 Tecnologías de tratamiento Precipitación de metales pesados La concentración final es menor aun en caso de precipitación con NaOH. Extensión del rango de precipitación en caso de uso de soda o cal. Rango recomendado de precipitación en general. Fuente: Hartinger 22

23 Casos Lácteos Producción de leche, yogurt, queso amarillo, queso blanco Característica del agua cruda: Q = 140 m³/h = m³/d DQO = kg/d = mg/l Temperatura = 30 C ph = 4 13 N total = aprox. 180 mg/l P total = aprox. 30 mg/l VMA para vertimiento al alcantarillado público: DQO < 900 kg/d DBO 5 < 520 kg/d N-total < 90 kg/d P-total < 9 kg/d 23

24 Casos Lácteos Fuente: aquaconsult 24

25 DQO en mg/l Casos Lácteos Fabrica Láctea: Concentración de DQO después de las etapas de tratamiento 8,000 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1, /01/11 31/01/11 02/03/11 01/04/11 01/05/11 31/05/11 30/06/11 día Afluente PTAR Efluente Flotación Efluente Reactor Anaeróbio Efluente PTAR 25

26 Eficiencía en % Casos Láctea Fabrica Láctea: Eficiencia de la eliminación de DQO /01/11 22/01/11 12/02/11 05/03/11 26/03/11 16/04/11 07/05/11 28/05/11 18/06/11 Flotacíon Reactor Anaeróbio Reactor Aeróbio PTAR total día 26

27 Casos Camal Camal de pavos 6,500 aves por día Q = m 3 /d DQO afluente = 2,000 4,000 mg/l DQO efluente < 50 mg/l Eficiencia de la flotación > 90% (DQO) Zanja de Oxidación 1 Sedimentador Secundario Efluente Zanja de Oxidación 2 Afluente Criba de arco Estanque de Mezcla Flotación Estanque de lodos Trat. de Lodos Trat. de lodos Residuos Sólidos y Liquidos 27

28 Tamiz Casos Camal Flotación Tanque de ecualización Tanque de lodo 28

29 Casos Camal Zanja de oxidación Sedimentador secundario 29

30 Casos Camal Criadero de aprox. 1,000 chanchos con camal 30

31 Casos Curtiduría Fuente: Arnold Mulder, UNESCO-IEH, Delft 31

32 Casos Curtiduría Métodos de eliminación de sulfuro: Oxidación con aire + MnSO 4 (200 g/m 3 ) Precipitación con Fe Combinaciones 32

33 Gracias Fuente: OEWA 33

34 Industria láctea Identificación de la contaminación Industria de alimentos Lodo de separadores, pérdidas, leche del lavado, lotes incorrectas, restos, lavado de productos, lavado de instalaciones y carros, otros 1 2 m 3 /m 3 Leche (3.5%): A&G = 35 g/l, DBO 5 = 114 g/l, DQO = 183 g/l Suero: A&G = 0.5 g/l, DBO 5 = g/l, DQO = g/l Soda caustica y ácido nítrico para limpieza Agua caliente para limpieza y rechazo de los calderos Productos y insumos del proceso dominan la contaminación Fuente: DWA 34

35 Camales Identificación de la contaminación Industria de alimentos Establos, depilación, remoción de plumas, contenido de calderos, lavado de productos, transporte de partes, desangramiento, vaciamiento de panzas y tripas, enfriamiento directo, limpieza de instalaciones m 3 /ganado Sangre: DBO 5 = 140 g/l, Contenidos de panzas (sin aceite): DBO 5 > 10 g/l, Degomación de tripas: DBO 5 = g/tripa Heces de establos: DBO 5 = g/l, En general DQO : DBO 5 <= 2 La sangre de alta pureza es principalmente un producto de valor. Fuente: DWA 35

36 Curtiduría Identificación de la contaminación Otras industrias Lavado, transporte, ablandamiento, depilación, neutralización, curtir, coloración, impregnación, limpieza de instalaciones aprox m 3 /t Uso de sal de la conservación de los piles crudas, DQO de la limpieza de los pieles, Efluente del liming (depilación), Q = 1-3 m 3 /t : S 2- = 1,200 4,000 mg/l, Uso de sales de NH 4 -N en la neutralización, Q = aprox m 3 /t: NH 4 - N = 30 7,000 mg/l, Cromo (III) en el proceso de curtir, Q = 3-5 m 3 /t: Cromo = 300 4,000 mg/l, Solventes, colorantes, aceites/grasas DQO Insumos para el proceso están entre los contaminantes principales. Fuente: DWA, gtz, RAC/CP (España) 36