EFICIENCIA DE LA APLICACIÓN DE COAGULANTES EN UN SISTEMA DE FLOTACIÓN PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE UNA INDUSTRIA AVÍCOLA

Transcripción

1 UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD DE INGENIERÍA DIVISIÓN DE POSTGRADO MAESTRÍA DE CIENCIAS AMBIENTALES EFICIENCIA DE LA APLICACIÓN DE COAGULANTES EN UN SISTEMA DE FLOTACIÓN PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE UNA INDUSTRIA AVÍCOLA Tutora: Dra. Yaxcelys Caldera Co-tutor: Dr. Edixón Gutiérrez. Realizado por: Ing. Mayra Sánchez

2 INTRODUCCIÓN Recepción Desangrado de aves El 59% del consumo total de agua 70% Países vía desarrollo AR sin Trat. AR Cárnica (Abundantes) Sacado de Jaulas y Colgado Escaldado Etapa N 2: N 1: Aguas residuales con del sangre, lavado de materia jaulas orgánica, y camiones sólidos, con color, deyecciones, plumas, temperatura. plumas y polvo. Aturdimiento Desplumado

3 INTRODUCCIÓN Corte de Cabezas y patas Eviscerado Etapa N 3 Aguas residuales con sólidos, sangre y grasas: intestinos, pulmones, corazón, hígado, mollejas y cuellos.

4 INTRODUCCIÓN Lavado de canales Despiece Aguas residuales con sangre, grasas, materia orgánica y contenido digestivo. Clasificación, envasado y embalaje Lavado de instalaciones: Aguas residuales con carga orgánica, grasas, detergentes y desinfectantes.

5 INTRODUCCIÓN Altos niveles MO,SS, P, N, A y G (Altamente Contaminantes, consumen OD, olores desagradables, destrucción fauna y facilitan desarrollo enfermedades) Problemas en los sistemas de tratamiento por A y G Formación de espumas y olores desagradables. Inestabilidad en los procesos biológicos, desarrollo de organismos filamentosos, lavado de biomasa. Problemas en las unidades mecánicas (bombas y aspersores). Los AyG deben ser removidos adecuadamente en el tratamiento primario

6 INTRODUCCIÓN Problemas Remoción de A y G menor 25% Fuente: Caldera et al.,(2010).

7 INTRODUCCIÓN Sistema de tratamiento ARIA: PRETRATAMIENTO Rejas Estación de desbaste de bombeo TRATAMIENTO PRIMARIO Tanque de Tamiz separación de rotatorio A y G TRATAMIENTO SECUNDARIO Proceso de lodos activados Cámara Reactor biológico Sedimentador de cloración AGUA RESIDUAL (ARIAZ) Residuos Residuos Residuos O 2 Residuos O 2 Recirculación de lodo Lodo Cloro AGUA TRATADA Lechos de secado Agua percolada Espesador O 2 Digestor aerobio LODO ACONDICIONADO Recirculación de lodo TRATAMIENTO DE LODOS Fuentes: Caldera et al., (2010).

8 INTRODUCCIÓN A y G, baja densidad Flotación: permite remover partículas pequeñas y ligeras en cortos periodos de tiempo, pueden ser por aire disperso o disuelto. La flotación con aire disuelto (DAF) consiste en la inyección de microburbujas en una unidad de aireación. Las microburbujas son generadas por la reducción brusca de la presión y permiten abarcar mayor parte de superficie. Fuentes: Metcaf y Eddy, (1995); Shammas y Bennett, (2010).

9 INTRODUCCIÓN Adición de coagulantes Sales de inorgánicas Mejora la eficiencia en los sistema de flotación, aumentando la velocidad de ascenso de partículas entre cm/min. (Remociones superiores al 90% de A y G.) 1 Al 2 (SO 4 ) 3 y Fe 2 (SO 4 ) 3 en DAF 99% A y G. 2 PAC sistema DAF, ARM: 74% SS y 99% A y G. 3 Sulfato de aluminio Policloruro de aluminio Sales de Aluminio Fuentes: 1 Hermosilla et al.,(2008) ; 2 Al-Shamrni et al. (2002) ; 3 Nardy et al., (2008); De Turris et al., (2011).

10 INTRODUCCIÓN Adición de coagulantes Polímeros orgánicos Quitosano Polímero Catiónico (P+) Biodegradable y biocompatible. Venezuela produce anualmente miles de toneladas métricas de crustáceos, aproximadamente 75% del peso vivo es desecho % del peso seco de estos desechos es quitina % Remoc % para turbidez, 77-90% para color, 52-70% DQO y 67-71% HC. Fuentes: Caldera et al., (2009); Fuentes et al., (2008).

11 OBJETIVOS Objetivo General Evaluar la eficiencia de la aplicación de coagulantes en un sistema de flotación por aire disuelto (DAF) para el tratamiento de aguas residuales de una industria avícola. Objetivos específicos Describir la composición de las aguas residuales de la industria avícola en cuanto a potencial de hidrógeno (ph), alcalinidad total, (SST), (SSV), (A y G), (DQO), turbidez, color, nitrógeno (N) y fósforo (P). Determinar la remoción de los parámetros aceites y grasas, SST, SSV, turbidez y DQO en el sistema de DAF, sin aplicación del coagulante para las presiones de 30, 40, 50 psi y porcentaje de recirculación de 30%, 40%, y 50%.

12 OBJETIVOS Determinar la remoción de los parámetros aceites y grasas, SST, SSV, turbidez y DQO en el sistema de DAF, con la aplicación de los coagulantes quitosano, policloruro de aluminio y sulfato de aluminio para las presiones de 30, 40, 50 psi y porcentaje de recirculación de 30, 40, y 50%. Comparar la capacidad de remoción de aceites y grasa, SST, SSV, turbidez y DQO del sistema DAF a las diferentes condiciones de operación Evaluar la eficiencia de cada coagulante a las diferentes condiciones de operación en el sistema de DAF.

13 MATERIALES Y MÉTODOS Área de estudio: IA Sacrifica: 5000 pollos/hora JORNADA DE TRABAJO: 12 h (8 h matanza y 4 h limpieza) Toma de Muestras CIA

14 MATERIALES Y MÉTODOS Separador Aceites y Grasas:

15 MATERIALES Y MÉTODOS Descripción de la unidad: Difusores de aireación Bafle Salida del separador de A y G. 3 m Entrada del separador de A y G. 5 m Bafle 7 m V=105m 3 TRH=2hrs

16 MATERIALES Y MÉTODOS Determinación de parámetros físico químicos: MUESTRAS PARÁMETRO A EVALUAR MÉTODO Nº ph Potenciométrico 4500-H + Alcalinidad total Volumétrico 2320B Color Espectrofotométrico 2120C AFLUENTE EFLUENTE Turbidez Nefelométrico 2130B DQO Colorimétrico 5220B SST y SSV Gravimétrico 2540B y 2540E Nitrógeno Kjeldahl Volumétrico 4500-N B Fósforo Colorimétrico 4500-P C Aceites y Grasas Gravimétrico 5520B DQO Colorimétrico 5220B SST y SSV Gravimétrico 2540B y 2540E Aceites y Grasas Gravimétrico 5520B APHA, AWWA, WCF, (1998).

17 MATERIALES Y MÉTODOS Coagulantes y Preparación Sulfato de Aluminio 50% p/v PAC 25% p/v ( mg/l) Quitosano (20-40 mg/l) Determinación dosis óptima de coagulante La eficiencia de un coagulante frente al otro varía dependiendo de las características del agua a tratar y el sistema de tratamiento. 1 min (100 rpm) 20 min (30 rpm) 30 min (Sedimentación) Modelo JTL6 Divakaran y Pillai (2002), Caldera et al., (2009). Mutairi et al, (2005).

18 MATERIALES Y MÉTODOS Unidad de flotación con aire disuelto Recipiente de llenado (Reciclo) Válvula para entrada del reciclo Manómetro Cámara de flotación 3L Válvula Flujo entrada Válvula de Salida (Efluente) Fondo perforado Tanque de presurización

19 RESULTADOS PRELIMINARES Caracterización ARIA: Parámetro Rango Descarga a red de cloacas* Descarga a cuerpos de agua* Temperatura ( C) NR ph 6, Alcalinidad (mg CaCO 3 /L) NR NR Turbidez (NTU) NR NR Color (UPt/Co) NR 500 SST (mg/l) SSV (mg/l) NR NR Nitrógeno Total (mg/l) 33, NR Fosforo total (mg/l) 11, DQO (mg/l) Aceites y Grasas (mg/l) Fuente: *Decreto 883: Normas Venezolanas para la clasificación y el control de la calidad de los cuerpos de agua y vertidos o efluentes líquidos,(1995).

20 RESULTADOS PRELIMINARES Pruebas de Coagulación: Coagulante Dosis óptimas DQO (% Remoción) Color (% Remoción) Turbidez (% Remoción) Policloruro de Aluminio 220 mg/l Sulfato de Aluminio 300 mg/l Quitosano 20 mg/l Control

21 RESULTADOS PRELIMINARES Remoción de parámetros, pruebas DAF sin adición de coagulantes: Parámetros 30 psi 40 psi 50 psi 30% 40% 50% 30% 40% 50% 30% 40% 50% Turbidez Color DQO SST SSV AyG

22 CONCLUSIONES PRELIMINARES -Las características de las ARIAS son variadas, dependen del número de aves sacrificadas. -Utilizar 220mg/L de PAC, permite remover DQO, color y turbidez entre un 85 y 97%. -Utilizar 300mg/L de SA, permite remover DQO, color y turbidez entre un 87 y 93%. -Utilizar 22mg/L de Quitosano, permite remover DQO, color y turbidez entre un 81 y 90%. -El empleo del sistema DAF a escala piloto sin adición de coagulantes permite alcanzar remociones de hasta un 45% para AyG.

23 Gracias