IMPORTANCIA DE LA CARACTERIZACIÓN DE LOS DESECHOS INDUSTRIALES A TRATAR Ing. Caty Cano
NOSOTROS Desde 1998, ECOFLUIDOS INGENIEROS S.A. es una compañía especializada en brindar asesoría, servicios y soluciones integrales a los problemas de contaminación y preservación del medio ambiente de nuestros clientes, los cuales se encuentran ubicados en todas las regiones del Perú. Nuestro servicio se caracteriza por su calidad, responsabilidad, honestidad, bajo costo y asesoría posterior.
NUESTROS SERVICIOS MEDIO AMBIENTE Y MONITOREOS AMBIENTALES Estudios ambientales, evaluación económica de estudios ambientales, monitoreos ambientales, tratamiento de aguas, tratamiento de desechos industriales, diseño, suministro y operación de plantas de tratamiento, charlas de capacitación en operación de plantas, entre otros.
NUESTROS SERVICIOS SUMINISTRO DE INSUMOS Y EQUIPOS SEGURIDAD Y SALUD EN EL TRABAJO
NUESTROS SERVICIOS RESPONSABILIDAD SOCIAL Y MANEJO DE CONFLICTOS SOCIOAMBIENTALES ECOFLUIDOS INGENIEROS S.A., acompaña a cada uno de nuestros clientes en la gestión de la implementación, seguimiento y monitoreo de los temas de Responsabilidad Social, que tienen cada uno de ellos con sus grupos de interés, consiguiendo evitar y/o reducir los conflictos socioambientales que puedan presentarse.
IMPORTANCIA DE CARACTERIZACIÓN DE LOS DESECHOS INDUSTRIALES A TRATAR Y COMO SELECCIONAR LA TECNOLOGÍA MÁS ADECUADA PARA EL TRATAMIENTO DE LOS EFLUENTES INDUSTRIALES.
DEFINICIONES CHONP + O2 Biomasa + CO 2 + H2O DBO: Cantidad de oxígeno requerido por los microorganismos para consumir la materia orgánica. El principal impacto en un cuerpo de agua es el consumo del oxígeno disuelto disponible. DBO5: Método normalizado de cuantificación Indirecta de la materia orgánica Se mide a los 5 días a 20 C.
DEFINICIONES DQO: Se define como la cantidad de oxígeno requerido para oxidar la materia contaminante en presencia de un oxidante químico. La DQO es siempre mayor o igual a la DBO debido a que oxida tanto bioquímica como químicamente.
DEFINICIONES Aceites y grasas: Compuestos orgánicos de gran estabilidad. Su proceso de degradación biológica es muy lento. Entorpecen la transferencia de oxígeno. Sólidos suspendidos: Producción de lodos en cuerpos de agua. Impiden la penetración de luz, evitando la fotosíntesis.
DEFINICIONES Metales pesados: Origen principal en actividades industriales. Alto potencial tóxico. Entran en la cadena alimenticia, produciéndose bioacumulación. Metales Pesados Co Mn Zn Ag As Hg Sn Cr Mo Ni Cd Pb Cu Sb Fe
PARÁMETROS DE MUESTREO MUESTRAS PUNTUALES Temperatura: Las descargas con altas temperaturas causan daños a la flora y fauna de las aguas receptoras. Interfiere con la reproducción de las especies, incrementa el crecimiento de bacterias y otros organismos, acelera las reacciones químicas, reduce los niveles de oxígeno y acelera la eutrofización. ph: fuera del rango normal de 6 a 9 pueden ser dañinas para la vida acuática y pueden causar perturbaciones celulares y la eventual destrucción de la flora y fauna acuática y dificulta el tratamiento biológico. Sólidos sedimentables: Constituyen una medida aproximada de la cantidad de lodos a producirse en la decantación primaria de las aguas residuales. Se expresa en ml/l/h.
DESDE LA TOMA DE MUESTRA La toma de muestras es una operación de alta relevancia, pues ha de asegurar la homogeneidad y representatividad de la muestra. Por ello, debe realizarse bajo estrictos criterios técnicos, con amplio conocimiento de los protocolos de monitoreo y por supuesto, dominancia sobre el manejo de los equipos. Todo ello, sumado a la experiencia, puede otorgarnos la confianza que se requiere para asegurar que este primer paso será EXITOSO.
SELECCIÓN DE PARÁMETROS Si bien es cierto que el cumplimiento de los VMA nos otorga la pauta para evitar el deterioro de las instalaciones, infraestructura sanitaria, maquinarias, equipos y nos ofrece asegurar su adecuado funcionamiento, garantizando la sostenibilidad de los sistemas de alcantarillado y tratamiento de las aguas residuales. Es importante recalcar que debemos considerar las características propias de nuestros efluentes, y con ello nuestro proceso productivo.
Valores máximos admisibles (VMA) Parámetro Unidad VMA para descargas al sistema de alcantarillado DBO5 mg/l 500 DQO mg/l 1000 SST mg/l 500 Aceites y grasas mg/l 100
Valores máximos admisibles (VMA)
NUESTROS RESULTADOS Se toman como muestra, los resultados de monitoreo de efluentes sin tratar de 08 empresas con las que se trabajaron durante el periodo 2005 2012; con el objeto de dar a conocer una problemática que puede resultar común en ciertas empresas, como la alta carga orgánica presente y otros parámetros que dificultan la aplicación de ciertos tratamientos. Una comparación con los VMA puede llevarnos a conclusiones sumamente interesantes y a debatir sobre qué procesos de tratamiento pueden ser más eficaces frente a la complejidad de los datos tomados.
CUADRO RESUMEN EMPRESA / RUBRO / AÑO Parámetros Unid. Patrón de comparaci ón (VMA) Industri a de Prod. Químic os 2008 Industria de Insumos químico s 2005 Industria metalúrgi ca 2008 Industria de golosinas 2012 Industria de producción de farmacéutico s 2010 Industria de alimento s 2010 Industria alimentar ia 2011 Industri a cervece ra 2011 DBO5 mg/l 500 813 1663 143 4677.7 206 1324.5 166.3 1806.1 DQO mg/l 1000 1845 5100 9518.9 2723.5 333.6 3612.3 SST mg/l 500 93 252 134 216 33 276 120 272 Aceites y grasas mg/l 100 3.6 173 9 (-) 123.7 3.2 605.3 ph (-) (6-9) 6.45 8 7.8 6.63 (5-6.2) 7.21 6.12 Temperatura C < 35 23.8 35 23 29.64 25.2 24 21 22.4 Sólidos sedimentabl es ml/l/h 8.5 (-) (-) (-) (-) (-) (3.2-6.3) 1 2
«Los efluentes industriales líquidos difieren de las aguas residuales domesticas en que generalmente contienen muy pocos microorganismos y un número limitado de sustratos o a veces uno solo. Las diferencias de poder contaminante entre un efluente industrial y un efluente domestico, que están directamente relacionadas con el contenido de materia orgánica que es medido generalmente en términos de demanda de oxígeno biológica (DBO) o química (DQO), pueden ser muy considerables. Si comparamos valores conocidos de algunos efluentes, como una vinaza de destilería, suero de queserías o alpechín (un residuo de la industria del aceite de oliva) que presentan valores de DQO de 70,000, 35,000 y 150,000 mg/l respectivamente, con las aguas residuales domesticas se suelen tener valores de 120 a 300 mg/l puede visualizarse la magnitud del problema que presentan algunos efluentes de la industria para su tratamiento» http://www.science.oas.org/simbio/mbio_ind/cap10_mi.pdf
DIAGRAMA GENERAL DE TRATAMIENTO
Tecnologías en el tratamiento de efluentes industriales PRE - TRATAMIENTOS: Trampa de grasas. Rejas. Sedimentadores. Con un pre-tratamiento pretendemos separar del agua residual tanto por operaciones físicas como por operaciones mecánicas, la mayor cantidad de materias que por su naturaleza (grasas, aceites, etc.) o por su tamaño (ramas, latas, etc.) crearían problemas en los tratamientos posteriores (obstrucción de tuberías y bombas, depósitos de arenas, rotura de equipos, entre otros.)
Tecnologías en el tratamiento de efluentes industriales TRATAMIENTOS PRIMARIOS: Tanques de sedimentación. Tanques de neutralización. Separadores gravitacionales. Sistemas de flotación. Sistemas de coagulación y floculación. El principal objetivo es el de remover aquellos contaminantes que pueden sedimentar, como por ejemplo los sólidos sedimentables y algunos suspendidos o aquellos que pueden flotar como las grasas.
Tecnologías en el tratamiento de efluentes industriales TRATAMIENTOS SECUNDARIOS: Sistema anaeróbico de flujo ascendente de manto de lodo (UASB). Sedimentador secundario. Zanjas de oxidación. Tratamiento de lodos. Objetivo: Remoción la demanda biológica de oxígeno (DBO) soluble que escapa a un tratamiento primario, además de remover cantidades adicionales de sólidos sedimentables.
Tecnologías en el tratamiento de efluentes industriales TRATAMIENTOS TERCIARIOS: El objetivo principal de los tratamientos terciarios es la eliminación de contaminantes que perduran después de aplicar los tratamientos primario y secundario; son tratamientos específicos y costosos, que se usan cuando se requiere un efluente final de mayor calidad que la obtenida con los tratamientos convencionales. Las principales técnicas son: Arrastre con vapor de agua o aire («stripping»). Procesos de membrana. Intercambio iónico. Adsorción con carbón activado. Procesos de oxidación.
SELECCIÓN DEL TRATAMIENTO IDEAL PARA CADA INDUSTRIA
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA APLICACIÓN DE UNO O MÁS TRATAMIENTOS
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA APLICACIÓN DE UNO O MÁS TRATAMIENTOS Los costos de inversión inicial en su mayoría, representan inversiones considerables para las empresas, pero lo más preocupante no suele ser la inversión inicial; debido a que algunos sistemas fueron diseñados en años remotos, surge la preocupación en los sistemas de tratamiento respecto a LOS COSTOS DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO. Este factor puede generar que el sistema propuesto sea financieramente inoperante, y representa básicamente: altos consumos de energía, los equipos electromecánicos son muy costosos, aunado a que requieren en su mayoría PERSONAL CALIFICADO PARA SU OPERACIÓN.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA APLICACIÓN DE UNO O MÁS TRATAMIENTOS En la actualidad contamos con la tecnología anaerobia que resulta atractiva en los países en desarrollo, ya que la energía necesaria para la operación de los sistemas anaerobios es mínima comparada con los sistemas convencionales de tratamiento aerobio. Entre sus ventajas contamos con: Bajos costos de inversión y operación. Alta eficiencia de tratamiento Producción de una fuente de energía que puede servir calentar el agua residual hasta la temperatura de operación. Necesidad de espacio relativamente pequeño para las instalaciones debido a la aplicación de altas velocidades de carga orgánica. Baja producción de lodo en exceso.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA APLICACIÓN DE UNO O MÁS TRATAMIENTOS Entre sus desventajas contamos con: Insuficiente generación de alcalinidad y metano cuando se depuran aguas residuales muy diluidas. Cinética lenta a bajas temperaturas. Ciertos compuestos como NH4+, PO43- y S2- quedan en disolución. Por este motivo, si es necesario, se tiene que usar un tratamiento posterior.
TRATAMIENTO QUIMICO Planta Química
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS Ventajas Elevada capacidad de tratamiento Bajo tiempo hidráulico de residencia Alta eficacia de eliminación de DQO REACTORES UASB Desventajas Proceso de granulación delicado. Puesta en marcha puede requerir lodo granular Útil para aguas con pocos sólidos suspendidos Bajo requerimiento energé-tico Excesivas cantidades de calcio inhiben la granulación No necesita soporte Fácil construcción Gran experiencia práctica
Planta de Lodos Activados ( SBR)
Costo $/m3 Lodos Activados ß=250 watts/m3 Costos de Diversos Procesos Zanja de Oxidación ß=10 watts/m3 Biofiltro Rafa Plantas Pequeñas Lagunas Aereadas ß=(1-3) watts/m3 Plantas Área de Terreno Medianas Lagunas de Oxidación Plantas Grandes
ACOTACIONES FINALES Algunas PTAR son poco eficientes, pero se pueden mejorar con algunas modificaciones. Un problema generalizado está relacionado con el empleo de una PTAR para el tratamiento de un volumen de efluentes mucho mayor con respecto al que originalmente se tuvo en cuenta. Además, existe el criterio generalizado y erróneo de creer que una PTAR no necesita supervisión profesional y que puede recibir cualquier tipo de efluentes sin tener en cuenta la tecnología de tratamiento que se está utilizando.
ACOTACIONES FINALES Lo primero que debe hacerse es comprobar realmente si el caudal del efluente a tratar no se puede disminuir o incluso eliminar, para lo cual es necesario estudiar las operaciones y procesos industriales involucrados. Pueden considerarse alternativas de separación de los residuos sólidos con modificaciones menores en el proceso y reducir así el problema de la carga orgánica e inorgánica.
ACOTACIONES FINALES El paso siguiente consiste en considerar el aprovechamiento, si es posible, total, del efluente tratado. Finalmente, es fundamental que una PTAR sea diseñada exactamente para lo que se desea tratar y para el tipo de reuso que se le a va a dar, que tenga un bajo costo de inversión y de operación. Además, debe ser una solución y no un dolor de cabeza.
MUCHAS GRACIAS 15 AÑOS Juntos preservamos el medio ambiente