LOS VERTIDOS DEL SECTOR LCTEO.

CONSUMOS DE AGUA Y VOLMENES DE AGUAS RESIDUALES.En este sector el agua se consume fundamentalmente en: Proceso productivo, incluyendo operaciones de limpieza. Regeneracin de resinas, procedentes de los procesos de desmineralizacin de aguas, en algunos casos de pozo, empleados en algunas instalaciones. Refrigeracin. Usos sanitarios (aseos y duchas del personal).

Toda el agua consumida, exceptuando las prdidas por evaporacin en los circuitos de refrigeracin, se vierte, ya que no se incorpora al producto final. Los consumos de agua son muy variables en funcin de: Nmero y tipo de productos elaborados Tipo de proceso productivo Existencia de sistemas de recirculacin de agua Produccin

A ttulo indicativo, en una central lechera puede esperarse un volumen de vertido de entre 1,5 a 2,5 litros por cada litro de leche procesada, y en el conjunto de la industria lctea el rango se ampla hasta 2 a 5 litros. Otros autores indican los siguientes valores:

ORGENES DE LOS VERTIDOS Y COMPOSICIN GENERAL.Los vertidos residuales de las industrias de leche y derivados, proceden principalmente de las operaciones de:Limpieza de equipos e superficiesAguas de refrigeracin (cuando no se recuperan)CondensadosRestos de leche y lacto sueroSi las redes de drenaje son de tipo unitario, las aguas pluviales se incorporaran al resto de los vertidos de la empresa, modificando su composicin. As mismo, cabe esperar la presencia de los vertidos de las duchas y aseos del personal, que tambin pueden mezclarse con los de la actividad, y que tienen como principales contaminantes slidos en suspensin, materia orgnica, detergentes y amoniaco.Se ha estimado que el 90% de la DQO de las aguas residuales de una industria lctea es atribuible a componentes de la leche y slo el 10% a sustancias ajenas a la misma. En la composicin de la leche adems de agua se encuentran grasas, protenas (tanto en solucin como en suspensin), azcares y sales minerales. Los productos lcteos adems de los componentes de la leche pueden contener azcar, sal, colorantes, estabilizantes, etc., de- pendiendo de la naturaleza y tipo de producto y de la tecnologa de produccin empleada.Todos estos componentes aparecen en las aguas residuales en mayor o menor cantidad, con las aguas de limpieza y los productos que se empleen en sta. Los contaminantes esperados en la limpieza son materia orgnica, slidos en suspensin, aceites y grasas, nitrgeno orgnico y detergentes. Generalmente tienen un carcter alcalino, con valores de pH que pueden aproximarse a 11.Los contaminantes que cabe esperar en el vertido de las aguas de refrigeracin y purgas de calderas, siempre y cuando el agua no est en contacto directo con los equipos y piezas a refrigerar, son slidos en suspensin y conductividades elevadas.Las aguas residuales de las industrias de tratamiento de leche presentan las siguientes caractersticas generales: Marcado carcter orgnico (elevada DBO5 y DQO), debido a la presencia de componentes de la leche, que tiene una DBO de 110.000 mg/l y una DQO de 210.000 mg/l. Alta biodegradabilidad. Presencia de aceites y grasas. Altas concentraciones de fsforo y nitratos, principalmente debidos a los productos de limpieza y desinfeccin. Presencia de slidos en suspensin, principalmente en elaboracin de quesos Conductividad elevada (especialmente en las empresas productoras de queso debido al vertido de cloruro sdico procedente del salado del queso) Valores puntuales de pH extremos, debidos a las operaciones de limpieza. Uso de cidos y bases en las limpiezas CIP.Las aguas residuales generadas en la fabricacin de quesos es posible que contengan cantidades apreciables de lactosuero, sobre todo salino, lo que, adems de incrementar notablemente la carga contaminante, supone la prdida de un subproducto de alto valor econ-mico. Es recomendable, por tanto, que se evite la incorporacin del lactosuero al agua residual y que se destine a la obtencin de sustancias aprovechables.Por otro lado, las aguas residuales generadas en la fabricacin de helados presentan una baja carga contaminante, aunque la presencia de nitrgeno amoniacal en cantidades eleva- das hace aconsejable su tratamiento biolgico con nitrificacin-desnitrificacinEn la siguiente tabla, elaborada por la Federacin nacional de industrias lcteas, se resumen las caractersticas de los vertidos en funcin de su origen.

En la GMTD se incluye esta tabla:

En la GMTD se clasifican estas aguas residuales en funcin de dos focos de generacin: actividades de proceso (donde se incluyen las operaciones de limpieza) y operaciones de tratamiento trmico y/o refrigeracin, exponiendo la siguiente tabla:

Por ltimo, en la GMTD se incluye una tabla con los resultados de las aguas residuales sin depurar, aportados por las empresas del sector lcteo afectadas por la Ley IPPC Prevencin y control de calidad de la contaminacin:

FACTORES QUE AFECTAN A LA COMPOSICIN Y VOLMENES DE LAS AGUAS RESIDUALES.El volumen de los efluentes y su contenido en materia contaminante son muy variables, segn sea la naturaleza de la fabricacin, las tcnicas de trabajo y de cmo se realicen las operaciones de limpieza. Dada la variabilidad de las industrias que estamos tratando, el nivel de carga orgnica de un vertido puede estar influenciado por los siguientes aspectos: El tipo de industria (s procesa un solo producto o varios). La presentacin final que se quiera dar a ese producto. El nivel de produccin (sistemas continuos o por cargas). Si se mezclan las aguas de proceso con las de refrigeracin (vertidos ms diluidos o ms concentrados). Si se han implantado buenas prcticas de gestin medioambiental.COMPOSICIN DE LAS AGUAS RESIDUALESLa Federacin nacional de industrias lcteas, aporta los siguientes datos

En un informe reciente de la Direccin General de Alimentacin del MAPA, se aportan los siguientes datos de concentraciones medias para las aguas residuales de una central lechera tipo, una elaboradora de productos lcteos y una elaboradora de helados del sector:ParmetrosLecheratipoProductoslcteosElaboracinhelados

pHConductividad (mS/cm) DBO5 (mg/l)DQO (mg/l)Slidos en suspensin Materiasedimentable (ml/l)Cloruros (mg/l) Nitratos (mg/l) Nitritos (mg/l) Amonio (mg/l)N Kjeldhal (mg/l)P hidrolizable (mg/l) P total (mg/l)Aceites y grasas (mg/l) Detergentes (mg/l) Caudal7,51,61.200,03.000,0250,00,0140,090,010,00,560,050,05,060,06,00,4 m3/m3producido9,01,13.000,06.000,01.600,00,097,092,00,210,0100,08,08,0130,011,01,0 m3/tm producida8,01,7240,0500,080,00,1134,075,00,3138,9139,09,29,225,06,04,0 m3/m3producido

En el mismo informe. se aportan los siguientes datos para una central lechera, tomados de la Agencia de Medio Ambiente del Reino Unido, publicados en el ao 2000

ProductBOD5 (mg por kg of product)

Whole milk (leche entera)Skimmed milk (leche desnatada) Double cream (nata)Yoghurt Ice cream Whey (suero)104000670003990009100029200034000

ComponentRangeAverage

Suspended solidsTotal solidsBOD5ProteinFat Carbohydrate Nitrogen Phosphorus Sodium Chloride Calcium Magnesium PotassiumpH Temperature24 - 5700 mg/l135 - 8500 mg/l450 - 4790 mg/l210 - 560 mg/l35 - 500 mg/l252 - 931 mg/l15 - 180 mg/l11 - 160 mg/l60 - 807 mg/l48469 mg/l57 - 112 mg/l22 - 49 mg/l11 160 mg/l5.3 - 9.412 - 40 C-2397 mg/l1885 mg/l350 mg/l209 mg/l522 mg/l76 mg/l50 mg/l-276 mg/l--677.124 C

En la elaboracin de quesos la parte ms importante de volumen de aguas residuales procede de la limpieza de equipos e superficies. En este tipo de instalaciones, los vertidos procedentes de restos de leche, lactosuero y salmueras aumentan de forma considerable la carga contaminante del vertido final (fundamentalmente carga orgnica y conductividad). El lactosuero representa entre un 80 y un 90% del volumen total de la leche utilizada en la fabricacin de queso, y contiene alrededor del 50% de los nutrientes iniciales de la misma.El volumen de lactosuero que no se recoja, pasar a formar parte de las aguas residuales, incrementando la carga contaminante, fundamentalmente por su elevada carga orgnica (40.000-80.000 mg O2/l) y de conductividad elctrica. En la siguiente tabla se muestra la composicin media del lactosuero:

Los vertidos de salmueras son puntuales, y su volumen y frecuencia son muy variables ya que depende de la capacidad de almacenamiento de los tanques de salado, del tiempo de utilizacin, del nivel de reutilizacin, etc. Contienen un importante contenido orgnico fundamentalmente proteico (casena), lactosa y cido lctico, adems de una alta conductividad elctrica.

TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALESUna planta de tratamiento para efluentes lcteos requiere ser diseada bsicamente para remover los niveles contaminantes de parmetros tales como: DBO5, aceites y grasas, slidos suspendidos, y para corregir el pH del efluente. A pesar de la variabilidad en los par- metros de vertido, se puede considerar unos sistemas bsicos de control y de pretratamiento que se adapten a las caractersticas generales de los vertidos y que puedan servir de orientacin para que las empresas desarrollen unos sistemas ms especficos y adecuados a los vertidos que generan.Con carcter general, el tratamiento de estas aguas residuales puede realizarse mediante un tratamiento biolgico, requiriendo previamente la separacin de slidos en suspensin y de grasas y aceites. En el caso de las aguas procedentes de la elaboracin de quesos pue- de ser necesaria, adems, la eliminacin de fsforo. Por otro lado, dada la elevadsima DQO y conductividad del lactosuero, la primera medida de control es recuperar totalmente los res- tos de lactosuero y evitar que estos lleguen a mezclarse con el resto de aguas residuales.Los sistemas de depuracin de aguas residuales deben ser aquellos que garanticen el cum- plimiento de los lmites establecidos por la legislacin en funcin del punto al que vierte la empresa (s el vertido se realiza a cauce pblico los lmites son ms restrictivos que s se realiza a un colector de una depuradora de aguas residuales). A la hora de decidir sobre el sistema a adoptar, puede servirnos de orientacin la siguiente tabla:

PRETRATAMIENTOS.El pretratamiento puede ser del tipo fsico o fsico-qumico, dependiendo de las concentraciones que presenten aquellos contaminantes inhibidores del proceso biolgico.Un sistema bsico (que no suficiente) de control y pretratamiento que deberan tener todas las empresas de este sector, y que en algunas ocasiones ser suficiente para que puedan realizar sus vertidos dentro de los lmites establecidos, debe constar de los siguientes elementos: Sistema de regulacin - homogeneizacin aireada. separador de grasas y aceitesDepsito o balsa del tamao suficiente para asegurar el suministro contino de flujo al sistema de separacin de grasas posterior. Este depsito permite adems que se produzca una primera laminacin de las puntas de carga y volumen de los diferentes flujos de vertido de aguas. Es conveniente la aireacin del depsito para evitar fermentaciones aerbicas cidas no deseadas.Separador de grasas y slidos en suspensin por flotacin. En funcin de las caractersticas del vertido puede ser necesaria la adicin de productos coagulantes y el control del pH para asegurar un buen rendimiento de separacin.Esta balsa debe permitir homogeneizar las puntas de caudal y carga contaminante de los diferentes flujos de agua residual producidos en las diferentes operaciones de proceso y limpieza. Este sistema tambin sirve de depsito de seguridad ante vertidos accidentales ocurridos en las industrias, ya que evita la llegada de los mismos al punto final de vertido.El sistema de homogeneizacin ha de constar de una balsa con capacidad para acoger, como mnimo, el volumen de vertido producido en un turno de trabajo as como las puntas de caudal derivadas del proceso, todo ello referido a la campaa ms desfavorable. La balsa deber ser aireada para evitar las fermentaciones no deseadas y permitir la disminucin de la DQO del vertido final. Es importante sealar que concentraciones de leche o de suero superior al 1 o al 2% en las aguas residuales, pueden conducir rpidamente a fermentaciones aerobias cidas, difcilmente controlables (fermentacin lctica), que pueden impedir por completo la actividad biolgica.Por ltimo, es importante considerar la conveniencia de que las empresas dispongan de los medios y sistemas adecuados que permitan conocer los caudales de agua consumidos y los caudales vertidos, as como el poseer equipos propios de toma de muestras capaces de obtener de forma peridica muestras integradas de una jornada laboral. La utilizacin de stos equipos junto con una serie de mtodos analticos semicuantitativos que permitan determinar los principales parmetros de un vertido (pH, DQO y SS) ofrecern una valiosa informacin relativa a las caractersticas analticas del vertido, su evolucin temporal, los caudales vertidos, la efectividad de sus sistemas de tratamiento y, finalmente, si la empresa ha adoptado medidas de minimizacin podr conocer los avances realizados en este sentido.TRATAMIENTOS COMPLETOS.Los mtodos propuestos para el tratamiento de las aguas residuales de este subsector, pueden constar de las siguientes etapas:Separacin de grasas y aceites: Flotacin UltrafiltracinEliminacin de slidos en suspensin: Decantacin FlotacinEliminacin de materia orgnica: Tratamiento biolgico que incluya nitrificacin-desnitrificacin. Tratamiento biolgico con eliminacin de nutrientes.Tal y como se indic anteriormente, resulta especialmente adecuado el completar, mejor dicho iniciar estos tratamientos, mediante la inclusin de un sistema de ajuste de pH y homogeneizacin del efluente a depurar. La gestin de los fangos generados en el tratamiento de las aguas residuales se puede efectuar mediante la aplicacin de las siguientes tcnicas: Estabilizacin y deshidratacin. Aplicacin en agricultura o produccin de compost.Al Igual que con los restantes vertidos de la industria alimentaria, en funcin de la calidad del agua que se exija al vertido de la depuradora, puede realizarse un tipo de tratamiento u otro. Cuando se desean elevados rendimientos de depuracin, normalmente la mejor tecnologa disponible es una combinacin de una etapa anaerobia a la que continua una aerobia, conforme al esquema siguiente Lnea de agua: Desbaste (tamizado), homogeneizacin, decantacin, ajuste de pH, digestin anaerobia, tratamiento aerbico (lodos activados) y decantacin secunda- ria.

Lnea de lodos: Espesamiento y deshidratacin.

Como ejemplo de una instalacin casi completa, recientemente implantada en Granada y que termina de depurar sus vertidos en la EDAR municipal, el tratamiento consta de las siguientes etapas:LNEA DE AGUAS:Recepcin del vertido en pozo de bombeo.Tamizado (tamiz rotativo).Desengrasado (aireacin + carro desnatador).Balsa de Homogeneizacin (650 m3).Bombeo a Reactor UASB.Ajuste de pH.Reactor de biometanizacin UASBLINEAS DE LODOHomogeneizacin de fangos.Acondicionamiento con cal.Dosificacin de polielectrolito.Deshidratacin en decantador centrfugo.

La composicin del agua de entrada a esta instalacin y los rendimientos que consigue, son los siguientes:

PARMETROSUNIDADESVALORES PROMEDIO

pH-7,59

CONDUCTIVIDADS/cm4.040

DBO5mg/l1.600

DQOmg/l2.500

SLIDOS EN SUSPENSINmg/l512

ACEITES Y GRASASmg/l364

N TOTAL KJELDHALmg/l56

P TOTALmg/l49

CARBONO ORGNICO TOTAL (COT)mg/l751

PARMETROSREDIMIE TO DEL SISTEMA DE TRATAMIE TO

DBO570 80 %

DQO70 80 %

SL. EN SUSP.80 90 %

ACEITES Y GRASAS80 90 %

COT70 80 %

Otro ejemplo de una EDARI para una instalacin que procesa en promedio 300.000 l/d de leche para producir leche en polvo, mantequilla y leche pasteurizada. En las operaciones de lavado se generan en promedio 170 m3/d de efluentes, con una temperatura que oscila entre 30 60 C y un pH que vara entre 2 y 12 unidades. Las concentraciones promedio de las caractersticas fisicoqumicas bsicas son: DQO: 7.000 mg/l, DBO5 = 4.000 mg/l, slidos suspendidos = 1.300 mg/l y grasas/aceites = 950 mg/l.La planta cuenta con pozo de bombeo, desarenador, tanque de homogenizacin, tanque deflotacin, reactores UASB, filtro percolador y decantador secundario. El sistema de trata- miento fisicoqumico garantiza una calidad apropiada del agua antes de ingresar a los reactores UASB.El rea ocupada por la planta, incluyendo zonas verdes y caminos, es de unos 200 m2.

El lodo primario generado en el tanque de flotacin se estabiliza con cal, se deshidrata me- diante un filtro prensa y se utiliza como acondicionador de suelos en fincas. Para la des- hidratacin de los lodos biolgicos de exceso de los reactores UASB se dispone de lechos de secado.

Las caractersticas del efluente final de la planta de tratamiento son: DQO < 150 mg/l, DBO< 80 mg/l, slidos suspendidos < 100 mg/l y grasas/aceites < 50 mg/l.

DIAGRAMA DE FLUJO DE TRATAMIENTO DE AGUALINEA DE AGUA

RECEPCION DEL VERTIDO EN POZO DE BOMBEO

TAMIZADO (TAMIZ ROTATIVO)

DESENGRASADO (AIREACION + CARRO DESNATADOR)

BALSA DE HOMOGENIZACION (650 m3)

BOMBEO DE REACTOR UASB

AJUSTE DE pH

REACTOR DE BIOMETANIZACION

LINEA DE LODO

HOMOGENIZACION DE FANGOSACONDICIONAMIENTO CON CALDOSIFICACION DE POLIELECTROLITO

DESHIDRATACION EN DECANTADOR CENTRFUGO

NORMA TCNICA