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

UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD DE INGENIERÍA DIVISIÓN DE POSTGRADO MAESTRÍA DE CIENCIAS

AMBIENTALES

INTRODUCCIÓN

El 59% del consumo total de agua

AR Cárnica (Abundantes)

Recepción de aves

Sacado de Jaulas y Colgado

Aturdimiento

Etapa N°1: Aguas residuales del lavado de

jaulas y camiones con deyecciones, plumas y polvo.

Desangrado

Escaldado

Desplumado Etapa N°2:

Aguas residuales con sangre, materia orgánica, sólidos, color,

plumas, temperatura.

70% Países vía desarrollo AR sin Trat.

INTRODUCCIÓN

Eviscerado

Corte de Cabezas y patas

Etapa N°3 Aguas residuales con sólidos, sangre

y grasas: intestinos, pulmones, corazón, hígado, mollejas y cuellos.

INTRODUCCIÓN

Despiece

Clasificación, envasado y embalaje

Lavado de canales

Aguas residuales con sangre, grasas, materia orgánica y

contenido digestivo.

Lavado de instalaciones: Aguas residuales con carga orgánica, grasas, detergentes y desinfectantes.

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

INTRODUCCIÓN

Problemas

Remoción de A y G menor 25%

Fuente: Caldera et al.,(2010).

Sistema de tratamiento ARIA:

Sedimentador

AGUA TRATADA

Cámara de cloración

Proceso de lodos activados

Recirculación de lodoLodo

TRATAMIENTO PRIMARIO TRATAMIENTO SECUNDARIO

TRATAMIENTO DE LODOS

Digestor aerobio

LODO

ACONDICIONADO

AGUARESIDUAL(ARIAZ)

Estación de bombeo

Rejasde desbaste

Residuos Residuos

PRETRATAMIENTO

Tamizrotatorio

Residuos

Tanque deseparación de

A y G

Residuos

Reactor biológico

Cloro

Espesador

Recirculación de lodo

Agua percolada

Lechos de secado

O2

O2

O2

Sedimentador

AGUA TRATADA

Cámara de cloración

Proceso de lodos activados

Recirculación de lodoLodo

TRATAMIENTO PRIMARIO TRATAMIENTO SECUNDARIO

TRATAMIENTO DE LODOS

Digestor aerobio

LODO

ACONDICIONADO

AGUARESIDUAL(ARIAZ)

Estación de bombeo

Rejasde desbaste

Residuos Residuos

PRETRATAMIENTO

Tamizrotatorio

Residuos

Tanque deseparación de

A y G

Residuos

Reactor biológico

Cloro

Espesador

Recirculación de lodo

Agua percolada

Lechos de secado

O2

O2

O2

Fuentes: Caldera et al., (2010).

INTRODUCCIÓN

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).

INTRODUCCIÓN

Adición de coagulantes

Mejora la eficiencia en los sistema de flotación, aumentando la velocidad de ascenso de partículas entre 20-60 cm/min. (Remociones superiores al 90% de A y G.)1

Sales de inorgánicas

Policloruro de aluminio

Fuentes: 1 Hermosilla et al.,(2008) ; 2Al-Shamrni et al. (2002) ;3Nardy et al., (2008); De Turris et al., (2011).

Al2(SO4)3 y Fe2(SO4)3 en DAF 99% A y G. 2

PAC sistema DAF, ARM: 74% SS y 99% A y G.3

Sales de Aluminio

Sulfato de aluminio

INTRODUCCIÓN

Adición de coagulantes Polímeros orgánicos

Fuentes: Caldera et al., (2009); Fuentes et al., (2008).

Quitosano Polímero Catiónico (P+) Biodegradable y biocompatible.

Venezuela produce anualmente miles de toneladas métricas de crustáceos, aproximadamente 75% del peso vivo es desecho. 20-58% del peso seco de estos desechos es quitina

% Remoc. 73-90% para turbidez , 77-90% para color, 52-70% DQO y 67-71% HC.

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%.

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.

MATERIALES Y MÉTODOS

Toma de Muestras

CIA

Área de estudio:

IA Sacrifica: 5000 pollos/hora

JORNADA DE TRABAJO: 12 h (8 h matanza y 4 h limpieza)

MATERIALES Y MÉTODOS Separador Aceites y Grasas:

5 m7 m

3 m

Salida del

separador

de A y G.

Entrada del

separador

de A y G.

Difusores de

aireación

Bafle

Bafle

5 m7 m

3 m

Salida del

separador

de A y G.

Entrada del

separador

de A y G.

Difusores de

aireación

Bafle

Bafle

5 m7 m

3 m

Salida del

separador

de A y G.

Entrada del

separador

de A y G.

5 m7 m

3 m

Salida del

separador

de A y G.

Entrada del

separador

de A y G.

Difusores de

aireación

Bafle

Bafle

Descripción de la unidad:

MATERIALES Y MÉTODOS

V=105m3

TRH=2hrs

MATERIALES Y MÉTODOS Determinación de parámetros físico químicos:

APHA, AWWA, WCF, (1998).

MUESTRAS PARÁMETRO A

EVALUAR MÉTODO Nº

AFLUENTE

pH Potenciométrico 4500-H+

Alcalinidad total Volumétrico 2320B

Color Espectrofotométrico 2120C

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

EFLUENTE

DQO Colorimétrico 5220B

SST y SSV Gravimétrico 2540B y

2540E

Aceites y Grasas Gravimétrico 5520B

MATERIALES Y MÉTODOS

Coagulantes y Preparación

Determinación dosis óptima de coagulante

1 min (100 rpm) 20 min (30 rpm) 30 min (Sedimentación)

Sulfato de Aluminio 50% p/v

PAC 25% p/v (200-500 mg/L)

Quitosano (20-40 mg/L)

Modelo JTL6

Divakaran y Pillai (2002), Caldera et al., (2009). Mutairi et al, (2005).

La eficiencia de un coagulante frente al otro varía dependiendo de las características del agua a tratar y el sistema de tratamiento.

MATERIALES Y MÉTODOS

Cámara de flotación 3L

Fondo perforado

Válvula Flujo entrada

Unidad de flotación con aire disuelto

Válvula de Salida (Efluente)

Tanque de presurización

Recipiente de llenado (Reciclo)

Manómetro

Válvula para entrada del reciclo

RESULTADOS PRELIMINARES

Parámetro Rango Descarga a red de

cloacas*

Descarga a cuerpos

de agua*

Temperatura (°C) 25 -27 40 NR

pH 6,5 - 7 6-9 6-9

Alcalinidad (mg CaCO3/L) 206 - 320 NR NR

Turbidez (NTU) 601 - 803 NR NR

Color (UPt/Co) 3820 - 4956 NR 500

SST (mg/L) 480 - 656 400 80

SSV (mg/L) 464-632 NR NR

Nitrógeno Total (mg/L) 33,04 – 71 40 NR

Fosforo total (mg/L) 11,76 - 21 10 10

DQO (mg/L) 1060 - 3725 900 350

Aceites y Grasas (mg/L) 220 - 567 150 20

Caracterización ARIA:

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).

RESULTADOS PRELIMINARES Pruebas de Coagulación:

Coagulante Dosis

óptimas DQO

(% Remoción) Color

(% Remoción) Turbidez

(% Remoción)

Policloruro de Aluminio 220 mg/L 85.4 97.4 97.5

Sulfato de Aluminio 300 mg/L 87.1 94.1 93.2

Quitosano 20 mg/L 80.9 90.1 88.7

Control - 49.7 28.7 21.2

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 31.7 33.0 37.6 13.3 40.9 38.9 42.2 37.6 43.5

Color 24.4 9.8 31.5 11.7 17.3 11.7 6.1 27.8 25.8 DQO 15.8 20.8 28.4 25.4 24.2 7.4 21.8 4.0 24.2 SST 33.7 33.0 34.9 31.0 34.7 33.7 26.3 29.7 32.5 SSV 16.9 38.3 31.4 40.4 38.3 32.4 39.7 33.5 16.9 AyG 25.6 37.9 28.5 20.6 17.0 22.7 45.1 33.1 19.3

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.

Gracias…