Modulo Tratamiento de Aguas Residuales

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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA

CONTENIDO DIDCTICO DEL CURSO: 301332 TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERIA DE ALIMENTOS

301332 TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

OSVALDO GUEVARA VELANDIA

(Director Nacional)

DUITAMA

Febrero de 2012

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ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO

El mdulo fue diseado en el ao 1996 por Ingenero Jose Humberto Guerrero R. e

impreso en los talleres grficos de Unisur, para la Universidad Nacional Abierta y a Distancia.

El presente mdulo ha tenido una actualizacin, desarrollada por el Ingeniero Osvaldo

Guevara Velandia en el 2007 quien ha sido tutor de la UNAD en el CEAD DUITAMA,

acreditado su contenido por el Ing. Jose Humberto Guerrero.

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TABLA DE CONTENIDO

Pg.

Introduccin

Unidad 1: conceptos fundamentales y sistemas de administracion del agua

Introduccin 8 Justificacin 9

Objetivos 10

Contenido de la unidad 11

Capitulo 1 . Origen e importancia del tratamiento de agua residual 12 Leccin 1. Origen del agua residual 13

Leccin 2. Caracteristicas de las aguas residuales 20

Leccin 3. Importancia del tratamiento del agua residual 25

Leccin 4. Muestreo y aforo de las aguas residuales 30

Leccin 5. Medida de caudal 34

Autoevaluacion 1 40

Capitulo 2 . Gestin del recurso hidrico y normatividad ambiental 42 Leccin 6.Tecnicas para reducir las aguas residuales dentro de la planta 45

Leccin 7. Tecnicas para reciclar las aguas residuales no tratadas 46

Leccin 8. Recuperacin de subproductos 47

Leccin 9. Tcnicas para reutilizar el agua residual tratada 49

Leccin 10. Normatividad Ambiental 53

Autoevalcin 2 58

Capitulo 3 . Operaciones de pretratamiento y tratamiento primario del agua residual

59

Leccin 11. Operaciones de pretratamiento 61

Leccin 12. Operaciones de tratamiento primario 64

Leccin 13. Flotacin 68

Leccin 14. Filtracin 70

Leccin 15. Transferencia de gases, coagulacin, mezclado. 74

Autoevaluacin 3 84

Unidad 2: Tratamiento secundario y terciario del agua residual

Introduccin 85

Justificacin 86

Objetivos 87

Contenido de la unidad 88

Capitulo 1 Tratamiento Biologico del agua residual 90

Leccion 16. Microorganismos presentes en el agua residual 93

Leccion 17. Otros tipos de microorganismos 93

Leccin 18. Metabolismo microbiano 96

Leccion 19.Digesin Aerobia 99

Leccin 20. Digestion anaerobia 107

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Autoevaluacin 4 108

Capitulo 2. TECNOLOGIAS DE TRATAMIENTO BIOLOGICO 109

Leccion 21. Procesos aerobios 109

Leccion 22 Filtro percolador 118

Leccin 23. Procesos anaerobios 123

Leccion 24. Reactores de segunda generacin 127

Leccin 25. Limitaciones asociadas con la digestion anaerobia 129

Autoevaluacin 5 130

Capitulo 3 Tratamiento Terciario 131

Leccion 26. Desinfeccion 132

Leccion 27. Eliminacion de sustancias inorganicas disueltas 139

Leccin 28. Manejo y disposicin de lodos 141

Leccion 29. Criterios para la seleccin de los procesos de tratamiento 148

Leccin 30. Operaciones de la matriz de decisin 148

Autoevaluacin 6 150

Bibliografia 151

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LISTA DE FIGURAS

Pg.

Figura 1 El Agua En La Industria De Alimentos 14

Figura 2 Posible Circuito De Empleo Del Agua En Una Planta Procesadora De Alimentos

17

Figura 3 Diagrama De Flujo De Una Planta De Procesamiento de Aves 18

Figura 4 Composicin De Los Slidos En Las Aguas Residuales 21

Figura 5 Sitios De Muestro 31

Figura 6 Descarga Periodica Irregular 32

Figura 7 Descarga Periodica Regular 32

Figura 8 Descarga Continua 33

Figura 9 Descarga Irregular 34

Figura 10 Mtodo Volumtrico Manual 35

Figura 11 Vertederos 36

Figura 12 Canal Parshall 37

Figura 13 Medicion Electromagnetica 39

Figura 14 Medicion Por Ultrasonido 40

Figura 15 Modelo Tradicional 43

Figura 16 Modelo De Produccin Limpia 43

Figura 17 Etapas En El Tratamiento Del Suero Lquido Para Su conservacin 48

Figura 18 Estructura Del Derecho Ambiental Colombiano 54

Figura 19 Operaciones Y Procesos Unitarios Del Tratamiento de Agua Residual 61

Figura 20 Mtodo Para Medir Velocidad De Sedimentacin Floculante 67

Figura 21 Esquema De Las Zonas De Sedimentacin Para Un Fango Activado 68

Figura 22 Representacin Esquemtica De La Transferencia Del Oxigeno En Cuatro Pasos Desde La Fase Vapor A La Fase Solucin.

75

Figura 23 Etapas Del Desarrollo Microbiano 92

Figura 24 Representacin Esquemtica Del Metabolismo Bacteriano 94

Figura 25 Representacion De La Digestion Anaerobia 96

Figura 26 Trasformaciones Del Nitrogeno En Los Procesos De Tratamiento Biologico

97

Figura 27 Representacion De La Digestion Anaerobia 99

Figura 28 Balance Anaerobio De La Materia 100

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Figura 29 Balance Aerobio De La Materia Organica 102

Figura 30 Etapas De La Digestin Anaerobia 104

Figura 31 Reduccion Biologica Del Sulfato 105

Figura 32 Sulfato Reduccin En La Degradacin De La Materia Orgnica 106

Figura 33 Reaccin De Desnitrificacin 107

Figura 34 Accin De Bacterias Anaerobias Sobre El Tereftalato 110

Figura 35 Proceso De Lodos Activados 111

Figura 36 Esquema Proceso Convencional De Lodos Activados 115

Figura 37 Plantas De Tratamiento Con Lagunas Aireadas 117

Figura 38 Planta De Tratamiento Con Zanjn De Oxidacin 119

Figura 39 Esquema De Pelcula Biolgica En Un Filtro Percolador 126

Figura 40 Tanque Septico Y Tanque Imhoff 127

Figura 41 Filtro Anaerobio Ascendente 128

Figura 42 Sistema Uasb 129

Figura 43 Reactor De Lecho Fluidizado 136

Figura 44 Curva Generalizada Obtenida Durante La Cloracion Al Breakpoint 143

Figura 45 Flujo Para Manejo De Slidos

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LISTA DE TABLAS

Pg.

Tabla 1 Niveles Mximos Permitidos En La Calidad Del Agua Potable

15

Tabla 2 Caractersticas Del Agua Utilizada En Algunas Industrias Alimenticias 16

Tabla 3 Volmenes De Agua Empleados En La Industria 19

Tabla 4 Consumos Unitarios De Agua 20

Tabla 5 Contaminantes De Importancia En El Tratamiento Del Agua Residual. 26

Tabla 6 Caractersticas Principales De Las Aguas Residuales Provenientes De Ciertas Industrias De Alimentos.

27

Tabla 7 Cargas Unitarias De Contaminacin De Diferentes Empresas 28

Tabla 8 Beneficios Y Restricciones De La Politica De Produccion Limpia 44

Tabla 9 Posibles Aplicaciones Del Reciclado Del Agua Residual Industrial 47

Tabla 10 Composicin Del Suero Dulce Y Del Suero cido 48

Tabla 11 Aplicacin Para La Reutilizacin Del Agua Residual y Posibles Restricciones.

49

Tabla 12 Tecnologas De Tratamiento Aplicables Para La Reutilizacin Del Agua Residual.

50

Tabla 13 Mecanismos De Eliminacin Y Retencin De Partculas 73

Tabla 14 Solubilidades De Gases En El Agua Para Diferentes Temperaturas 77

Tabla 15 Tipos De Aireadores 78

Tabla 16 Productos Qumicos Empleados En El Tratamiento Del Agua Residual 79

Tabla 17 Clasificaciones De Los Organismos 90

Tabla 18 Rangos Tpicos De Temperatura Para Las Bacterias 91

Tabla 19 Relacin Entre La Fraccin De Organismos Nitrificantes Y La Relacin De Dbo/Nkt De Las Aguas Residuales

98

Tabla 20 Reacciones Bioqumicas En La Digestin Anaerobia De La Materia Orgnica

103

Tabla 21 Caractersticas Principales De Los Filtros Percoladores 120

Tabla 22 Caractersticas Tpicas De Los Discos Biolgicos 123

Tabla 23 Caractersticas De Lodos 142

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UNIDAD 1: CONCEPTOS FUNDAMENTALES Y SISTEMAS DE ADMINISTRACION DELAGUA

INTRODUCCION El Mdulo TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES da a los estudiantes las herramientas

suficientes, los conceptos tcnicos, tecnologas existentes y las tendencias actuales que le

permitan: comprender los efectos negativos ocasionados al medio por vertimientos lquidos;

actuar y tomar decisiones para evitar, controlar, compensar o mitigar estos efectos; en busca

de este objetivo el mdulo se ha dividido en dos unidades.

La primera unidad establece la relacin y origen del agua residual en una empresa de

alimentos, presenta tcnicas de aforo, los parmetros fsicos, qumicos y biolgicos que

permiten al estudiante caracterizar el agua residual y emitir un concepto de calidad de agua;

presenta adicionalmente, una recopilacin de la normatividad ambiental vigente referente a

vertimientos lquidos y ejemplos de aplicacin de la tasa retributiva, criterios de decisin y

herramientas con las cuales el estudiante estima el costo econmico por contaminacin

hdrica y plantea la necesidad de aplicar polticas de reduccin, reuso y reciclaje de agua.

Describe conceptualmente las diferentes etapas que componen el sistema de tratamiento de

agua residual, en esta primera unidad profundiza en el pretratamiento y tratamiento primario.

La segunda unidad muestra los principios del tratamiento biolgico o secundario del agua

residual; stos incluyen descripcin del tipo de microorganismos, mecanismos de digestin

aerobia y anaerobia y tecnologas desarrolladas.

Presenta las operaciones y procesos que conforman el tratamiento terciario o avanzado

enfatizando en la desinfeccin del efluente con compuestos clorados, por ltimo incluye las

alternativas de disposicin de los lodos generados en el tratamiento del agua residual.

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JUSTIFICACIN

El ingeniero de Alimentos es responsable de la transformacin de materias primas, del control de los procesos y de la calidad de los productos, y por tanto de las emisiones, descargas y manejo de residuos lquidos, slidos y gaseosos, y los efectos que estos provocan sobre el medio ambiente.

El curso TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES busca que el Estudiante Unadista valore los recursos naturales, plantee los efectos negativos del vertimiento de agua residual sobre el ambiente, justifique tcnica ambiental, econmicamente las acciones que permitan disminuir estos vertimientos, y tome decisiones para el tratamiento y disposicin final del agua, para lo cual, aplica los conocimientos en una situacin particular e incorpora polticas de prevencin y emisin cero. Antes que plantear un sistema de tratamiento de aguas residuales, se requiere evaluar alternativas para emisin cero como son: reuso, reciclaje y reutilizacin del agua; ste nuevo concepto permite al Ingeniero de Alimentos, disear y evaluar mtodos de aprovechamiento del agua, incorporar y adaptar equipos, optimizar sistemas de produccin y mejorar de productividad.

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OBJETIVOS

GENERAL Justificar a travs de criterios tcnicos, ecolgicos, jurdicos, econmicos la necesidad de disminuir los efectos negativos producidos por las aguas residuales, implementando polticas de produccin limpia y sistemas de tratamiento. Generar criterios en el futuro profesional que le ayuden en una correcta toma de decisiones para la disposicin final del agua utilizada. ESPECIFICOS a. Determinar en un proceso industrial las operaciones que generan agua residual. b. Establecer los sitios y mtodos de aforo de las descargas de agua residual. c. Describir los parmetros fsicos, qumicos y microbiolgicos que determinan la calidad del

agua residual. d. Comparar la composicin de las aguas residuales de diferentes empresas de alimentos. e. Presentar los efectos negativos que el agua residual produce en el medio ambiente. f. Dar criterios que permitan plantear alternativas de reduccin de agua a travs de

tecnologas limpias. g. Relacionar la normatividad ambiental vigente para el recurso agua.

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CONTENIDO DE LA UNIDAD

CAPTULO 1. ORIGEN E IMPORTANCIA DEL TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL

CAPTULO 2. GESTION DEL RECURSO HIDRICO Y NORMATIVIDAD AMBIENTAL

CAPITULO 3. OPERACIONES DE PRETRATAMIENTO Y TRATAMIENTO PRIMARIO DEL AGUA RESIDUAL

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CAPITULO 1 : ORIGEN E IMPORTANCIA DEL TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL INTRODUCCION El conocimiento del origen, volmenes, caractersticas y los efectos de los residuos lquidos sobre las fuentes receptoras le permitirn al futuro profesional y especficamente al Ingeniero de Alimentos, tomar conciencia, replantear acciones y orientar esfuerzos encaminados a la solucin o remediacin de este problema. El capitulo esta dividido en cinco lecciones: Primera Leccin. Origen de las aguas residuales: Es estudiante determina mediante el anlisis de diferentes procesos industriales, las fuentes de agua residual, y a travs de anlisis de informacin y datos de estadsticas de vertimientos de diferentes empresas establece las industrias de mayor generacin de desechos lquidos. Segunda leccin: Caractersticas del agua residual: Los diferentes parmetros fsico qumicos, y microbiolgicos del agua residual son los indicadores de calidad del agua, el conocimiento y correcta interpretacin de estos, son elementos fundamentales para una acertada decisin sobre su tratamiento y disposicin. Cada uno de los parmetros analizados trae consecuencias al entorno, el estudiante relacionara cada parmetro con el respectivo efecto, esto permitir complementar el concepto emitido en la primera leccin, de cual o cuales industrias son las que generan mas residuos lquidos, afirmando cual o cuales industrias son las mas contaminantes. Tercera leccin: Tcnicas de Muestreo y aforo: Una vez identificados los puntos de origen del agua residual se requiere conocer las condiciones y sistemas de aforo que se pueden emplear permitindole al estudiante seleccionar para cada caso en particular el mas adecuado. OBJETIVOS GENERAL Argumentar tcnicamente la necesidad de implementar sistemas de reduccin de agua y tratamiento de agua residual.

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ESPECIFICOS a. Determinar en un proceso industrial las operaciones que generan agua residual. b. Establecer los sitios y mtodos de aforo de las descargas de agua residual. c. Describir los parmetros fsicos, qumicos y microbiolgicos que determinan la calidad

del agua residual. d. Comparar la composicin de las aguas residuales de diferentes empresas de alimentos. e. Relacionar los principales efectos de cada parmetro sobre el medio ambiente. LECCION 1. ORIGEN DEL AGUA RESIDUAL El agua es el recurso natural mas abundante, cubre mas de 3/5 de la superficie del mundo, esta se encuentra en continuo movimiento realizando el reciclo natural o ciclo hidrolgico, este incluye la evaporacin del agua de los ocanos principalmente, ocasionada por el calor solar, su posterior condensacin a gran altitud formando nubes de lluvia de las que llueve, nieva o graniza, esta agua se deposita en estanques o lagos, luego se filtra a la tierra, y corre por arroyos para finalmente volver al mar. El agua es considerado el mejor solvente, debido a esto el agua absolutamente pura no existe en estado natural, durante la precipitacin el agua absorbe gases atmosfricos como dixido de carbono, confirindole una caracterstica cida, posteriormente en el proceso de filtrado puede disolver materiales cidos o alcalinos, cuando el agua pasa por el suelo y por rocas pueden disolver minerales, de esta forma entre mas profunda sea la filtracin del agua, mayor cantidad de minerales en ella. Estos minerales estn compuestos principalmente por calcio y magnesio, de los cuales la sal alcalina en forma de bicarbonato es su mayor elemento. En grandes cuerpos de agua superficial, tales como lagos, el agua no recoge minerales, sin embargo se lleva a cabo una gran actividad biolgica. Suficiente material nutritivo se encuentra en el agua, el cual en conjunto con el dixido de carbono y la luz solar permiten el desarrollo y crecimiento de varias formas de organismos microbiolgicos y plantas, que a su vez constituyen en alimento a peces y otros animales. La disponibilidad del recurso, junto con su calidad se constituyen en parmetros crticos para el establecimiento y desarrollo de las empresas, caractersticas fsicas, como pH, olor, sabor, color, turbiedad entre otros, y, qumicas medidas en concentraciones de diferentes compuestos o elementos como calcio, magnesio, hierro, sulfatos cloruros, nitritos y microbiolgicas que incluyen la determinacin de hongos, bacterias protozoos y algas, determinan la calidad del agua. La figura 1 muestra las diferentes operaciones que involucran agua en la industria de alimentos, esta puede ser dividida en tres categoras: Agua de proceso, Agua de enfriamiento y agua de alimentacin de las calderas.

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Entre los usos del agua de proceso estn: el lavado de materias primas y del equipo de proceso; el transporte de productos de una a otra rea de proceso; la disolucin o la extraccin; y la adicin al producto terminado. El agua de enfriamiento puede usarse para operar equipo de refrigeracin (intercambiadores de calor), para condensar vapor generado en evaporadores. El agua de alimentacin a las calderas requiere un tratamiento especial para disminuir las concentraciones de carbonato de calcio, fosfato de calcio, hidrxido de magnesio, xidos de hierro entre otros, los cuales precipitan sobre la superficie , causando incrustacin, afectando notablemente la transferencia de calor, y el tiempo de vida til de la caldera; se acostumbra a adicionar sustancias que solubilizan este tipo de sales, sin embargo si el vapor formado tiene contacto directo con el alimento (operaciones de escaldado) debe ser reevaluada la adicin de este tipo de productos. De acuerdo al uso, el agua debe cumplir con unas condiciones mnimas de calidad, que garanticen la calidad del producto y el buen funcionamiento de equipos. En la tabla No 1 se relacionan las condiciones que debe cumplir el agua para ser considerada potable, de acuerdo con la reglamentacin emitida por el Ministerio de salud, Decreto 475 /1998, en la tabla No. 2 se relaciona las caractersticas del agua para otro tipo de usos.

H2O

Deshidratacin

Enfriamiento Limpieza

Ebullicin Acondicionamiento

de materiales

Liofilizacin Conversin

materia prima

FIGURA No. 1 EL AGUA EN LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS

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TABLA No. 1 NIVELES MXIMOS PERMITIDOS EN LA CALIDAD DEL AGUA POTABLE

CARACTERISTICAS VALORES

IDEAL MAXIMO

Fsicas Color, unidades en la escala platino-cobalto Olor y sabor Turbiedad, (UNT) Slidos totales (mg/L)

5 Inobjetable 1 200

20 5 500

Qumicas Arsnico Bario Boro Cadmio Calcio Cianuro Cinc Cloruros Cobre Cromo hexavalente Dureza total Fenoles (Ar-OH) Flor Hierro total Magnesio Manganeso

Mercurio

Nitratos Nitritos Plomo Sulfato de alcohilbenceno Selenio Sulfatos

Expresada como As Ba B Cd Ca CN Zn Cl Cu Cr CaCO3 Fenol F Fe Mg Mn Hg NO3

NO2 Pb ABS Se2 SO4

mg/dm3

0,01 1,00 1,00 0,005 75,00 0,20 10 250,00 1,00 0,05 30-150 0,001 * 0,3 36,00 0,1 0,001 45,0 0,1 0,05 0,5 0,01 250,00

Fuente: Ministerio de Salud, Decreto 475 de 1998. Las empresas de alimentos es quizs una de los sectores industriales mas exigentes en calidad de agua, ya se mencion que este puede ser un insumo por tal motivo las caractersticas de la misma influyen directamente en el producto. En la industria de bebidas gasificadas (el agua constituye el 90 % del producto), los minerales del agua pueden neutralizar los cidos en la bebida y producir un mal sabor; la presencia de turbidez, dureza y alcalinidad elevadas afectan la carbonatacin (absorcin de CO2), generando sobre costos de operacin al ser necesario aumentar presin y disminuir temperatura de operacin en el equipo de absorcin.

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En la industria de frutas y verduras una excesiva dureza del agua, altera las caractersticas sensoriales de los productos endurecindolos principalmente. Las condiciones del agua para las calderas y equipos de transferencia de calor exige un anlisis independiente y unas condiciones especiales; no es aconsejable utilizar agua de consumo humano (potable) para la alimentacin de estos equipos, debido a la presencia elevada de sales disueltas principalmente de fosfato de calcio, carbonato de calcio, silicato de magnesio, dixido de magnesio entre otras. Cada sal tiene una solubilidad definida en agua, y se precipitar cuando esta sea excedida. Si el agua esta en contacto con una superficie caliente y la solubilidad es menor a mayores temperaturas para estas sales, se formar un precipitado sobre la superficie, causando incrustacin, y disminuyendo notoriamente la transferencia de calor. TABLA No. 2 CARACTERSTICAS DEL AGUA UTILIZADA EN ALGUNAS INDUSTRIAS ALIMENTICIAS

CARACTERISTICAS CONSERVAS DE FRUTAS

BIBIDAS SUAVES

CALDERAS MEDIA POTENCIA

Color (ppm.) Alcalinidad (CaCO3) Cloruros (mg/L) Dureza (mg/L) Hierro (mg/L) Manganeso (mg/L) Nitratos (mg/L) pH Sulfatos (mg/L) Slidos totales disueltos (mg/L) Slidos suspendidos SiO2 (mg/L) Calcio (mg/L)

5,0 250 250 250 0,2 0,2

10,0 85

0,3 0,05 10

6,5 8,5 250 500 10 50

100

150 250

80

2 5

9,5 10,5 30 40

750 2000

50

Fuente: Guerrero Rodrguez, Jos Humberto, Tratamiento de Aguas Residuales, Santaf de Bogot, 1996. Pg. 216 Es claro que a travs del paso por los diferentes procesos, la calidad del agua es alterada, el conocimiento de las operaciones de proceso en una planta de alimentos permite comprender el uso del agua, las caractersticas requeridas en cada operacin y los posibles cambios de la misma. La figura 2 se presenta el circuito general del agua en una empresa de alimentos, y la figura 3 aplicado a una empresa procesadora de aves.

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En el proceso de sacrificio se muestran las diferentes etapas donde se originan aguas residuales: Las operaciones de lavado son en trminos generales las responsables en mayor medida de esta alteracin, as en la industria de bebidas adems de ser parte del producto el agua se emplea en el enjuague de equipos a los cuales previamente se han aplicado detergentes y biocidas, estas sustancias pueden ser fuertemente alcalinas o cidas, solubles o insolubles en agua, y, para alimentar calderas cuyo vapor es usado para cocimiento, pasterizacin y calefaccin de las soluciones de lavado de botellas. En la industria de frutas y verduras el agua es el medio tradicional de transporte, permitiendo adicionalmente el primer lavado y enfriamiento, posterior al lavado las frutas y verduras son peladas empleando vapor o soluciones custicas, desde luego estas soluciones y los residuos generados en cada proceso terminan formando parte del agua, inicialmente potable y en este punto residual.

Alcantarillado

VAPOR DESINFECCION

LAVADO DE MATERIA PRIMA

RECOLECCION

AGUA USADA

ENFRIAMIENTO

LIMPIEZA DE LA PLANTA

LIMPIEZA DE EQUIPOS

SERVICIOS PUBLICOS

PLANTA DE

TRATAMIENTO

Agua Residual

PROCESO

FIGURA No. 2 POSIBLE CIRCUITO DE EMPLEO DEL AGUA EN UNA PLANTA PROCESADORA DE ALIMENTOS

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DRENAJE

PLUMAS

PASO DE

SANGRE

JAULAS TRANSPORTADORAS

EN CAMION

JAULAS

VACIAS a. AREA DE

RECEPCION

b. ESTACION DE

MATANZA

d. ESCALDADO

e. DESPLUMADO

g. LAVADO DEL

AVE COMPLETA

h. REMOCION DE

VISCERAS

k. REFRIGERACION

l. CLASIFICACION,

PESADA, EMPAQUE

c. RECUPERACION

DE SANGRE

f. RECUPERACION

DE PLUMAS

j. RECUPERACION

DE MENUDENCIAS

RECOLECCION Y CONTROL

DEL AGUA DE DESECHO

FINAL

PLUMAS

ANGRE

MENUDENCIAS

CAMIONES REFRIGERADOS

DE ENTREGA

PRODUCTO

SUBPRODUCTO

AGUA POTABLE

AGUA DE PROCESO

AGUA DE DESECHO

FIGURA No. 3 DIAGRAMA DE FLUJO DE UNA PLANTA DE PROCESAMIENTO DE AVES

AGUA

POTABLE

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Hasta el momento se han mencionado las condiciones del agua, pero tan importante como su calidad es el consumo, medido en metros cbicos de agua por tonelada de producto (m3/t), o metros cbicos utilizados por da (m3/d), siendo estos, indicadores de productividad. En la tabla 3 y 4 se encuentran relacionados para diferentes tipos de empresas, de ellas se deduce que las industrias procesadoras de alimentos son unas de las mayores consumidoras de agua, despus de la industria petroqumica, productoras de acero, papel y textiles. TABLA No. 3 VOLMENES DE AGUA EMPLEADOS EN LA INDUSTRIA

AGRUPACIN VOLUMEN DE AGUA UTILIZADA (m3/d)

a. Bienes de consumo no duraderos Alimentos

Bebidas

Tabaco Textiles Vestuario Cueros Calzado Muebles Imprentas y editoriales Productos farmacuticos Objetos barro, loza y porcelana Diversos

134,5 126,5 93,3 277,1 98,9 219,8 39,3 26,7 - 103,9 - -

b. Bienes intermedios Maderas y corcho Papel Industrias qumicas Productos qumicos Refineras de petrleo Productos de petrleo Productos de caucho Productos plsticos Vidrio y sus productos Productos minerales no metlicos Industrias bsicas de hierro y acero Industria bsica no ferrosa

32,5 162,1 318,4 139,2 553,8 55,0 191,8 63,3 372,3 106,8 273,8 156,6

c. Industria metalmecnica Productos metlicos Maquinara no elctrica Maquinaria elctrica Material de Transporte Fabricacin equipo profesional

45,6 36,3 84,0 111,0 56,0

Fuente: Rizo, Guillermo. Sistemas Ecolgicos y Medio Ambiente. Santaf de Bogot, 1998. Pg. 238

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TABLA No. 4 CONSUMOS UNITARIOS DE AGUA

ACTIVIDAD m3/t

Produccin de papeles varios 120,0

Produccin de arrabio por reduccin mineral de hierro por coquizacin y alto horno.

120,0

Produccin de acero por proceso semi-integral u horno elctrico con separacin manual de chatarra.

77,4

Produccin de artculos de acero, laminado en caliente con cizallamiento, horno elctrico y proceso semi-integral

29,9

Produccin de alcohol etlico por fermentacin discontinua de melaza y destilacin multietapa.

20,6

Matanza de aves con degelle manual e insensibilizacin, evisceracin y empaque mecnicos.

12,5

Produccin de pulpa qumica al sulfato (Kraft) blanqueada con sistema de recuperacin qumica.

100,0

Produccin de cuero curtido al mineral, con depilado qumico, secado al vaco y pintado mecnico.

48,4

Produccin de Cerveza 9,0 11,5

Elaboracin de Pan 2,0 3,5

Embalaje de la carne 13,5 18,0

Productos Lcteos 9,0 18,0

Produccin de Whisky 54,5 7,3

Fuente. IDEAM El medio Ambiente en Colombia. Desempeo Ambiental de la Tecnologa en la Industria Colombiana, 2000. Pg. 511 Si las aguas residuales de las diferentes empresas son vertidas a una fuente receptora (inicialmente fuente de abastecimiento de agua de proceso), las caractersticas fsicas, qumicas y biolgicas de esta son drsticamente modificados (contaminacin), y pueden provocar la muerte de las especies y alterar sustancialmente el ecosistema. LECCION 2. CARACTERISTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES Una vez identificado el origen de las aguas residuales, el siguiente paso es caracterizar cada corriente, entendindose caracterizacin como la operacin de determinar tipo de contaminantes, flujo, frecuencia de vertimiento y sitio de descarga. A continuacin se describen los principales parmetros fsicos, qumicos y biolgicos que permiten valorar la calidad del agua y su efecto contaminante.

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2. PARAMETROS FISICOQUIMICOS 2.1. Slidos: Los slidos que se presentan en el agua residual pueden ser de tipo orgnico y/o inorgnico y provienen de las diferentes actividades industriales. Los slidos se clasifican como: slidos totales, slidos en suspensin, slidos totales disueltos, slidos totales voltiles y slidos voltiles en suspensin. En la figura 4 se relaciona esta clasificacin.

Los slidos totales se obtienen despus de evaporar y secar una muestra de agua; se subdividen en slidos disueltos y slidos suspendidos; stos ltimos se obtienen por medio del proceso de filtracin. El contenido de slidos de un agua afecta directamente la cantidad de lodos que se produce en el sistema de tratamiento o disposicin. Se considera como slidos totales de un agua el residuo de la evaporacin y secado a 103 105 C.

SLIDOS VOLATILES 50 %

SLIDOS FIJOS 10 %


SLIDOS FIJOS

20 %

SLIDOS SEDIMENTABLES Y SUSPENDIDOS 60 %

SLIDOS DISUELTOS 40 %

SLIDOS TOTALES 100 %


SLIDOS FIJOS 30 %


FIGURA No. 4 COMPOSICIN DE LOS SLIDOS EN LAS AGUAS RESIDUALES


SLIDOS FIJOS 10 %


SLIDOS FIJOS

20 %

SLIDOS SEDIMENTABLES Y SUSPENDIDOS 60 %

SLIDOS DISUELTOS 40 %



SLIDOS FIJOS 30 %


FIGURA No. 4 COMPOSICIN DE LOS SLIDOS EN LAS AGUAS RESIDUALES

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Los slidos sedimentables son una medida del volumen de slidos asentados al fondo de un cono imhoff, en un perodo de una hora, y representan la cantidad de lodo removible por sedimentacin simple; se expresan comnmente en mg/L. Los slidos disueltos representan el material soluble y coloidal, el cual requiere usualmente para su remocin, oxidacin biolgica o coagulacin y sedimentacin. Los slidos suspendidos o no disueltos constituyen la diferencia entre los slidos totales de la muestra no filtrada y los slidos de la muestra filtrada Los slidos voltiles son, bsicamente, la fraccin orgnica de los slidos o porcin de los slidos que se volatilizan a temperaturas de 550 - conoce como slidos fijos y constituye la porcin inorgnica o mineral de los slidos. En el tratamiento biolgico de las aguas residuales se recomienda un lmite de slidos disuelto de 16000 mg/L. 2.2. Temperatura. La temperatura constituye uno de los ms frecuentes agentes contaminantes, ya que su efecto es inmediato sobre el punto de descarga del efluente y dependiendo de que tan extrema sea, su accin puede demorar mucho tiempo en minimizarse. Una descarga no contaminante trmicamente debe tener una temperatura no mayor de 25C. 2.3 turbidez. Es la medida de la reduccin de la intensidad de la luz que pasa a travs de la muestra por efecto de la materia suspendida y coloidal. La turbidez puede ser causada por material finamente dividido en suspensin, como arcilla, slice, materia orgnica, sustancia mineral y en general material causada por desechos industriales y domsticos. El control de la turbidez es importante porque esta ocasiona problemas para la filtracin y para la desinfeccin del agua. 2.4. Color. Es producido por sustancias disueltas y por partculas coloidales. Es preciso establecer la diferencia entre dos tipos de color, como son el aparente y el real. El aparente involucra la turbiedad, no as el color real 2.5. DQO. La Demanda Qumica de Oxigeno es la medida del equivalente de oxigeno del contenido de materia orgnica susceptible de oxidacin por medio de un agente qumico oxidante fuerte. En otros trminos, es la cantidad de oxigeno que requiere el agua para descomponer toda la materia orgnica que contiene. Se utiliza adems como parmetros de referencia para las pruebas de DBO. Este parmetro requiere de unas condiciones de anlisis especficas, un tiempo mnimo de reaccin de dos horas y una serie de sustancias analticas especficas, como: Dicromato de potasio y cido sulfrico, como agentes oxidantes. Ferroina, como sustancia indicadora Sulfato de plata/mercurio para destruir los compuestos alifticos lineales

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cido sulfmico para eliminar la interferencia debida a los nitratos Amonio y hierro sulfato, solucin valorante 2.6. DBO. A semejanza de su predecesor, la Demanda Bioqumica de Oxigeno es una prueba emprica que cuantifica la cantidad de oxigeno requerido para que las sustancias biodegradables presentes en el agua sean destruidas, durante un tiempo de incubacin. Esta prueba requiere de pruebas de laboratorio, con tratamiento qumico especial para cierto tipo de interferencias: Neutralizacin para eliminar interferencia de cidos o bases. Aireacin y reposo para eliminar presencia de cloro. Tratamiento especfico para muestras txicas que contengan metales como plomo, plata o

cromo. Calentamiento y agitacin para eliminar la sobresaturacin de oxigeno. La DBO y la DQO constituyen las pruebas ms representativas del anlisis de aguas residuales. 2.7 Carbono Orgnico Total (C.O.T.): Es una medida ms directa que la DBO en la determinacin de la cantidad de materia orgnica carboncea en el agua. Se basa en la oxidacin de la materia orgnica a dixido de carbono (CO2); ste es arrastrado por una corriente de oxgeno a un analizador de rayos infrarrojos donde se mide la cantidad de dixido de carbono que existe en la muestra. Generalmente el nivel del C.O.T. est por debajo de la concentracin real de contaminantes orgnicos. 2.8. Oxigeno Disuelto. Esta medida permite determinar la actividad fsico-qumica y microbiolgica de un sistema acuoso; su ausencia o bajo nivel se interpreta como un factor determinante del grado de contaminacin del agua. Debido a que se trata de un valor que se transforma y modifica constantemente, solo tiene sentido si se reporta como prueba de campo, en el lugar mismo donde se toma la muestra. 2.9 pH. El valor de pH o potencial de Hidrgeno es una medida fundamental en prcticamente todas las etapas de un proceso de tratamiento de aguas (neutralizacin, suavizacin, coagulacin, desinfeccin y control de corrosin). Es, como la anterior, una prueba de campo por excelencia, que se recomienda determinarla por medio de un pH-metro con escala mnima de 0,1 de graduacin. Cuando se precisa medir niveles de pH inferiores a 1 es necesario utilizar un electrodo de membrana lquida, mientras que para niveles superiores a 10 se recomienda un electrodo con bajo error de sodio. 2.10 Amonio. El amonio, como los dems componentes del ciclo de Nitrgeno, sobre los que hablaremos a continuacin, representa una medida de carga orgnica presente en el agua. Existen mtodos convencionales de laboratorio para su cuantificacin, pero cada da toman ms fuerza mtodos rpidos como el de electrodo selectivo o colorimetra de campo.

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2.11 Nitrito. Los nitritos son los principales indicadores de contaminacin por descomposicin orgnica en el agua. Su presencia constituye un factor de riesgo para la salud ya que inducen la enfermedad de hemoglobinemia, principalmente en la poblacin infantil. 2.12. Nitrato. La presencia de cantidades excesivas de nitrato en el agua constituye un factor de riesgo para la salud debido a que stos se reducen con facilidad a nitratos agentes txicos ya descritos. 2.13. Dureza. La dureza se entiende en el agua como el contenido de metales alcalinotrreos, especialmente Calcio y Magnesio. Su importancia est concentrada en el hecho de que estos metales inhiben la accin de algunos agentes de tratamiento, impidiendo que el proceso de depuracin de las aguas se lleve a cabo de manera apropiada. 2.14 Cloruros. El in cloruro es abundante en las aguas naturales y an ms en las residuales. Su presencia en cantidades altas conlleva a procesos de corrosin e inhibe el crecimiento vegetal. 2.15 Sulfatos. Los sulfatos se encuentran ampliamente diseminados en las aguas naturales. Su cuantificacin es importante debido a que ejercen accin cataltica sobre los procesos de degradacin de otras sustancias. 2.16 Manganeso. El manganeso, agente comn de las aguas potables y residuales, provoca normalmente manchas indeseables en las instalaciones de tratamiento y constituye un agente oxidante fuerte en algunos de sus estados comunes de valencia. 2.17 Hierro. Como en el caso anterior, el hierro es un agente de manchado frecuente, responsable en gran medida de color de agua, Su estado comn es como in ferroso, que se mantiene en equilibrio y con gran facilidad pasa al estado frrico, en el cual normalmente se determina. 2.18 Grasas y Aceites. El contenido de grasas y aceites en los residuos domsticos, en algunos residuos industriales y en los lodos se debe considerar para su manipulacin y tratamiento hasta la disposicin final. Al aceite y la grasa se les concede especial atencin por su escasa solubilidad en el agua y su tendencia a separarse de la fase acuosa. A pesar de que estas caractersticas son una ventaja para facilitar la separacin del aceite y la grasa mediante el uso de trampas de grasa o unidades de flotacin, su presencia complica el transporte de los residuos por las tuberas, su eliminacin en unidades de tratamiento biolgico y su disposicin en las aguas receptoras. Los residuos de la industria del empaque de carnes, especialmente mataderos, disminuyen severamente la capacidad de transporte de las alcantarillas; estas situaciones han servido como base para establecer normas y reglamentos que controlan la descarga de los materiales grasos a los sistemas de alcantarillado o a las aguas receptoras, y han obligado a las instalaciones de equipo de tratamiento en muchas industrias para recuperar la grasa o el aceite antes de que se autorice el desage.

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Las grasas y aceites han generado muchos problemas en el tratamiento de residuos. Muy pocas plantas tienen la posibilidad de separar estos materiales para su disposicin en los sistemas de recoleccin de grasa o en los incineradores; en consecuencia, el residuo que se separa en forma de nata en los tanques de sedimentacin primaria, normalmente es transferido a las unidades de disposicin junto con los slidos sedimentados. En los tanques de digestin de lodos, los aceites y grasas tienden a separarse y a flotar en la superficie para formar densas capas de natas, debido a su escasa solubilidad en el agua y a su bajo peso especfico. Los problemas de estas capas son especialmente graves cuando los residuos de alto contenido en grasa llegan al alcantarillado pblico, por ejemplo, los del empaque de carnes y los de las industrias de grasas y aceites. La filtracin al vaco del lodo tambin se complica por su alto contenido graso. En trminos generales el componente orgnico de las muestras de aguas residuales es estimado mediante las demandas de oxigeno como : la Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO), la Demanda Qumica de Oxgeno (DQO) y la Demanda Total de Oxgeno (DTO), o con la determinacin de Carbono Orgnico Total (COT). En la caracterizacin de las aguas residuales, de acuerdo con la industria es necesario el anlisis de otros compuestos orgnicos como son cidos orgnicos, alcoholes, aldehdos, fenoles y aceites especficamente en la industria petroqumica. La caracterizacin inorgnica debe incluir pruebas que suministren informacin sobre la toxicidad potencial del desecho (tales como metales pesados y amonaco), los contaminantes que requieran un tratamiento especfico (como acidez o alcalinidad, pH y slidos en suspensin), la evaluacin de nutrientes (nitrgeno o fsforo) y sustancias interferentes o inhibidoras (como cloruros o sulfatos) LECCION 3. PARAMETROS BACTERIOLOGICOS: Los organismos mas comnmente empleados como indicadores son las bacterias coliformes e incluyen los gneros Escherichia y Aerobacter. Las concentraciones de bacterias coliformes suelen expresarse como Nmero ms probable (NMP) por cada 100 mL; esto quiere decir que nos es la concentracin absoluta, sino una estimacin estadstica de la misma. Es comn encontrar anlisis de agua relacionando Coliformes totales y coliformes fecales (E. coli), la determinacin de E. coli es importante porque estas bacterias son patgenas y por tal motivo responsables de muertes y enfermedades principalmente del aparato intestinal, su origen son las heces de humanos y animales principalmente. 3.1. IMPORTANCIA DEL TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL Los parmetros anteriores de acuerdo a su concentracin producen efectos negativos sobre el medio receptor, conocer las alteraciones y consecuencias, permite definir los principales parmetros a controlar y el diseo del sistema de tratamiento. En la tabla 5 se presenta un resumen de los efectos y la importancia de estos parmetros.

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TABLA No. 5. CONTAMINANTES DE IMPORTANCIA EN EL TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL.

CONTAMINANTES RAZN DE LA IMPORTANCIA

Slidos en suspensin M. O. Biodegradable Patgenos Nutrientes M.O. Refractaria

Metales Pesados

Slidos inorgnicos disueltos

Pueden conducir al desarrollo de depsitos de fango y de condiciones anaerobias cuando se vierte agua residual sin tratar al entorno acutico. Compuesta principalmente por protenas, carbohidratos, grasas animales. La materia orgnica se mide, la mayora de las veces, en trminos de DBO (Demanda Bioqumica de Oxgeno) y DQO (Demanda Qumica de Oxgeno). Si se descargan al entorno sin tratar, su estabilizacin biolgica puede llevar al agotamiento de los recursos naturales de oxgeno y al desarrollo de condiciones spticas. Los presentes en el agua residual pueden transmitir enfermedades infecto contagiosas. Tanto el Nitrgeno como el Fsforo, junto con el carbono, son nutrientes esenciales para el crecimiento. Cuando se vierten en el entorno acutico, estos nutrientes pueden favorecer el crecimiento de una vida acutica no deseada (eutrofizacin). Cuando se vierten en el terreno en cantidades excesivas, tambin pueden ocasionar la contaminacin del agua subterrnea. Tiende a resistir los mtodos convencionales de tratamiento. Ej: agentes termoctivos, fenoles y pesticidas agrcolas. Son aadidos frecuentemente al agua residual en el curso de ciertas actividades comerciales e industriales, y puede que deban ser eliminados si se va a reutilizar el agua residual. Los constituyentes inorgnicos tales como el calcio, sodio y los sulfatos se aaden al agua de suministro como resultado del uso del agua y puede que deban eliminarse si se va a reutilizar el agua residual.

Fuente: Metcalf Eddy. Ingeniera de Aguas Residuales. Tratamiento vertido y reutilizacin. 1.996. Pg. 56

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3.2. CARACTERISTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES PROCEDENTES DE EMPRESAS DE ALIMENTOS La procedencia y uso del agua en la industria define las caractersticas del agua residual, en el primer capitulo se ha mencionado que las operaciones de lavado son las que mas generan agua residual, sin embargo no es la nica operacin. En la industria lctea el agua residual proviene, adems de las operaciones de lavado, de equipos de esterilizacin y enfriamiento. Las caractersticas principales son una alta DBO, bajo contenido de slidos Suspendidos Totales (SST), y pH cido producto de las reacciones de fermentacin de la lactosa presente en el suero, leche en proceso, mantequilla (derrames ocasionales). En la industria de conservas de frutas y hortalizas los vertidos contiene gran cantidad de slidos suspendidos (operaciones de lavado de materia prima, trozos de fruta y hortaliza que caen al piso) y materia orgnica disuelta (agua de escaldado, de pelado). La tabla No. 6 relaciona el origen y caractersticas de aguas residuales de algunas empresas de alimentos. TABLA No. 6 CARACTERSTICAS PRINCIPALES DE LAS AGUAS RESIDUALES PROVENIENTES DE CIERTAS INDUSTRIAS DE ALIMENTOS.

INDUSTRIA ORIGEN DE LOS VERTIDOS MAS IMPORTANTES

CARACTERISTICAS MAS IMPORTANTES

Alimentos enlatados

Preparacin, seleccin, extraccin del jugo y tratamiento de las frutas vegetales.

Gran contenido de slidos suspendidos, materia orgnica disuelta y coloidal.

Productos de la leche

Dilucin de la leche. Leche concentrada. Mantequilla y suero.

Alto contenido en materia orgnica disuelta, principalmente protenas, grasas y lactosa.

Bebidas fermentadas y destiladas

Maceracin y prensado de grano, residuo de la destilacin del alcohol, condensado de la evaporacin de restos.

Gran contenido de slidos orgnicos disueltos que contienen nitrgeno y almidones fermentados o subproductos.

Productos de carne y pollo

Limpieza de Corrales, sacrificio de animales, aprovechamiento de huesos y grasas, residuos de los condensadores, grasas y agua de lavado, desperdicio de los pollos.

Gran contenido de materia orgnica disuelta y en suspensin, sangre, protena y grasa.

Estabulacin de animales

Excrementos Gran contenido de materia orgnica, DBO.

Azcar de remolacha

Aguas de transporte, tamizado y extraccin. Drenaje de los lodos clcicos, condensado del evaporador, jugo y azcar

Gran contenido de material disuelto y en suspensin. Azcar y protena.

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extrada.

Levaduras Residuos de filtracin de levaduras.

Alto contenido de slidos principalmente orgnicos y DBO.

Conservas en medio cido

Agua con calcio, salmuera, alumbre y cido turmrico, siropes. Semillas y trozos de pepino.

pH variable, alto contenido de slidos suspendidos, color y materia orgnica.

Caf Despulpado y fermentacin del grano de caf.

Alto DBO y de slidos suspendidos.

Pesca Desechos de la centrfuga, pesca prensada, evaporacin y otras aguas de lavado

Muy alto DBO, slidos totales y orgnicos y olor.

Arroz Remojo, cocido y lavado de arroz. Alto DBO, slidos totales y en suspensin, principalmente almidn.

Bebidas suaves

Lavado de botellas, limpieza del suelo y equipos, drenaje de los tanques de almacenamiento de los jarabes.

Alto pH, slidos en suspensin y DBO.

Panadera Lavado y engrasado de depsitos, lavado de suelos.

DBO alto, grasas, lavados de suelos, azcares, harina, detergentes.

Produccin de agua

Lavado de filtros, lodos con calcio, carbonatos, salmueras, lodos con sulfatos.

Slidos minerales y en suspensin.

Fuente: Jos Humberto Guerrero Rodrguez. Tratamiento de aguas Residuales. UNISUR, Santaf de Bogot, 1996. Pg. 223-224 En trminos generales si bien hay variaciones en la composicin del agua residual de las industrias de alimentos, sus afluentes se caracterizan por una alta demanda bioqumica de oxgeno y de slidos suspendidos totales. La tabla No 7 permite comparar los vertimientos de algunas empresas de alimentos con otro tipo de actividades, en ella se presenta la relacin DQO / DBO, que es un indicador de gran importancia y permite: a. Identificar del total de la carga orgnica que porcentaje es biodegradable; si la relacin

DQO/DBO es menor como en las industrias de alimentos comparado con industrias del cuero y papel, significa por tanto que el vertimiento es fcil de tratar biolgicamente.

b. Estimar la Demanda Bioqumica de Oxgeno (D.B.O) a partir del anlisis del D.Q.O. este ltimo requiere un tiempo de 2 horas para su determinacin, comparado con 5 das necesarios para el D.B.O.

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Ejemplo de Aplicacin: Para la industria de bebidas no alcohlicas se determin la DQO = 650 mg/L, con base en este dato, estimar la DBO y el porcentaje de materia orgnica biodegradable. Con la informacin de la tabla No 7 se encuentra, que para este tipo de industrias la relacin DQO/DBO = 2,11, por tanto DBO = DQO / 2,11 DBO = 650 / 2,11 = 308,05 mg/L. El porcentaje de materia biodegradables ser: (DBO/DQO) *100 = 308,05/650 *100 = 47,39 % TABLA No. 7 CARGAS UNITARIAS DE CONTAMINACIN DE DIFERENTES EMPRESAS

ACTIVIDAD DBO (kg/t)

DQO (kg/t)

KgDQO/kgDBO SST (kg/t)

Extraccin de aceite vegetal por prensado con rectificacin.

188,0 307,0 1,63 135,0

Produccin de cuero curtido al mineral, con depilado qumico secado al vaco y pintado mecnico.

60,0 175,0 2,91 90,0

Produccin de caramelos por coccin instantnea, mezclado manual y cmara de enfriamiento rpido.

41,2 78,1 1,89 2,1

Matanza de ganado mayor con elevacin mecnica, refrigeracin, procesamiento de sangre y sin limpieza de vsceras.

23,2 48,5 2,09 15,7

Matanza de aves con degelle manual, e insensibilizacin, evisceracin y empaque mecnicos.

19,6 44,1 2,32 9,6

Produccin de pulpa qumica al sulfato (kraft) sin blanquear con sistema de recuperacin qumica.

19,0 70,0 3,68 26,0

Produccin de confites de chocolate por moldeado con aire caliente, con produccin intermedia de manteca de cacao.

7,1 14,8 2,08 2,4

Produccin de leche lquida higienizada por pasterizacin.

2,8 5,3 1,89 1,9

Produccin de bebidas no alcohlicas con adicin de preservativos y gasificacin.

6,7 14,2 2,11

Produccin de cebada malteada por secado rotatorio y germinacin en fro.

6,6 1,9

Fuente: IDEAM El medio Ambiente en Colombia. Desempeo Ambiental de la Tecnologa en la Industria Colombiana, 2000. Pg. 511

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LECCION 4. MUESTREO Y AFORO DE AGUAS RESIDUALES 4.1 GENERALIDADES Las tcnicas de muestreo utilizadas deben garantizar la obtencin de muestras representativas, ya que los datos que se deriven de ellas son las que definen el sistema de tratamiento. Estas tcnicas estn encaminadas a conocer los componentes del agua residual, la determinacin del flujo, frecuencia y sitio de vertido. Las caractersticas del agua residual por lo general no son constantes, si no que presentan grandes fluctuaciones a travs del tiempo as: Una empresa de alimentos al inicio de la jornada puede verter gran cantidad de agua con pH alto, fruto de desinfectante empleado, posteriormente agua con caractersticas muy diferentes producto de derrames ocasionales y lavado de pisos y al final de la jornada verter agua con pH bajo proveniente de sistemas de vaciado de equipos, lo anterior hace que se establezca un buen plan de muestreo y aforo, que permita el diseo de sistemas de tratamiento adecuados y ajustados al comportamiento general del vertimiento y no en un anlisis puntual o circunstancial. La determinacin de los sitios de muestreo, el conocimiento del caudal y tipo de descarga son fundamentales para el xito del plan de muestreo y aforo. 4.2 SITIOS DE MUESTREO La identificacin de los posibles sitios de muestreo se facilita por informacin bsica de la empresa, diagrama general de los procesos industriales, informacin sobre servicios pblicos, consumos de agua, sistemas de alcantarillado, manejo de aguas lluvias entre otros. Para que la caracterizacin sea representativa en el caso de una industria, se debe asegurar que cada uno de los sitios de muestreo recojan todos los vertimientos de los diferentes procesos industriales y domsticos, adems se garantiza una mayor confiabilidad de los datos si sta se realiza durante todo el turno de trabajo, (tiempo de generacin de agua residual); esto es vlido para cualquier empresa o entidad que requiera hacer el estudio de caracterizacin de agua residuales, en caso de no poderse realizar el aforo y muestro en todo el turno de trabajo, dicha caracterizacin permite dar una idea del comportamiento del agua residual en el tiempo muestreado. Como se puede observar en la figura 5 para la caracterizacin de agua residuales de la Industria X la muestra se debe tomar en el punto 6, en el cual se concentran las aguas residuales de todos los procesos industriales. Si en la Industria X se dan cinco procesos diferentes, y en uno de ellos, en este caso el proceso 1, se quiere conocer las concentraciones de los contaminantes que se est emitiendo (bien sea para optimizacin del proceso o mirar el efecto que causa el vertido sobre el agua residual de dicha empresa), se podr tomar la muestra en el punto 1, antes de unirse a las aguas residuales provenientes del proceso 2.

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Si los procesos 4 y 5 tienen las mismas caractersticas en cuanto a uso de materias primas, produccin de aguas residuales, y se quiere analizar la concentracin de contaminantes, se podr realizar el muestro en el punto 5, etc.

FIGURA No. 5 SITIOS DE MUESTRO

INDUSTRIA X

PROCESO 1

PROCESO 2

PROCESO 3

PROCESO 4

PROCESO 5

PROCESO 6

CAUCE RECEPTOR O ALCANTARILLADO

6

1

5

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4.3 TIPO DE DESCARGAS 4.3.1. Descarga peridica irregular: Es aquella en la que el tiempo entre descarga es el mismo pero el caudal y la concentracin de los contaminantes de las aguas residuales varia.

FIGURA No 6. DESCARGA PERIODICA IRREGULAR

0

50

100

150

200

250

3 6 9 12

Tiempo (h)

Vo

lum

en

(L

)

4.3.2. Descarga peridica regular: Aquella en la que el tiempo entre las descargas es el mismo y el caudal y la concentracin de los contaminantes es prcticamente constante.

FIGURA No 7. DESCARGA PERIODICA REGULAR

0

10

20

30

40

50

60

3 6 9 12

Tiempo (h)

Vo

lum

en

(L

)

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4.3.3. Descarga continua: Las caractersticas fisicoqumicas del agua vara o presenta cambios no representativos en el tiempo.

FIGURA No 8. DESCARGA CONTINUA

0

50

100

150

200

250

12

Tiempo (h)

Volu

me

n (

L)

4.3.4. Descarga Irregular: Aquellas en las que el tiempo de descarga y produccin no es constante, creando as una variacin contina tanto en caudal como de carga de contaminantes.

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FIGURA No 9. DESCARGA IRREGULAR

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

2 4 5 7 10 15

Tiempo (h)

Vo

lum

en

(L

)

En este punto el estudiante tiene claro que en las empresas se pueden presentar mezclas de los diferentes tipos de descargas, aqu radica la experiencia e importancia de un buen plan de muestreo y aforo, que garantiza que los resultados obtenidos son representativos. LECCION 5. MEDIDA DE CAUDAL Determinar el caudal de agua residual generado en la empresa, es fundamental para el dimensionamiento del sistema de tratamiento y la determinacin de los efectos sobre el medio ambiente; debe adoptarse la forma ms sencilla de aforar; claro sin olvidar que los datos obtenidos deben ser confiables. Los mtodos mas empleados son: 1. Medicin volumtrica manual. 2. Vertederos 3. Velocidad rea. 5.1. MEDICIN VOLUMTRICA MANUAL. La medicin del caudal se realiza de forma manual utilizando un cronmetro y un recipiente aforado. El procedimiento a seguir es tomar un volumen de muestra y medir el tiempo transcurrido desde que se introduce el recipiente a la descarga hasta que se retira de ella, la relacin de estos dos valores nos permite conocer el caudal en ese instante de tiempo. Se debe tener un especial cuidado en el momento de la toma de la muestra y la medicin del tiempo, ya que es un proceso simultneo donde el tiempo comienza a tomarse en el instante

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que el recipiente se introduce a la descarga, y se detiene en el momento que este se retira de ella. El caudal se estima por la relacin volumen / Tiempo (Ecuacin 1) V Q = -------------- (1) t Q = Caudal (L/s) V = Volumen (L) t = Tiempo (s) Ventajas: Es el mtodo ms sencillo y confiable siempre y cuando el lugar donde se realice el aforo garantice que al recipiente llegue todo el volumen de agua que sale por la descarga. Desventajas: La mayora de las veces es necesario adecuar el sito de aforo y toma de muestras evitando prdidas de muestra en el momento de aforar, tambin se deben evitar represamientos que permitan la acumulacin de slidos y grasas.

5.2. VERTEDEROS. El agua se obliga a circular por un canal en cuyo extremo hay un rebosadero que puede adoptar distintas formas, el lquido represado alcanzar distinta altura en funcin del caudal:

FIGURA No. 10 MTODO VOLUMTRICO MANUAL

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a mayor caudal, mayor altura, la altura est relacionada con el caudal por ecuaciones que dependen del tipo de vertedero as:

a. Vertedero rectangular de pared delgada Q = 1,83 H(3/2) b. Vertedero triangular Q = 1,4 H(5/2) (90) Q = 0,775 H2.47 (60) c. Vertedero Cipolleti (forma trapezoidal) Q = 1,859 H3/2

En las cuales Q es el caudal se expresa en m3/s y H, cabeza o altura de cresta expresada en m.

Ventajas: Fcil construccin, bajo costo y posee un buen rango de precisin en lquidos que no contengan slidos. Desventajas: Cuando la cabeza sobre un vertedero triangular es menor de 10 cm., hay posibilidad de que se formen vacos y por lo tanto no se recomienda su uso.

En los vertederos hay que tener especial cuidado debido a que stos al represar el agua van acumulando slidos y sustancias como grasas que van a interferir en la calidad de la muestra y por lo tanto en su representatividad. FIGURA No. 11 VERTEDEROS

5.3. MEDICIN POR VELOCIDAD Se utilizan las canaletas ms que los canales abiertos debido a:

La rata de flujo no puede medirse adecuadamente por un vertedero.

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Hay una significante cantidad de partculas y otro material que podran llenar un vertedero.

La capacidad de la cabeza hidrulica es insuficiente para usar el vertedero.

La velocidad de flujo por una canaleta puede ser establecida tal que, sedimentos y otros slidos pueden ser lavados a travs de ella.

La instalacin de una canaleta puede ser relativamente ms cara que un vertedero. El diseo tpico de una canaleta debe tener lo siguiente:

Las secciones rectas del canal deben estar corriente arriba de la entrada de la canaleta.

El flujo debe ser bien distribuido a travs del canal.

La canaleta no esta sumergida y tiene una descarga libre aguas abajo. Entre las ms utilizadas se tiene: 5.3.1 Canal De Parshall. Este medidor es una especie de tubo venturi abierto, dispone de una garganta que produce una elevacin de nivel en funcin del caudal. Esta formado por una seccin de entrada de paredes verticales convergentes y fondo a nivel, una garganta o estrechamiento de paredes paralelas y fondo descendente y una seccin de salida con paredes divergentes y fondo ascendente, los canales Parshall se definen por el ancho de la garganta. La canaleta debe ser construida rigurosamente con las dimensiones dadas, o su relacin cabeza descarga de agua residual ser poco confiable. FIGURA No. 12 CANAL PARSHALL

Para determinar el caudal se requiere medir la altura del lquido directamente utilizando un instrumento que mida longitud. Se puede hacer de manera continua empleando un sensor de caudal que va midiendo y almacenando los datos en funcin del tiempo siendo posible obtener posteriormente un registro grfico.

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En estas canaletas se pueden acoplar otros tipos de sensores que permiten registrar otros parmetros diferentes al caudal, como son pH y temperatura. Ecuacin: Q = 4 WHna

Ha = Altura del agua sobre la garganta en pi. W = Ancho de la canaleta en la seccin de la garganta n = 1,522 W 0.026

Q = Caudal en pie3/s

Ventajas: La canaleta Parshall es auto-lavable. El aumento de velocidad en la garganta impide la sedimentacin de partculas. Tiene la habilidad de operar de forma aproximada sobre un rango amplio de descarga. Resistencia a los productos qumicos ya que se pueden construir de diferentes materiales y en el caso de instalaciones permanentes se puede construir en concreto vaciado.

Desventajas: Para la construccin de esta canaleta se precisa de la adecuacin de un sitio de descarga, dado que este debe poseer una inclinacin que permita la formacin un flujo crtico en la garganta de la canaleta.

Los costos de construccin dependen de las caractersticas de la descarga, dado que estas influyen en el tipo de material de construccin como en las dimensiones del diseo. 5.3.2. Canal Palmer Bowlus. Es un tipo de venturi caracterizado por la estrangulacin de la seccin transversal uniforme y una longitud aproximadamente igual a un dimetro del tubo o conducto en el cual esta siendo instalada, esta diseada para producir un flujo crtico de mayor velocidad en el estrangulamiento. Es casi siempre usado en manholes o en canales abiertos o rectangulares para medir variaciones de flujo, la configuracin transversal puede asumir cualquier forma: rectangular, trapezoidal (varios declives, alturas y anchos de base), con o sin tapa. Para la determinacin del caudal, se necesita medir la altura del lquido, sta se puede realizar rpidamente midiendo la altura. Tambin existen otros instrumentos que facilitan estas medidas de manera continua, obteniendo mediciones continuas y precisas, incluso conectando un registrador grfico favoreciendo el almacenamiento de esta informacin. . En estas canaletas se pueden acoplar diferentes tipos de sensores que permiten registrar otros tipos de parmetros diferentes al caudal, como son pH y temperatura. Ventajas: La principal ventaja es la fcil instalacin, debido a que puede ser colocada en conductos ya existentes donde no se requieren cadas en el conducto, como es requerido en

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el canal Parshall, la prdida de energa es baja, detecta cambios sensibles de cabeza y provee una mnima restriccin al flujo. Desventajas: Tiene un rango en la rata de flujo ms pequeo que la Parshall. La resolucin de la Palmer-Bowlus no es tan buena como la de la Parshall. 5.4. MEDICIN ELECTROMAGNTICA. Consiste en un carrete de tubera, de material no magntico que lleva adosado una serie de bobinas, las cuales, una vez conectadas a un circuito elctrico, crean un campo magntico trasversal al tubo. El fluido al atravesar este campo hace el papel de conductor elctrico. La fuerza electromotriz incluida en el flujo cuyo valor es proporcional a la velocidad media del flujo y en consecuencia al caudal, es detectada por dos sensores instalados en las paredes opuestas al tubo. Un circuito electrnico auxiliar recibe las seales de los sensores y despus de procesar esta informacin determina el caudal que est circulando. FIGURA No. 13 MEDICION ELECTROMAGNETICA

Ventajas: No presenta ninguna obstruccin al paso del fluido, su pared interna se puede recubrir con revestimientos adecuados para evitar el ataque de fluidos corrosivos. Desventajas: No funciona con fluidos que no sean conductores de electricidad, su alto precio que es funcin del tamao de la tubera, el deterioro de los sensores ya que tienen que estar mojados por el fluido. 5.5. MEDICIN POR ULTRASONIDO. Existen distintos dispositivos que se basan en el efecto Doppler o en la recepcin de los ecos. En ambos mtodos se utiliza un elemento emisor que enva impulsos de ultrasonidos a travs del fluido en distintas direcciones. Los impulsos que viajan en el mismo sentido que el fluido, lo hacen a mayor velocidad que aquellos otros que viajan en sentido contrario. Una serie de sensores recogen estos impulsos y un circuito electrnico auxiliar procesa la informacin calculando el tiempo transcurrido entre la emisin y la recepcin del impulso,

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como las distancias entre el emisor y los sensores son fijas y conocidas, se puede obtener la velocidad a la que viaje el impulso que a su vez es funcin de la velocidad del fluido. Ventajas: Pueden ser instalados en cualquier momento sin necesidad de desmontar los conductos ni parar la produccin. Desventajas: Costoso, voluminoso y pesado en tamaos grandes, no funciona con fluidos no conductores, necesita calibracin y potencia elctrica. FIGURA No. 14 MEDICION POR ULTRASONIDO

AUTOEVALUACION 1 ACTIVIDAD 1 1. Seleccione uno de los procesos en cualquiera de la industria de alimentos que usted

conozca. Elabore el correspondiente diagrama de flujo y seale las etapas que requiera agua como insumo o como materia prima, lo mismo las que generan residuos lquidos o el agua usada. Identifique en cules de ellos existe la mayor cantidad producida. Qu recomendaciones hara para disminuir a lo estrictamente necesario tanto el consumo como la produccin de residuos lquidos?. Elabore un pequeo ensayo, disctalo en su grupo de trabajo acadmico, construyan un nuevo documento y presntelo al tutor para su revisin.

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ACTIVIDAD 2 En pequeos grupos de trabajo, en las oficinas del IDEAM o de la Corporacin Autnoma de su jurisdiccin consulte las caractersticas fisicoqumicas del principal ro o quebrada que abastezca el acueducto municipal y/ o las principales industrias de su regin. Registre esta informacin en lo posible para diferentes puntos en el ro o quebrada as: Punto 1 cerca del nacimiento, punto 2. Antes de sectores industriales que viertan sus aguas en el cauce (aguas arriba). Punto 3: Despus de vertidas las aguas por las diferentes empresas (aguas abajo). Liste y clasifique las empresas ubicadas en el sector de referencia de acuerdo a su actividad industrial (siderrgicas, cementeras, alimentos etc.), indague sobre el volumen de produccin de estas empresas y con base en la informacin suministrada en las tablas anteriores o a travs de consulta en Internet (Desempeo ambiental de la tecnologa en la industria colombiana. www.ideam.gov.co/publica/medioamb/cap12.pdf). Estime las cargas contaminantes vertidas. A travs del anlisis de la informacin disee y establezca indicadores de contaminacin ejemplo: Disminucin de oxigeno disuelto, alteracin de pH etc. Los indicadores debern ser acompaados con efectos o consecuencias que provocan en el ecosistema. (Disminucin fauna acutica, enfermedades respiratorias entre otras.). A travs de esta informacin de respuestas a los siguientes interrogantes: 1. Qu tipo de empresas son las que contribuyen en mayor medida a la contaminacin? 2. Cules son los parmetros de mayor significancia o variabilidad por los diversos afluentes? 3. Cules son los principales efectos que estos vertimientos pueden producir a corto, mediano y largo plazo? 4. Qu acciones han tomado las autoridades ambientales? 5. Que acciones han desarrollado las empresas? 6. Qu actitud ha tomado la comunidad? 7. Son suficientes estas acciones para disminuir los efectos negativos en un gran porcentaje? 8. Plantee o sugiera otro tipo de medidas que puedan contribuir a disminuir estos efectos ACTIVIDAD 3 Para la empresa seleccionada en la actividad (1), Disee el plan de muestreo y aforo, este plan debe contener: 1. Objetivos. 2. Recursos necesarios (tcnicos, humanos, equipos) 3. Sitios de muestreo. 4. Tcnicas empleadas para medir caudal en cada punto. 5. Parmetros fsicos, qumicos y biolgicos a determinar de cada sitio (indicar cules parmetros se han de medir en sitio y cules en laboratorio). 6. Frecuencia de muestreo. Elabore un formato o gua que facilite la toma de datos y anlisis de la informacin.

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CAPITULO 2. GESTION DEL RECURSO HIDRICO Y NORMATIVIDAD AMBIENTAL

INTRODUCCION

Es mejor prevenir que curar, es quizs la frase que mas identifica este captulo. El trmino prevencin implica disear estrategias, aplicar tcnicas y tecnologas que den como resultado la eliminacin o disminucin de los residuos lquidos, antes que disear, construir y operar un sistema de tratamiento, hay que encaminar esfuerzos a evitar que estos se generen. El captulo esta dividido en tres lecciones: La primera leccin Tcnica para reducir y reciclar aguas residuales implican la disminucin de agua que se usa en diversas aplicaciones, y / o la utilizacin del agua generada, en una aplicacin compatible con su calidad. La segunda leccin Tcnicas de recuperacin de subproductos y reutilizacin de agua describe diferentes opciones para reutilizar el agua residual tratada (no se vierte al medio receptor) y alternativas de aprovechamiento de subproductos que el agua contenga, siempre y cuando la sustancia recuperada tenga un valor agregado que justifique sus separacin. La tercera Leccin Normatividad Ambiental relaciona el marco jurdico, las normas, leyes, decretos, entes de control e instrumentos econmicos vigentes en Colombia. OBJETIVOS GENERAL Plantear alternativas conducentes a disminuir el caudal de agua residual a verter al medio receptor. Relacionar la normatividad ambiental vigente para el recurso agua. ESPECIFICOS Comparar el modelo de produccin limpia y el modelo tradicional aplicado en una empresa de alimentos. Describir y sugerir tcnicas de reduccin, reutilizacin y reciclaje de agua residual en diferentes empresas alimenticias. Plantear alternativas de aprovechamiento de subproductos extrados del agua residual.

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Explicar la poltica ambiental colombiana, sus principios, decretos y resoluciones referentes al recurso agua. Relacionar los instrumentos econmicos consagrados en la Constitucin Colombiana para prevenir y controlar la contaminacin hdrica. GENERALIDADES. Las tecnologas que tienen como objetivo minimizar la produccin de cualquier efluente y, por tanto, prevenir la contaminacin se encuadran en lo que se ha llamado "tecnologas limpias", o de "emisin cero". En las figuras 15 y 16 se muestran el modelo tradicional de produccin caracterizado por una alta generacin de residuos (lquidos, slidos y gaseosos), sin ningn tipo de reciclaje o aprovechamiento de estos residuos, contrastado con el modelo de produccin limpia ms eficiente en el uso de los recursos y menos contaminante del medio receptor (aire, suelo, agua).

Procesos

de

Produccin

Materia

Prima

Energa

Productos al Mercado

Residuos

Aire Suelo Agua

FIGURA No. 15 MODELO TRADICIONAL

Procesos

de

Produccin

Materia

Prima

Energa

Productos al

Mercado

Residuos

Aire Suelo Agua

Recuperacin

Tratamiento

FIGURA No. 16 MODELO DE PRODUCCIN LIMPIA

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Las acciones y actividades desarrolladas con el modelo de produccin limpia son el fundamento de la gestin del recurso hdrico, o el uso eficiente del agua; el xito o fracaso de la misma depende de: El conocimiento cualitativo y cuantitativo de las corrientes de agua producidas. La posibilidad de agrupacin o segregacin de efluentes La eleccin de los sistemas de tratamiento y aprovechamiento ms adecuados. Es preciso, realizar un estudio minucioso de la planta industrial a la hora de planificar el aprovechamiento del agua en la misma ya que cualquier elemento peligroso que no se tenga en cuenta puede perturbar seriamente los tratamientos propuestos. La implementacin de la poltica debe ser analizada considerando aspectos tcnicos, econmicos y jurdicos, el ingeniero de alimentos es el responsable de este anlisis, as, s el director de la planta est interesado en la recuperacin de subproductos, el debe valorar los beneficios obtenidos con el valor agregado, frente a la inversin para el tratamiento y su control. En la tabla No 8 se resumen los beneficios y restricciones de la poltica de produccin limpia: TABLA No 8. BENEFICIOS Y RESTRICCIONES DE LA POLITICA DE PRODUCCION LIMPIA

AREA BENEFICIOS RESTRICCIONES

Tcnica Recuperacin de subproductos comercializables

Necesidad adicional de control o tratamiento para cumplir con los requisitos de reutilizacin.

Uso benfico del agua (en particular donde existe escasez de agua)

Ubicacin del agua reutilizable.

Minimizacin del efecto en el medio ambiente.

Econmica Reduccin de capital en futuros proyectos de agua.

Mayor costo de operacin y mantenimiento

Mejor imagen pblica Disposicin de los residuos.

Disminucin de tasa retributiva

Jurdica Posible simplificacin del proceso para obtencin de concesiones, permiso de vertimiento.

Descargas mnimas y menor riesgo de conflictos con autoridades ambientales

Fuente: FREEMAN, Harry M. Manual de Prevencin de la Contaminacin Industrial. 1988, Pg. 594.

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Los siguientes pasos permiten tomar decisiones correctamente: 1. Realizar una evaluacin en toda la planta, de la forma en que se utiliza el agua y de la

generacin de aguas residuales. Revisar registros histricos si los hubiera, de lo contrario realizar un trabajo de campo que incluya muestreo y aforos.

2. Evaluar las reas potenciales para conservar, reciclar y reutilizar agua: esta incluye:

Identificar las fuentes que puedan utilizarse para conservacin, reciclaje y reutilizacin de agua.

Determinar los requisitos de calidad para el agua destinada a los procesos de reutilizacin/ reciclado seleccionado.

Comparar los requisitos de calidad del agua con los valores que se tena en la actividad o que podra obtenerse mediante diversos grados de tratamiento.

Estudiar las ubicaciones y los flujos de desecho existentes.

Estimar los costos actuales del agua y del agua residual tratada. A continuacin se presentan varias tcnicas que pueden reducir el uso de agua potable y la generacin de agua residual. 1. Tcnicas de reduccin de agua y de aguas residuales. 2. Reciclaje del agua 3. Recuperacin de subproductos. 4. Reutizacin del agua. LECCION 6. TECNICAS PARA REDUCIR LAS AGUAS RESIDUALES DENTRO DE LA PLANTA. En trminos generales ests tcnicas implican la minimizacin de la cantidad de agua que se usa en diversas aplicaciones e incluyen: 1. Minimizacin del uso del agua en la planta de produccin. 2. Minimizacin del consumo de agua para usos sanitario. 3. Capacitacin del personal 6.1. MINIMIZACIN DEL USO DEL AGUA EN LA PLANTA DE PRODUCCIN. Esto se puede lograr si se modifica el proceso y/o se cambian algunas operaciones de la planta. a. Modificacin en el proceso: Estos deben ser evaluados desde el punto de vista de

beneficios/costos, algunos ejemplos especficos:

Usar enjuagues de roco a alta presin en lugar de tanques de inmersin.

Intercambiadores de calor enfriado por agua, por un sistema enfriado por aire.

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b. Cambio de las operaciones.

Mejorar las operaciones de limpieza de equipo mediante dispositivos adecuados de limpieza, chorros de aspersin de alta presin, coordinacin del calendario de limpieza, mtodos de limpieza y aseo.

Dispositivos mecnicos de limpieza (cauchos, limpiadores)

Maximizar la vida efectiva del agua de produccin: se requiere anlisis de las caractersticas del agua y tener un conocimiento claro de los intervalos de trabajo en la operacin particular.

Optimizar el uso del agua: son actividades propias que permiten es uso ms racional del agua:

Mejores sellos en bombas, tubos y vlvulas. Automatizacin del control de flujo. Controles de nivel de agua apropiada Tapas y cubiertas sobre tanques. 6.2. MINIMIZACIN DEL USO DE AGUA PARA USO SANITARIO En nuestro medio es muy comn encontrar servicio de agua potable para los sanitarios, es necesario plantear alternativas para emplear agua proveniente de otros procesos, adicionalmente la implementacin de aparatos economizadores de agua. 6.3. CAPACITACIN DEL PERSONAL El xito o fracaso de la administracin correcta del agua depende en gran medida del recurso humano, de hay la importancia de un programa de capacitacin, no solo para que el personal tome conciencia del buen uso del agua sino porque aplica y aporta ideas para la reduccin y minimizacin de agua residual. Esta capacitacin debe: Concienciar a todo el personal sobre el buen uso del agua. Capacitar al personal en las tcnicas de reduccin del agua residual y en los mtodos para

minimizar el uso del agua. Establecer metas cuantificables para reduccin. Definir las funciones y responsabilidades de los empleados. Alcanzar las metas de reduccin de aguas residuales. LECCION 7. TECNICAS PARA RECICLAR LAS AGUAS RESIDUALES NO TRATADAS El reciclado implica el uso de Aguas Residuales no tratadas en una aplicacin compatible con su calidad, ac esta la diferencia entre reciclado y reutilizacin, por lo general esta ultima implica o se somete a tratamiento antes de utilizarla en cualquier aplicacin, con el reciclado del agua se esta ampliando de manera eficaz la vida til del agua. El reciclado de aguas residuales varia de una industria a otra, ya que dependen de los requisitos de calidad del proceso que recibir dichas aguas, debido a que el reciclado de las

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aguas residuales no implica tratamiento alguno, la cantidad de oportunidades es menor que en el caso de reutilizacin. En la tabla No 9 se presentan algunas alternativas de reciclado: TABLA NO. 9 POSIBLES APLICACIONES DEL RECICLADO DEL AGUA RESIDUAL INDUSTRIAL

FUENTE AGUA RESIDUAL APLICACIN PARA EL RECICLADO

Purga de la torre de enfriamiento Purga de la caldera Agua de enjuague Agua de enfriamiento de un solo uso Condensado de tanques o procesos

Agua de lavado Agua de servicio pblico Agua del sello de tambor abocinado Refrigerante de la bomba Desecho del tanque de campo Relleno de Agua para el depurador Agua de relleno para calderas de baja presin Enjuague a contracorriente Estanque de enfriamiento Agua de enfriamiento para el compresor Agua de enfriamiento sin contacto Agua de proceso Agua de relleno para la caldera

Fuente: FREEMAN Harry M. Manual de la prevencin de la contaminacin Industrial.1.998. Pg. 604 Con frecuencia las aguas residuales de duchas y lavamanos pueden utilizarse para la irrigacin, dependiendo de las caractersticas del suelo. LECCION 8. RECUPERACION DE SUBPRODUCTOS Esta se hace con el fin de regular la descarga contaminante hacia el medio ambiente, esto sugiere el diseo de una nueva lnea de produccin, con todos los anlisis y nivel de detalle que esta sugiere. La decisin de recuperar subproductos obedece al anlisis de criterios tcnicos, econmicos de normatividad. Entre los que se incluyen:

El valor del subproducto recuperado.

La factibilidad de recuperarlo a un costo razonable.

Tecnologa apropiada.

Exigencias normativas vigentes. Para comprender mejor esta tcnica veamos un ejemplo: La produccin en gran volumen de suero es uno de los principales problemas medioambientales de las industrias lcteas, por cada litro de leche se genera aproximadamente 0,75 litros de suero. El suero es rico en vitamina C, complejo B y protenas como la lacto albmina y la lacto globulina, En la tabla 10 se muestra su composicin.

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TABLA No. 10 COMPOSICIN DEL SUERO DULCE Y DEL SUERO CIDO

COMPOSICION DEL SUERO DULCE Y DEL SUERO ACIDO (%)

Componentes Suero Dulce Suero cido

Humedad Grasa Protenas Lactosa Sales Minerales

93 94 0,2 0,7 0,8 0,1 4,5 5,0 0,05

94 95 00,4 0,8 1,0 4,5 5,0 0,04

Fuente: Gua Ambiental para el Sector de la Industria Lctea. C

Modulo Tratamiento de Aguas Residuales

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