REUTILITZACIÓ D’AIGÜES RESIDUALS DEL SECTOR VITIVINÍCOLA...
1
REUTILITZACIÓ D’AIGÜES RESIDUALS DEL SECTOR VITIVINÍCOLA. EXPERIÈNCIA PILOT DURANT L’ÈPOCA DE VEREMA Neus Fíguls(1), Carmelo Llorente(2), Xavier Sort(1), Braulio Esteve(1)* 1 Laboratori d’aigües residuals, Departament de Medi Ambient, Miguel Torres S.A. 2 TEQMA, tecnologies i equips pel medi ambient, S.L. *E-mail: [email protected] INTRODUCCIÓ Una de les principals característiques de les empreses del sector vitivinícola és la estacionalitat del consum de matèries primeres, i auxiliars, com ara aigua i energia. En concret, a Cellers Torres. sabem que un terç de l’aigua abastada anualment, es consumeix durant l’època de la verema. Això fa pensar que, de la mateixa manera que es consumeix l’aigua, es produeixen aigües residuals, principalment provinents de la neteja de les instal·lacions i maquinària emprada durant la verema. En aquestes accions es consumeix una gran quantitat d’aigua, fruit de la necessitat de mantenir les instal·lacions en les millors condicions d’asèpsia possibles. Al mateix temps, al tractar-se de la manipulació de productes alimentaris, les condicions higiènico-sanitàries fan necessari aquest consum d’aigua. Encara que les empreses facin un esforç en la minimització del consum d’aigua, i degut al tipus de producte alimentari amb el que es treballa, es continua consumint una gran quantitat d’aigua, generant alts volums d’aigua residual durant l’època de verema. Per això, una font d’estalvi d’aigua podria ser la reutilització de l’aigua depurada. Els usos d’aquesta aigua no podrien estar vinculats directament amb el procés d’elaboració dels vins, però sí amb la resta de processos i instal·lacions no relacionades directament amb el producte alimentari. D’aquesta manera es plantegen usos de l’aigua, com ara el reg del jardí, neteja de carrers, neteja i manteniment de l’EDAR, dissolució de reactius i nutrients per l’EDAR, refrigeració de maquinària de la EDAR, etc. L’objectiu d’aquest treball ha estat la utilització d’un sistema ja provat en altres sectors, per eliminació de matèries en suspensió i desinfecció d’aigua, que tingui com a resultat un aigua amb les característiques analítiques adients per poder ser reutilitzada. Motor rotació de cadenes Entrada d’aigua a filtrar Tambor amb material filtrant Sistema de purga Sortida d’aigua filtrada MATERIALS I MÈTODES Filtració de l’aigua El material filtrant va ser una mescla de poliester i nylon formant fibres allargades per on es realitza la filtració (MECANA), deixant un diàmetre de porus de 10 μm, que estava disposat sobre un cilindre buit (780 mm diàmetre x 960 de longitud). Quan augmentava el nivell del tanc, per guany de càrrega del filtre, s’engegava el sistema de neteja. Aquest sistema consta d’una barra d’aspiració amb bomba (ajudat per uns sistema de rotació de cadenes pel cilindre) que succiona les partícules retingudes al material filtrant. Cada vegada que s’engegava el sistema de neteja el cilindre donava una volta completa, quedant tota la superfície del tèxtilneta. Desinfecció de l’aigua filtrada El sistema de desinfecció consta d’un sistema amb dues làmpades de llum ultraviolada (amb funcionament independent) de mitja pressió (Multiwave B400) muntat dins d’una cambra d’acer inoxidable per tenir una màxima reflexió de la llum. La longitud d’ona de la llum UV irradiada va de 195 a 300 nm. Presa de mostres Es va realitzar en ampolles de vidre per anàlisi físico-químic i en tubs estèrils per l’anàlisi microbiològic. Per l’estudi d’eficàcia de filtració es varen agafar mostres cada 2 h, mentre que per l’estudi microbiològic 2 min. i 5 min. després de canviar les condicions d’estudi. Els punts de recollida van ser: •Entrada d’aigua al tanc on quedava submergit el filtre, és a dir aigua de sortida de la EDAR •Aigua filtrada, previ al mecanisme de desinfecció •Aigua desinfectada, a la sortida del sistema Analítiques realitzades •Demanda Química d’Oxigen: 5220C de Standard Methods, amb tubs de digestió 16x100 de borosilicat amb taps de rosca de TFE. Preparació dels kits al nostre propi laboratori. •Sòlids en suspensió: AFNOR NFT90-105, amb filtres de fibra de vidre de 47 mm de diàmetre (Millipore AP40). •Transmitància: cubeta d’ 1 cm de quars en espectrofotòmetre (PU 8625 UV/VIS, Philips). •Anàlisi microbiològic. El recompte d’aerobis totals es van fer per sembra en plaques d’agar nutritiu (AN, CECT 2) durant 2 dies a estufa de 20ºC. Mentre pels coliforms es sembrava el mateix volum en medi Chapman TTC (ChTTC, Panreac) durant 2 dies a 37ºC. RETENCIÓ MES EN FILTRE DE 10 MICRES 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 50 100 150 200 MES Entrada (ppm) % Retenció RELACIÓ ENTRE LA TRANSMITÀNCIA I LA MES DE SORTIDA 0 10 20 30 40 50 60 0 20 40 60 80 100 120 MES Sortida EDAR (ppm) Transmitància (%) ENTRADA SORTIDA Prova Nº Làmpades Cabdal (m 3 /h) AN (cfu/ml) ChTTC (cfu/ml) AN (cfu/ml) ChTTC (cfu/ml) A 2 1.5 1.8 10 5 0.8 10 4 520 <10 B 2 1.5 2.6 10 5 1.6 10 4 40 50 C 2 1 2.4 10 5 1.4 10 4 10 <10 D 2 1 2.1 10 5 1.7 10 4 10 <10 E 1 1 2.3 10 5 5.1 10 4 190 <10 F 1 1 2.1 10 5 2.8 10 4 50 <10 G 1 1.5 1.5 10 5 1.6 10 4 130 <10 H 1 1.5 1.9 10 5 1.9 10 4 20 <10 RESULTATS L’aigua de sortida del filtre presentava una MES homogènia (20- 40ppm), pel que la qualitat de l’aigua no es veia afectada per la MES d’entrada, l’únic que s’alterava era l’eficiència de la filtració. Valors de MES d’entrada alta corresponen a elevats percentatges de retenció, mentre que a valors baixos de MES el percentatge de retenció era molt variable (20-80 %). La diferència de comportament del filtre en condicions de baixa MES d’entrada ha d’estar relacionat amb el tipus de partícules retingudes. Resultats obtinguts després d’addicionar a l’entrada del filtre productes floculants, a diferents dosis i en diferents condicions d’aigua d’entrada, confirmen que la qualitat de l’aigua de sortida no millorava substancialment Quant major és la MES de l’aigua menor és la transmitància de la mostra. A valors de 20 a 40 ppm de MES, valors que corresponen a una part important de les mostres d’aigua recollides, els valors de transmitància varien entre el 15 i 40 % en el moment de fer les proves. Durant les proves realitzades fora del període de verema es va comprovar que la transmitància de les mostres estava al voltant de 50-60%. Hi ha un 30-40 % de radiació ultraviolada que és absorbida per partícules menors de 0.65 mm, o bé es tracta de compostos químics dissolts en l’aigua. Proves realitzades afegint a l’aigua destil·lada àcid tartàric, sucre, extractes fenòlics de pells i residus de destil·leria no varen mostrar en cap cas disminucions significatives de la transmitància . Les proves A, C, E i G corresponen a 2 minuts després de l’inici de cada experiment, i les B, D, F i H són el duplicat de cada experiment però 5 minuts després, una vegada estabilitzades durant més temps les condicions fixades El fet de deixar estabilitzar les noves condicions 5 minuts, té un efecte positiu en la desinfecció de l’aigua Reduccions de la població microbiana present en Agar Nutritiu des del 75 % (amb una làmpada i cabal d’1 m 3 /h) fins el 93 % (dues làmpades i cabal de 1.5 m 3 /h) s’han constatat en les diferentes proves realitzades En qualsevol cas, les condicions més adients són les de cabal menor i dues làmpades, però en alguns casos fins i tot l’efecte d’una sola làmpada ha estat suficient per no trobar creixement a les plaques de medis de cultiu. CONCLUSIONS El sistema de filtració proposat ha donat resultats positius en les condicions de verema i no verema, tant en aigües amb elevada MES, com aigües en baixa MES . El fet de filtrar l’aigua per un filtre de 10 µm de diàmetre de porus, és suficient per eliminar les matèries en suspensió presents, i deixar l’aigua amb les característiques idònies per ser irradiada amb llum ultraviolada. Les concentracions de MES de sortida de la EDAR de Cellers Torres S. A. són estables durant tot l’any, al voltant de 20-40 ppm a excepció d’un mes, que sol coincidir amb el mes d’Octubre, per tant les millors condicions per la utilització d’aquest sistema es donarien 11 de 12 mesos a l’any, i que coincideix amb els mesos d’estiu, que és quan major quantitat d’aigua es consumeix per reg de jardí. Els efectes de floculants afegits a l’aigua d’entrada al filtre no millora la filtració de l’aigua. La variació de la transmitància de la mostra entre verema i no verema s’ha de contrastar. Si es confirma aquesta diferència, durant verema es deurà aplicar una major dosi de llum ultraviolada que fora de verema L’aigua provinent d’aquest sistema tindria coma destí final el reg del jardins (sobre tot gespa) per aspersió. BIBLIOGRAFIA American Public Health Association, American Water Works Association, Water Pollution Control Federation. Métodos normalizados para el análisis de aguas potables y residuales. Edición 17ª. Editorial Díaz de Santos. 1992 http://www.gencat.net/salut/depsan/units/sanitat/html/ca/ambiental/spsard.ht m
Transcript of REUTILITZACIÓ D’AIGÜES RESIDUALS DEL SECTOR VITIVINÍCOLA...
REUTILITZACIÓ D’AIGÜES RESIDUALS DEL SECTOR VITIVINÍCOLA.EXPERIÈNCIA PILOT DURANT L’ÈPOCA DE VEREMA
Neus Fíguls(1), Carmelo Llorente(2), Xavier Sort(1), Braulio Esteve(1)*1 Laboratori d’aigües residuals, Departament de Medi Ambient, Miguel Torres S.A.
2 TEQMA, tecnologies i equips pel medi ambient, S.L. *E-mail: [email protected]
INTRODUCCIÓ
Una de les principals característiques de les empreses del sector vitivinícola és la estacionalitat del consum de matèries primeres, i auxiliars, com ara aigua i energia. En concret, a Cellers Torres. sabem que un terç de l’aigua abastada anualment, es consumeix durant l’època de la verema. Això fa pensar que, de la mateixa manera que es consumeix l’aigua, es produeixen aigües residuals, principalment provinents de la neteja de les instal·lacions i maquinària emprada durant la verema. En aquestes accions es consumeix una gran quantitat d’aigua, fruit de la necessitat de mantenir les instal·lacions en les millors condicions d’asèpsia possibles. Al mateix temps, al tractar-se de la manipulació de productes alimentaris, les condicions higiènico-sanitàries fan necessari aquest consum d’aigua.
Encara que les empreses facin un esforç en la minimització del consum d’aigua, i degut al tipus de producte alimentari amb el que es treballa, es continua consumint una gran quantitat d’aigua, generant alts volums d’aigua residual durant l’època de verema. Per això, una font d’estalvi d’aigua podria ser la reutilització de l’aigua depurada. Els usos d’aquesta aigua no podrien estar vinculats directament amb el procés d’elaboració dels vins, però sí amb la resta de processos i instal·lacions no relacionades directament amb el producte alimentari. D’aquesta manera es plantegen usos de l’aigua, com ara el reg del jardí, neteja de carrers, neteja i manteniment de l’EDAR, dissolució de reactius i nutrients per l’EDAR, refrigeració de maquinària de la EDAR, etc.
L’objectiu d’aquest treball ha estat la utilització d’un sistema ja provat en altres sectors, per eliminació de matèries en suspensió i desinfecció d’aigua, que tingui com a resultat un aigua amb les característiques analítiques adients per poder ser reutilitzada.
Motor rotació de cadenes
Entrada d’aigua a filtrar
Tambor amb material filtrant
Sistema de purga
Sortida d’aigua filtrada
MATERIALS I MÈTODESFiltració de l’aiguaEl material filtrant va ser una mescla de poliester i nylon formant fibres allargades per on es realitza la filtració (MECANA), deixant un diàmetre de porus de 10 µm, que estava disposat sobre un cilindre buit (780 mm diàmetre x 960 de longitud). Quan augmentava el nivell del tanc, per guany de càrrega del filtre, s’engegava el sistema de neteja. Aquest sistema consta d’una barra d’aspiració amb bomba (ajudat per uns sistema de rotació de cadenes pel cilindre) que succiona les partícules retingudes al material filtrant. Cada vegada que s’engegava el sistema de neteja el cilindre donava una volta completa, quedant tota la superfície del tèxtilneta.Desinfecció de l’aigua filtradaEl sistema de desinfecció consta d’un sistema amb dues làmpades de llum ultraviolada (amb funcionament independent) de mitja pressió (Multiwave B400) muntat dins d’una cambra d’acer inoxidable per tenir una màxima reflexió de la llum. La longitud d’ona de la llum UV irradiada va de 195 a 300 nm. Presa de mostresEs va realitzar en ampolles de vidre per anàlisi físico-químic i en tubs estèrils per l’anàlisi microbiològic. Per l’estudi d’eficàcia de filtració es varen agafar mostres cada 2 h, mentre que per l’estudi microbiològic 2 min. i 5 min. després de canviar les condicions d’estudi. Els punts de recollida van ser:•Entrada d’aigua al tanc on quedava submergit el filtre, és a dir aigua de sortida de la EDAR•Aigua filtrada, previ al mecanisme de desinfecció•Aigua desinfectada, a la sortida del sistema Analítiques realitzades•Demanda Química d’Oxigen: 5220C de Standard Methods, amb tubs de digestió 16x100 de borosilicat amb taps de rosca de TFE. Preparació dels kits al nostre propi laboratori.•Sòlids en suspensió: AFNOR NFT90-105, amb filtres de fibra de vidre de 47 mm de diàmetre (Millipore AP40).•Transmitància: cubeta d’ 1 cm de quars en espectrofotòmetre (PU 8625 UV/VIS, Philips).•Anàlisi microbiològic. El recompte d’aerobis totals es van fer per sembra en plaques d’agar nutritiu (AN, CECT 2) durant 2 dies a estufa de 20ºC. Mentre pels coliforms es sembrava el mateix volum en medi Chapman TTC (ChTTC, Panreac) durant 2 dies a 37ºC.
RETENCIÓ MES EN FILTRE DE 10 MICRES
0102030405060708090
100
0 50 100 150 200
MES Entrada (ppm)
% R
eten
ció
RELACIÓ ENTRE LA TRANSMITÀNCIA I LA MES DE SORTIDA
0
10
20
30
40
50
60
0 20 40 60 80 100 120
MES Sortida EDAR (ppm)
Tran
smità
ncia
(%)
ENTRADA SORTIDA
Prova Nº Làmpades Cabdal (m3/h)
AN (cfu/ml)
ChTTC (cfu/ml)
AN (cfu/ml)
ChTTC(cfu/ml)
A 2 1.5 1.8 105 0.8 104 520 <10 B 2 1.5 2.6 105 1.6 104 40 50 C 2 1 2.4 105 1.4 104 10 <10 D 2 1 2.1 105 1.7 104 10 <10 E 1 1 2.3 105 5.1 104 190 <10 F 1 1 2.1 105 2.8 104 50 <10 G 1 1.5 1.5 105 1.6 104 130 <10 H 1 1.5 1.9 105 1.9 104 20 <10
RESULTATS
L’aigua de sortida del filtre presentava una MES homogènia (20-40ppm), pel que la qualitat de l’aigua no es veia afectada per la MES d’entrada, l’únic que s’alterava era l’eficiència de la filtració.
Valors de MES d’entrada alta corresponen a elevats percentatgesde retenció, mentre que a valors baixos de MES el percentatge de retenció era molt variable (20-80 %).
La diferència de comportament del filtre en condicions de baixaMES d’entrada ha d’estar relacionat amb el tipus de partícules retingudes.
Resultats obtinguts després d’addicionar a l’entrada del filtre productes floculants, a diferents dosis i en diferents condicions d’aigua d’entrada, confirmen que la qualitat de l’aigua de sortida no millorava substancialment
Quant major és la MES de l’aigua menor és la transmitància de la mostra.
A valors de 20 a 40 ppm de MES, valors que corresponen a unapart important de les mostres d’aigua recollides, els valors de transmitància varien entre el 15 i 40 % en el moment de fer les proves.
Durant les proves realitzades fora del període de verema es va comprovar que la transmitància de les mostres estava al voltant de 50-60%.
Hi ha un 30-40 % de radiació ultraviolada que és absorbida per partícules menors de 0.65 mm, o bé es tracta de compostos químics dissolts en l’aigua.
Proves realitzades afegint a l’aigua destil·lada àcid tartàric, sucre, extractes fenòlics de pells i residus de destil·leria no varen mostrar en cap cas disminucions significatives de la transmitància .
Les proves A, C, E i G corresponen a 2 minuts després de l’inici de cada experiment, i les B, D, F i H són el duplicat de cada experiment però 5 minuts després, una vegada estabilitzadesdurant més temps les condicions fixades
El fet de deixar estabilitzar les noves condicions 5 minuts, téun efecte positiu en la desinfecció de l’aigua
Reduccions de la població microbiana present en Agar Nutritiu des del 75 % (amb una làmpada i cabal d’1 m3/h) fins el 93 % (dues làmpades i cabal de 1.5 m3/h) s’han constatat en les diferentes proves realitzades
En qualsevol cas, les condicions més adients són les de cabal menor i dues làmpades, però en alguns casos fins i tot l’efecte d’una sola làmpada ha estat suficient per no trobar creixement a les plaques de medis de cultiu.
CONCLUSIONSEl sistema de filtració proposat ha donat resultats positius en les condicions
de verema i no verema, tant en aigües amb elevada MES, com aigües en baixa MES.
El fet de filtrar l’aigua per un filtre de 10 µm de diàmetre de porus, és suficient per eliminar les matèries en suspensió presents, i deixar l’aigua amb les característiques idònies per ser irradiada amb llum ultraviolada.
Les concentracions de MES de sortida de la EDAR de Cellers Torres S. A. són estables durant tot l’any, al voltant de 20-40 ppm a excepció d’un mes, que sol coincidir amb el mes d’Octubre, per tant les millors condicions per la utilitzaciód’aquest sistema es donarien 11 de 12 mesos a l’any, i que coincideix amb els mesos d’estiu, que és quan major quantitat d’aigua es consumeix per reg de jardí.
Els efectes de floculants afegits a l’aigua d’entrada al filtre no millora la filtració de l’aigua.
La variació de la transmitància de la mostra entre verema i no verema s’ha de contrastar. Si es confirma aquesta diferència, durant verema es deurà aplicar unamajor dosi de llum ultraviolada que fora de verema
L’aigua provinent d’aquest sistema tindria coma destí final el reg del jardins (sobre tot gespa) per aspersió.
BIBLIOGRAFIA
American Public Health Association, American Water Works Association, Water Pollution Control Federation. Métodos normalizados para el análisis de aguas potables y residuales. Edición 17ª. Editorial Díaz de Santos. 1992
http://www.gencat.net/salut/depsan/units/sanitat/html/ca/ambiental/spsard.htm
