EFICIENCIA DE LA APLICACIÓN DE COAGULANTES EN UN SISTEMA DE
FLOTACIÓN PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE UNA INDUSTRIA
AVÍCOLA
Tutora: Dra. Yaxcelys Caldera Co-tutor: Dr. Edixón Gutiérrez.
Realizado por: Ing. Mayra Sánchez
UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD DE INGENIERÍA DIVISIÓN DE POSTGRADO MAESTRÍA DE CIENCIAS
AMBIENTALES
INTRODUCCIÓN
El 59% del consumo total de agua
AR Cárnica (Abundantes)
Recepción de aves
Sacado de Jaulas y Colgado
Aturdimiento
Etapa N°1: Aguas residuales del lavado de
jaulas y camiones con deyecciones, plumas y polvo.
Desangrado
Escaldado
Desplumado Etapa N°2:
Aguas residuales con sangre, materia orgánica, sólidos, color,
plumas, temperatura.
70% Países vía desarrollo AR sin Trat.
INTRODUCCIÓN
Eviscerado
Corte de Cabezas y patas
Etapa N°3 Aguas residuales con sólidos, sangre
y grasas: intestinos, pulmones, corazón, hígado, mollejas y cuellos.
INTRODUCCIÓN
Despiece
Clasificación, envasado y embalaje
Lavado de canales
Aguas residuales con sangre, grasas, materia orgánica y
contenido digestivo.
Lavado de instalaciones: Aguas residuales con carga orgánica, grasas, detergentes y desinfectantes.
INTRODUCCIÓN
Altos niveles MO,SS, P, N, A y G (Altamente Contaminantes, consumen OD, olores desagradables, destrucción fauna y facilitan desarrollo enfermedades)
Problemas en los sistemas
de tratamiento por
A y G
Formación de espumas y olores desagradables.
Inestabilidad en los procesos biológicos, desarrollo de organismos filamentosos, lavado de biomasa.
Problemas en las unidades mecánicas (bombas y aspersores).
Los AyG deben ser removidos adecuadamente en el tratamiento primario
INTRODUCCIÓN
Problemas
Remoción de A y G menor 25%
Fuente: Caldera et al.,(2010).
Sistema de tratamiento ARIA:
Sedimentador
AGUA TRATADA
Cámara de cloración
Proceso de lodos activados
Recirculación de lodoLodo
TRATAMIENTO PRIMARIO TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO DE LODOS
Digestor aerobio
LODO
ACONDICIONADO
AGUARESIDUAL(ARIAZ)
Estación de bombeo
Rejasde desbaste
Residuos Residuos
PRETRATAMIENTO
Tamizrotatorio
Residuos
Tanque deseparación de
A y G
Residuos
Reactor biológico
Cloro
Espesador
Recirculación de lodo
Agua percolada
Lechos de secado
O2
O2
O2
Sedimentador
AGUA TRATADA
Cámara de cloración
Proceso de lodos activados
Recirculación de lodoLodo
TRATAMIENTO PRIMARIO TRATAMIENTO SECUNDARIO
TRATAMIENTO DE LODOS
Digestor aerobio
LODO
ACONDICIONADO
AGUARESIDUAL(ARIAZ)
Estación de bombeo
Rejasde desbaste
Residuos Residuos
PRETRATAMIENTO
Tamizrotatorio
Residuos
Tanque deseparación de
A y G
Residuos
Reactor biológico
Cloro
Espesador
Recirculación de lodo
Agua percolada
Lechos de secado
O2
O2
O2
Fuentes: Caldera et al., (2010).
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
A y G, baja densidad
Flotación: permite remover partículas pequeñas y ligeras en cortos periodos de tiempo , pueden ser por aire disperso o disuelto.
La flotación con aire disuelto (DAF) consiste en la inyección de microburbujas en una unidad de aireación. Las microburbujas son generadas por la reducción brusca de la presión y permiten abarcar mayor parte de superficie.
Fuentes: Metcaf y Eddy, (1995); Shammas y Bennett, (2010).
INTRODUCCIÓN
Adición de coagulantes
Mejora la eficiencia en los sistema de flotación, aumentando la velocidad de ascenso de partículas entre 20-60 cm/min. (Remociones superiores al 90% de A y G.)1
Sales de inorgánicas
Policloruro de aluminio
Fuentes: 1 Hermosilla et al.,(2008) ; 2Al-Shamrni et al. (2002) ;3Nardy et al., (2008); De Turris et al., (2011).
Al2(SO4)3 y Fe2(SO4)3 en DAF 99% A y G. 2
PAC sistema DAF, ARM: 74% SS y 99% A y G.3
Sales de Aluminio
Sulfato de aluminio
INTRODUCCIÓN
Adición de coagulantes Polímeros orgánicos
Fuentes: Caldera et al., (2009); Fuentes et al., (2008).
Quitosano Polímero Catiónico (P+) Biodegradable y biocompatible.
Venezuela produce anualmente miles de toneladas métricas de crustáceos, aproximadamente 75% del peso vivo es desecho. 20-58% del peso seco de estos desechos es quitina
% Remoc. 73-90% para turbidez , 77-90% para color, 52-70% DQO y 67-71% HC.
OBJETIVOS Objetivo General
Evaluar la eficiencia de la aplicación de coagulantes en un sistema de flotación por aire disuelto (DAF) para el tratamiento de aguas residuales de una industria avícola.
Objetivos específicos
Describir la composición de las aguas residuales de la industria avícola en cuanto a potencial de hidrógeno (pH), alcalinidad total, (SST), (SSV), (A y G), (DQO), turbidez, color, nitrógeno (N) y fósforo (P).
Determinar la remoción de los parámetros aceites y grasas, SST, SSV, turbidez y DQO en el sistema de DAF, sin aplicación del coagulante para las presiones de 30, 40, 50 psi y porcentaje de recirculación de 30%, 40%, y 50%.
OBJETIVOS
Determinar la remoción de los parámetros aceites y
grasas, SST, SSV, turbidez y DQO en el sistema de DAF, con la aplicación de los coagulantes quitosano, policloruro de aluminio y sulfato de aluminio para las presiones de 30, 40, 50 psi y porcentaje de recirculación de 30, 40, y 50%.
Comparar la capacidad de remoción de aceites y grasa, SST, SSV, turbidez y DQO del sistema DAF a las diferentes condiciones de operación
Evaluar la eficiencia de cada coagulante a las diferentes condiciones de operación en el sistema de DAF.
MATERIALES Y MÉTODOS
Toma de Muestras
CIA
Área de estudio:
IA Sacrifica: 5000 pollos/hora
JORNADA DE TRABAJO: 12 h (8 h matanza y 4 h limpieza)
MATERIALES Y MÉTODOS Separador Aceites y Grasas:
5 m7 m
3 m
Salida del
separador
de A y G.
Entrada del
separador
de A y G.
Difusores de
aireación
Bafle
Bafle
5 m7 m
3 m
Salida del
separador
de A y G.
Entrada del
separador
de A y G.
Difusores de
aireación
Bafle
Bafle
5 m7 m
3 m
Salida del
separador
de A y G.
Entrada del
separador
de A y G.
5 m7 m
3 m
Salida del
separador
de A y G.
Entrada del
separador
de A y G.
Difusores de
aireación
Bafle
Bafle
Descripción de la unidad:
MATERIALES Y MÉTODOS
V=105m3
TRH=2hrs
MATERIALES Y MÉTODOS Determinación de parámetros físico químicos:
APHA, AWWA, WCF, (1998).
MUESTRAS PARÁMETRO A
EVALUAR MÉTODO Nº
AFLUENTE
pH Potenciométrico 4500-H+
Alcalinidad total Volumétrico 2320B
Color Espectrofotométrico 2120C
Turbidez Nefelométrico 2130B
DQO Colorimétrico 5220B
SST y SSV Gravimétrico 2540B y
2540E
Nitrógeno Kjeldahl Volumétrico 4500-N B
Fósforo Colorimétrico 4500-P C
Aceites y Grasas Gravimétrico 5520B
EFLUENTE
DQO Colorimétrico 5220B
SST y SSV Gravimétrico 2540B y
2540E
Aceites y Grasas Gravimétrico 5520B
MATERIALES Y MÉTODOS
Coagulantes y Preparación
Determinación dosis óptima de coagulante
1 min (100 rpm) 20 min (30 rpm) 30 min (Sedimentación)
Sulfato de Aluminio 50% p/v
PAC 25% p/v (200-500 mg/L)
Quitosano (20-40 mg/L)
Modelo JTL6
Divakaran y Pillai (2002), Caldera et al., (2009). Mutairi et al, (2005).
La eficiencia de un coagulante frente al otro varía dependiendo de las características del agua a tratar y el sistema de tratamiento.
MATERIALES Y MÉTODOS
Cámara de flotación 3L
Fondo perforado
Válvula Flujo entrada
Unidad de flotación con aire disuelto
Válvula de Salida (Efluente)
Tanque de presurización
Recipiente de llenado (Reciclo)
Manómetro
Válvula para entrada del reciclo
RESULTADOS PRELIMINARES
Parámetro Rango Descarga a red de
cloacas*
Descarga a cuerpos
de agua*
Temperatura (°C) 25 -27 40 NR
pH 6,5 - 7 6-9 6-9
Alcalinidad (mg CaCO3/L) 206 - 320 NR NR
Turbidez (NTU) 601 - 803 NR NR
Color (UPt/Co) 3820 - 4956 NR 500
SST (mg/L) 480 - 656 400 80
SSV (mg/L) 464-632 NR NR
Nitrógeno Total (mg/L) 33,04 – 71 40 NR
Fosforo total (mg/L) 11,76 - 21 10 10
DQO (mg/L) 1060 - 3725 900 350
Aceites y Grasas (mg/L) 220 - 567 150 20
Caracterización ARIA:
Fuente: *Decreto 883: Normas Venezolanas para la clasificación y el control de la calidad de los cuerpos de agua y vertidos o efluentes líquidos,(1995).
RESULTADOS PRELIMINARES Pruebas de Coagulación:
Coagulante Dosis
óptimas DQO
(% Remoción) Color
(% Remoción) Turbidez
(% Remoción)
Policloruro de Aluminio 220 mg/L 85.4 97.4 97.5
Sulfato de Aluminio 300 mg/L 87.1 94.1 93.2
Quitosano 20 mg/L 80.9 90.1 88.7
Control - 49.7 28.7 21.2
RESULTADOS PRELIMINARES
Remoción de parámetros, pruebas DAF sin adición de coagulantes:
Parámetros 30 psi 40 psi 50 psi
30% 40% 50% 30% 40% 50% 30% 40% 50% Turbidez 31.7 33.0 37.6 13.3 40.9 38.9 42.2 37.6 43.5
Color 24.4 9.8 31.5 11.7 17.3 11.7 6.1 27.8 25.8 DQO 15.8 20.8 28.4 25.4 24.2 7.4 21.8 4.0 24.2 SST 33.7 33.0 34.9 31.0 34.7 33.7 26.3 29.7 32.5 SSV 16.9 38.3 31.4 40.4 38.3 32.4 39.7 33.5 16.9 AyG 25.6 37.9 28.5 20.6 17.0 22.7 45.1 33.1 19.3
CONCLUSIONES PRELIMINARES
-Las características de las ARIAS son variadas, dependen del número de aves sacrificadas.
-Utilizar 220mg/L de PAC, permite remover DQO, color y turbidez entre un 85 y 97%.
-Utilizar 300mg/L de SA, permite remover DQO, color y turbidez entre un 87 y 93%.
-Utilizar 22mg/L de Quitosano, permite remover DQO, color y turbidez entre un 81 y 90%.
-El empleo del sistema DAF a escala piloto sin adición de coagulantes permite alcanzar remociones de hasta un 45% para AyG.
Gracias…
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