Descripción y Análisis Comparativo de los Sistemas de Tratamiento
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UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA DE INGENIERÍA EN ALIMENTOS Descripción y Análisis Comparativo de los Sistemas de Tratamiento de RIL en la Industria de Alimentos en Valdivia Tesis presentada como parte de los requisitos para optar al grado de Licenciado en Ciencia de los Alimentos Ricardo Andrés Altaner Moraga VALDIVIA - CHILE 2009 1 Profesor patrocinante: Sr. Bernardo Carrillo López Ingeniero Agrónomo, Master en Ciencias e Ingeniería en Alimentos Instituto de Ciencias y Tecnología de los Alimentos Facultad de Ciencias Agrarias Profesores informantes: Sr. Guillermo Ramírez Andrade Medico Veterinario, Master en Educación Sanitaria Instituto Medicina Preventiva Veterinaria Facultad Ciencias Veterinarias Sra. Marcia Costa Lobo Ingeniero Civil Bioquímico Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos Facultad de Ciencias Agrarias 2 AGRADECIMIENTOS Deseo dar las gracias a mis padres, que de forma incondicional me dieron la fortaleza para salir adelante, permitiéndome llegar al final del camino. También agradecer en forma muy especial al profesor Bernardo Carrillo López, por su confianza, amistad y sobre todo su gran paciencia, con lo cual logro orientarme en el desarrollo de mi tesis. A mi profesor informante Guillermo Ramírez Andrade, por su colaboración en el desarrollo de esta tesis, ya que sin su ayuda no se hubiese logrado llegar a un buen final. A mis amigos cercanos, que de alguna u otra manera contribuyeron en el desarrollo de mi vida como estudiante. Por último, a todas aquellas personas que con su apoyo hicieron más placentera mi vida el tiempo que duraron mis estudios. i ÍNDICE DE MATERIAS Capítulo Página RESUMEN 1 SUMMARY 2 1 INTRODUCCIÓN 3 2 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 5 2.1 Descripción general de los sistemas de tratamientos de RIL 5 2.1.1 Residuos industriales 5 2.1.2 Descripción de sistemas de tratamiento de residuos líquidos industriales 6 2.1.3 Etapas de manejo de los RILes 7 2.1.4 Tratamiento y manejo del RILes 7 2.1.4.1 Coagulación y floculación 10 2.1.4.1.1 Modelo teórico de la coagulación y de la floculación 11 2.1.4.1.2 Modelo químico de la coagulación 12 2.1.4.1.3 Floculación 13 2.1.4.2 Tipos de tratamientos primarios 13 2.1.4.3 Tipos de tratamientos secundarios 21 2.1.4.3.1 Sistemas aeróbicos 23 2.1.4.3.2 Sistemas anaeróbicos 27 2.1.4.4 Tipos de tratamientos terciarios 31 2.2 Caracterización de los RILes en la industria de los alimentos 34 2.2.1 Caracterización de los residuos líquidos de la industria láctea 34 2.2.2 Caracterización de los residuos líquidos de la industria cárnica 35 2.2.3 Caracterización de los residuos líquidos de la industria elaboradora de harina de pescado 2.2.4 2.3 Caracterización de los residuos líquidos de la 37 industria cervecera 38 Cuenca del río Valdivia 39 ii 2.3.1 Características de la cuenca del río Valdivia 39 2.3.2 Hidrogeología 41 2.4 Normativa legal relacionada con los RILes 41 2.4.1 Normativa nacional 41 2.4.1.1 Decreto Supremo Nº 46/2002 41 2.4.1.2 Decreto Supremo Nº 90/2000 41 2.4.1.3 Decreto Supremo Nº 609/1998 42 2.4.1.5 Ley 18.902 42 2.4.1.6 Ley 19.821 42 2.4.1.7 Ley 19.300 42 2.4.1.8 Código sanitario 42 2.4.2 Normativa internacional 43 3 MATERIAL Y MÉTODO 44 3.1 Ubicación del estudio 44 3.2 Tipos de industrias alimentarias 44 3.3 Estructura de la ficha de sistemas de tratamientos de RILes, en la industria de alimentos 45 3.4 Validación de la ficha técnica 46 3.5 Análisis de los datos obtenidos en las visitas 46 4 PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 47 4.1 Caracterización y descripción de los sistemas utilizados para el tratamiento de los RILes en la industrias visitadas 47 4.1.1 Planta A_18/02 47 4.1.1.1 Tratamiento de los efluentes en la planta 49 4.1.1.2 Parámetros monitoreados por la SISS para la planta A_18/02 61 4.1.2 Planta B_19/02 62 4.1.2.1 Tratamiento de los efluentes en la planta 63 4.1.2.2 Parámetros monitoreados por la SISS para la planta B_19/02 69 4.1.3 Planta C_20/02 69 4.1.3.1 Tratamiento de los efluentes en la planta 71 iii 4.1.3.2 Parámetros monitoreados por la SISS para la planta C_20/02 77 4.1.4 Planta D_26/03 78 4.1.4.1 Programa de disminución de usos de aguas 79 4.1.4.2 Sistema de abatimiento de sólidos en suspensión 79 4.1.4.3 Sistema de abatimiento de aceites y grasas 80 4.1.4.4 Proyecto de disposición en riego controlado de RILes tratados 80 4.1.4.5 Métodos de disposición 80 4.1.4.6 Parámetros monitoreados por la SISS para la planta D_26/03 81 4.1.5 Planta E_26/03 82 4.1.5.1 Tratamiento de los efluentes en la planta 83 4.1.5.2 Parámetros monitoreados por la SISS para la planta E_26/03 92 4.1.6 Planta F_10/04 93 4.1.7 Planta G_01/07 95 4.1.7.1 Tratamiento de los efluentes en la planta 96 4.1.7.2 Parámetros monitoreados por la SISS para la planta G_01/07 100 4.2 Resumen comparativo de los sistemas de tratamiento evaluados 101 5 CONCLUSIONES 108 6 BIBLIOGRAFÍA 109 7 ANEXOS 116 iv ÍNDICE DE CUADROS Cuadro 1 Página Principales contaminantes presentes en las aguas residuales y sus importancias 2 5 Principales contaminates y valores de DBO5 de algunas industrias del sector alimentario 3 6 Datos básicos sobre sistemas de tratamientos de residuos líquidos 4 8 Comparación de los rendimientos de la separación de contaminación en la decantación primaria con y sin coagulante 17 5 Productos típicos de la descomposición aeróbica y anaeróbica 22 6 Procesos de descomposición de la materia orgánica en los niveles del biofiltro 7 28 Principales características de las aguas residuales de la industria de productos lácteos 8 35 Rangos de composición de las aguas de desecho de la industria de procesamiento de carne 9 36 Composición típica de aguas residuales en la industria de recursos marinos 10 37 Origen y composición de los efluentes en la producción de la cerveza 11 38 Tipos de tratamiento utilizados para los RILes en las industrias visitadas 12 101 Resumen de los sistemas de pre- tratamiento de RILes, utilizados en las industrias visitadas en este estudio 13 102 Resumen de los sistemas de tratamiento primarios de RILes, 104 utilizados en las industrias visitadas en este estudio 14 Resumen de los sistemas de tratamiento secundarios de RILes, utilizados en las industrias visitadas en este estudio 15 105 Resumen de los sistemas de tratamiento terciarios de RILes, utilizados en las industrias visitadas en este estudio 106 v 16 Resumen de los sistemas de tratamiento de lodos, utilizados en las industrias visitadas en este estudio 107 vi ÍNDICE DE FIGURAS Figura Página 1 Sistema típico para el tratamiento de residuos líquidos 2 Esquema de un tratamiento típico primario y secundario 9 combinado 10 3 Esquema de coagulación y floculación 11 4 Esquema de una instalación de coagulación-floculación 18 5 Pretratamiento físico de aguas residuales industriales 19 6 Sistema de DAF continuo, convencional con reciclo de agua tratada al saturador 20 7 Esquema general tratamiento por lombricultura 25 8 Eficiencia de la paliación del biofiltro 26 9 Corte esquemático del biofiltro aeróbico dinámico 27 10 Cuenca del río Valdivia 40 11 Diagrama de flujo del sistema de tratamiento de RILes de la planta A_18/02 12 48 Etapas que sigue el RIL para ser tratado, a través del sistema biofiltro dinámico y aeróbico 51 13 Sistema desgrasador por flotación 53 14 Estanque de ecualización 56 15 Esquema biofiltro aeróbico dinámico 58 16 Estanque decantación 60 17 Diagrama flujo del sistema de tratamiento de RIL de la planta B_19/02 18 63 Diagrama flujo del sistema de tratamiento de RIL de la Planta C_20/02 70 19 Sistema de flotación por aire disuelto 75 20 Esquema de funcionamiento de un hidrociclón 80 21 Esquema en implementación de placa deflectora 81 22 Diagrama de flujo del sistema de tratamiento de RIL de la planta 83 E_26/03 vii 23 Sistema de tratamientos de RILes de la Planta E_26/03 85 24 Esquema estanque desgrasador 87 25 Esquema del sistema de lombrifiltro de la empresa E_26/03 90 26 Diagrama flujo del sistema de tratamiento de RIL de la planta 96 F_10/04 27 Esquema del sistema de flotación por aire disuelto 99 viii ÍNDICE DE IMAGENES Imagen 1 Página Eisenia foetida (a la izquierda) y Capsula de Lombriz (a la derecha) 26 2 Canal hacia cámara de unión RIL 50 3 Rejas gruesas 50 4 Instrumentos de medición 50 5 Desgrasador (DAF) 52 6 Problemas en el biofiltro 54 7 Entrada RIL ecualizador 55 8 Salida del ecualizador 55 9 Sistema de bombeo del RIL hacia el lombrifiltro 57 10 Aspersores 57 11 Sistema desinfección 60 12 Estanque ecualización 64 13 Prueba de jarras, en distintos tiempos 66 14 Partes del flocodecantador 67 15 Filtro prensa (deshidratador de lodos) 68 16 Filtro RIL aguas verdes 72 17 Filtro RIL aguas de lavado de camiones y corrales 73 18 Estanques de ecualización 74 19 Prensa de lodos 76 20 Cámara elevadora 84 21 Sistema de desgrasado 86 22 Instalación lombrifiltro 91 23 Sistema separación de aceites y grasas 94 24 Descarga de pescado-carga de grasa 97 25 Estanque de ecualización 97 26 Estanque de coagulación y floculación 98 ix ÍNDICE DE ANEXOS Anexo Página 1 Definiciones 117 2 Ficha para la evaluación de sistemas de tratamiento de RILes, en industrias de alimentos 120 3 Limites permitidos por la legislación vigente Datos entregados por las empresas para ser fiscalizados por la SISS 128 4 130 3 RESUMEN Con el objetivo de conocer los sistemas de tratamiento de residuos industriales líquidos (RILes) de la industria elaboradora de alimentos de la provincia de Valdivia, se realizó un catastro de estos sistemas. Para ello se efectuaron visitas en terreno a siete industrias. La información fue obtenida durante visitas realizadas los meses de agosto, septiembre, octubre, noviembre y diciembre del 2008. En cada visita se realizó levantamiento de información, a través de un instrumento de evaluación o ficha técnica, con preguntas referentes al proceso y al sistema de tratamiento de residuos líquidos. De las siete plantas visitadas, se obtuvieron datos sobre las tecnologías utilizadas y efluentes generados. Se estableció que cinco de las industrias utilizan tratamiento primario; de las cuales todas utilizan sistema físico – químico (coagulantes, floculantes, equipos de flotación); sin embargo, no todas usan tratamiento secundario, sólo dos implementaron un sistema biológico (lombrifiltro). El tratamiento terciario (desinfección) era utilizado por una sola planta que envía sus efluentes a cuerpos de agua. En relación a las deficiencias detectadas se puede señalar que la mayoría tiene que ver con problemas menores de diseño, lo que se podría mejorar de forma significativa con algunas medidas de manejo y cambios en el diseño de las plantas. Mediante el presente estudio se proponen acciones correctivas o ideas que se pudieran implementar para mejorar los sistemas, además, se describen tecnologías de tratamiento no convencionales utilizados en la industria nacional. 4 SUMMARY In order to know all the treatment systems of industrial liquid residues (RILes) of the food elaborating industry in the province of Valdivia, we realized a cadaster of these systems. To understand how the industry works we visited seven of them, the information was obtained during the months of August, September, October, November and December of 2008. In each visit the information was obtained using an instrument of evaluation or specification sheet with questions regarding the process and the treatment system of liquid residues. Of the seven visited plants, information was obtained on the use of technologies and effluents generated. It was found that five of the industries use primary treatment; they all use physical system - chemical (coagulants, flocculants, and flotation equipments); nevertheless, not all use the secondary treatment, only two implemented a biological system (Dynamic Aerobic Biofilter). The tertiary treatment (disinfection) is only used by one plant which sends the effluents to water bodies. In relation with the detected deficiencies, it is possible to indicate that the majority has to solve some minor design problems, which can be improved, significantly, with new managing measurements and changes in the design of the plants. This study proposes some corrective actions or ideas that can be implemented to improve the systems. It also describes non conventional treatments used by the national industry. 5 1 INTRODUCCIÓN Considerando que las fuentes de aguas naturales como los ríos, lagos, esteros, vertientes y napas de origen subterráneo (cuerpos de agua), son susceptibles de ser contaminadas por la acción del hombre y por el deficiente manejo a que, en ocasiones son sometidos los residuos que generan los procesos a nivel de la industria procesadora de alimentos, es de suma importancia el adecuado estudio de las tecnologías para minimizar estas contaminaciones. Estos efluentes contienen principalmente residuos biodegradables, la materia orgánica y la eliminación de ellos empeora los problemas ambientales, por lo que cada vez es más importante y se hace necesario tratar estos residuos, en especial los líquidos (RIL), antes de verterlos a estas fuentes. Los tratamientos deben permitir que los residuos tratados cumplan con las exigencias establecidas por la normativa ambiental vigente. De esta forma se logra proteger estos cuerpos de agua, reduciendo los riesgos de contaminación y cuidando el medio ambiente. Para el tratamiento de los Residuos Industriales Líquidos (RIL) a nivel de la industria de alimentos existen varias alternativas o tecnologías, las que en una parte importante de éstas ya se están utilizando. La carga de residuos en la planta de alimentos puede reducirse significativamente mediante la utilización de estas nuevas tecnologías de tratamientos de efluentes. Algunos de los efluentes pueden ser reducidos en caudal y en carga contaminante, mientras que otros pueden llevar un alto nivel de carga contaminante por lo cual deben ser tratados de forma especial antes de ser vertidos en zonas habilitadas para este fin. Sin embargo, muchas veces las industrias desconocen cuales son las tecnologías más adecuadas que se pueden adaptar a sus necesidades, considerando en especial el tipo de residuos que generan. De allí la importancia de conocer los distintos sistemas o tecnologías de tratamiento de residuos líquidos que están utilizando las industria de alimentos, para establecer si son los más adecuados, además de conocer el grado de cumplimiento de la normativa y las exigencias que ésta impone a este tipo de residuos, tanto desde el punto de vista de los componentes, como de su manejo. 6 De esta forma, este trabajo plantea como: Objetivo general: Describir los distintos sistemas de tratamiento de residuos líquidos que actualmente utilizan las industrias de alimentos de la provincia de Valdivia, en el marco de la normativa vigente. Objetivos específicos: Efectuar un análisis comparativo de los sistemas existentes para el tratamiento de residuos líquidos, en diversos tipos de industrias de alimentos de la provincia de Valdivia. Constatar el grado de cumplimiento de la normativa alcanzado por la utilización de distintos sistemas de tratamiento de RIL. 7 2 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 2.1 Descripción general de los sistemas de tratamiento de RIL 2.1.1 Residuos industriales. Queda definido como cualquier sustancia, objeto o materia, generada durante el proceso productivo o de consumo (residuo sólido, líquido o gaseoso), que puede representar algún valor económico para terceros, como material reciclable y/o reutilizable. Los residuos pueden clasificarse según su origen como: domiciliarios, industriales, hospitalarios, provenientes de actividades de la construcción, etc. El residuo de origen industrial es un residuo proveniente de un proceso de producción, transformación, fabricación, utilización, consumo o limpieza (CHILE, MINISTERIO DE ECOMONIA, 2001). CUADRO 1 Principales contaminantes presentes en las aguas residuales y su importancia. Contaminante Materia orgánica biodegradable Sólidos en suspensión Patógenos Nutrientes Sólidos inorgánicos disueltos Metales pesados FUENTE: METCALF y EDDY (1995). Razón de importancia Proteínas, carbohidratos y grasas animales. La materia orgánica se mide en función de la DBO5 y de la DQO. Pueden generar agotamiento de recursos naturales. Pueden dar lugar al desarrollo de depósitos de fangos y de condiciones anaerobias cuando se vierte agua residual sin tratar al entorno Pueden ser causantes de transmisión de enfermedades contagiosas. Pueden generar el crecimiento de vida acuática no deseada (ej. algas). Se añaden al efluente y es posible que deban eliminarse si se reutiliza el agua residual. Son añadidos al agua residual, y puede ser necesario eliminarlos si se pretende reutilizar estas agua. 8 En rigor, se considera residuo industrial a cualquier material que no es el producto objeto de fabricación (VEGA DE KUYPER, 1997). En el CUADRO 1 se muestran los principales contaminantes de interés en el tratamiento de las aguas residuales, y su importancia o razón por la que deben ser tratados. 2.1.2 Descripción del sistema de tratamiento de residuos líquidos industriales. El residuo líquido industrial, es el fluente residual evacuado de las instalaciones del establecimiento industrial, con destino directo a los sistemas de recolección de aguas servidas o a cuerpos receptores que pueden ser todo curso o masa de agua, natural o artificial, superficial o subterráneo. Su efecto en la descarga depende precisamente de lo anterior, pues su vaciamiento puede conducir efectos físicos como son color, toxicidad, turbidez, sedimentos y problemas de orden estético; y efectos químicos como el aumento del contenido de materia orgánica, aumento o disminución de la alcalinidad o acidez, etc. (DUMAS, 1999). CUADRO 2. Principales contaminantes y valores de DBO5 de algunas industrias del sector alimentario. Industria Contaminantes principales Procesado lácteo Carbohidratos, grasas y proteínas DBO5 intervalo (mg/L) 1000 – 2000 Procesos de manipulación de productos cárnicos Procesos de avicultura Sólidos suspendidos y proteínas 200 – 250 Sólidos suspendidos y proteínas 100 – 2400 Procesos de manipulación de tocino Refinado de azúcar Sólidos suspendidos y proteínas 900 – 1800 Sólidos suspendidos y proteínas 200 – 1700 Fábrica de cervezas Carbohidratos y proteínas 500 – 1300 Fábrica de enlatado de Sólidos suspendidos y frutas, etc. carbohidratos FUENTE: O´Sullivan (1991) citado por KIELY (1999). 500 – 1200 9 La composición y el volumen de los residuos generados por la industria de alimentos dependen tanto del tipo de materias primas, como de las técnicas de procesamiento utilizadas. En general, se producen grandes cantidades de residuos líquidos, la mayoría de los cuales son biodegradables (ZAROR, 2000). En el CUADRO 2 aparecen los principales contaminantes (residuos) generados y los rangos de DBO5, según el tipo de industria de alimentos. En éste se observa que los mayores valores de DBO5 lo pueden generar los procesos de la industria lechera, cuyos principales contaminantes son la grasa, las proteínas y los carbohidratos. 2.1.3 Etapas de manejo de los RILes. Se define como etapas de manejo a todas las actividades vinculadas a la manipulación de los residuos líquidos, desde el punto de generación hasta su disposición final. El grado de depuración que se aplica a las aguas residuales antes de salir de la industria alimentaria es muy variable (CHILE, MINISTERIO DE ECOMONÍA, 2001) y depende, entre otros, de los siguientes factores: De que las aguas residuales se viertan al alcantarillado municipal o una depuración y, en este caso, del grado máximo de contaminación que puedan ser tratados en dicha depuración. Del costo económico que implique el tratamiento en la depuración, en comparación con el costo del tratamiento en la propia industria alimentaria. De las condiciones de autorización de vertidos que se apliquen a cada industria alimentaria en el marco de las disposiciones legales sobre protección del medio ambiente. 2.1.4 Tratamientos y manejos de los RILes. Los sistemas de tratamiento de uso frecuente para residuos líquidos se presentan en el CUADRO 3, donde se incluyen algunas características operacionales y de diseño básicas. Este cuadro muestra las variaciones de tiempo y remoción de material orgánico que se pueden observar en distintos tratamientos de residuos líquidos. De los tratamientos o sistemas se observa que los más eficientes son los sistemas de flotación y los filtros biológicos que muestran una efectividad bastante alta y un tiempo de residencia bajo, lo que marcaría una diferencia favorable en las plantas ya que, a través de estos métodos se puede tratar caudales mayores de forma más eficiente. La FIGURA 1 presenta esquemáticamente la secuencia de tratamientos para un sistema convencional de depuración de residuos líquidos (ZAROR, 2000). Allí aparecen los distintos tipos de tratamiento para los afluentes industriales, desde 10 lo más fundamental, o sea, remoción de sólidos mayores, hasta llegar a procesos más específicos como son los tratamientos biológicos e inclusos sistemas de tratamiento terciarios. CUADRO 3 Datos básicos sobre sistemas de tratamientos de residuos líquidos. Sistemas de separación de sólidos Sedimentación: Tiempo de residencia: 2 - 4 hrs. Remoción de sólidos: 50-98% Remoción de DBO5: 10 - 30% Flotación: Tiempo de residencia: 5 - 30 min. Remoción de sólidos: 75-98% Remoción de DBO5: 10 - 30% Sistemas de tratamiento biológico: Lagunas facultativas: Tiempo de residencia: 10 - 25 días. Remoción de DBO5 : 60-75% Filtros biológicos: Tiempo de residencia: 0,4 - 2 días. Remoción de DBO5 : 60-85% Lagunas de aireación: Tiempo de residencia: 3 - 7 días. Remoción de DBO5 : 70-97% Lodos activados: Tiempo de residencia: 0,3 - 2 días. Remoción de DBO5 : 70-97% Digestión anaerobia: Tiempo de residencia: 0,5 - 3 días. Remoción de DBO5 : 30-90% Otros datos: Sistemas aireados: Requerimientos de energía: 1 - 3 kg O2 / kWh Requerimientos de oxígeno: 1,1-1,6 kg O2 / kg DBO5 removido Generación de lodos: 0,3 - 0,6 kg lodos / kg DBO5 removido Digestión anaeróbica: Generación de metano: 0,35 m3 CH4 / kg DBO5 removido Generación de lodos: 0,05-0,15 kg lodos / kg DBO5 removido FUENTE: ZAROR (2000). Las aguas residuales urbanas suelen tener tratamientos a través de dos procesos en serie (FIGURA 2). Inicialmente se encuentran los tratamientos primarios consistentes en el tamizado y la sedimentación del líquido afluente de aguas residuales para separar los materiales grandes no solubles (LEVIN y GEALT, 1997). Luego siguen los procesos denominados biológicos o tratamientos secundarios. Estos están diseñados para acelerar los procesos de biooxidación natural de la materia orgánica. Se basan en la acción de microorganismos que degradan las sustancias contaminantes a través de procesos oxidativos (SEOANEZ, 1998). 11 RESIDUOS LÍQUIDOS OPERACIONES PRELIMINARES REGULACIÓN DE CAUDAL AJUSTE DE pH ENFRIAMIENTO ELIMINACIÓN DE SÓLIDOS GRUESOS SEPARACIÓN DE SÓLIDOS SEDIMENTACIÓN FLOTACIÓN CENTRIFUGACIÓN FILTRACIÓN TRATAMIENTO BIOLÓGICO SISTEMAS AERÓBICOS SISTEMAS ANAERÓBICOS TRATAMIENTOS TERCIARIOS DESINFECCIÓN ELIMINACIÓN N ELIMINACIÓN P ELIMINACIÓN TÓXICOS ELIMINACIÓN OLORES EFLUENTE FINAL RESIDUOS SÓLIDOS A TRATAMIENTO Y/O DISPOSICIÓN FINAL FIGURA1. Sistema típico para el tratamiento de residuos líquidos. FUENTE: ZAROR (2000). Los procesos biológicos, aparentemente son simples, y en éstos una población mixta de microorganismos utiliza como nutrientes las sustancias que contaminan 12 el agua. Estos son los mecanismos por los cuales las corrientes de aguas naturales, como los lagos y los ríos, se auto-purifican (WINKLER, 2000). Tradicionalmente, el principal objetivo en el tratamiento biológico, en el caso de las aguas residuales domésticas, ha sido la reducción de la demanda biológica de oxígeno (DBO), de forma que el líquido tratado se pueda emitir al ambiente con un impacto mínimo sobre la ecología local (LEVIN y GEALT, 1997). Con estos dos procesos se logra reducir la concentración de compuestos orgánicos como inorgánicos presentes y así eliminar nutrientes, como nitrógeno y fósforo (METCALF y EDDY, 1995). Después de estos tratamientos se puede realizar un tratamiento terciario, el cual según ZAROR (2000), incluye sistemas para eliminar otros contaminantes, tales como metales, nitrógeno, fósforo, compuestos coloreados, y compuestos no biodegradables. KIELY (1999), señala que este tratamiento tiene como finalidad dos funciones específicas: la afinación del efluente, mejorando los niveles de DBO5 y sólidos solubles (SS) y la eliminación de compuestos tóxicos. Decantador Primario Efluente Primario Afluente Fangos Primarios Tratamiento Biológico Aeróbico Efluente Secundario Fangos Secundarios FIGURA 2. Esquema de un tratamiento típico primario y secundario combinado. FUENTE: LEVIN y GEALT (1997). 2.1.4.1 Coagulación y floculación. La coagulación y floculación son dos procesos dentro de la etapa de clarificación del agua. Ambos procesos se pueden resumir como una etapa en la cual las partículas se aglutinan en pequeñas masas llamadas floco tal que su peso específico supere a la del agua y puedan precipitar. 13 La coagulación se refiere al proceso de desestabilización de las partículas suspendidas de modo que se reduzcan las fuerzas de separación entre ellas. La floculación tiene relación con los fenómenos de transporte dentro del líquido para que las partículas hagan contacto. Esto implica la formación de puentes químicos entre partículas de modo que se forme una malla de coágulos, la cual sería tridimensional y porosa. Así se formaría, mediante el crecimiento de partículas coaguladas, un floco suficientemente grande y pesado como para sedimentar (FIGURA 3). El término coágulo se refiere a las reacciones que suceden al agregar un reactivo químico (coagulante) en agua, originando productos insolubles. La coagulación comienza al agregar el coagulante al agua y dura fracciones de segundo1. 2.1.4.1.1 Modelo teórico de la coagulación y de la floculación. Existen dos modelos de la coagulación. El modelo físico o de la doble capa, basado en fuerzas electrostáticas de atracción y repulsión, y el modelo químico, llamado ―puente químico‖, que relaciona una dependencia entre el coagulante y la superficie de los coloides1. COAGULANTE FLOCULANTE AIRE Coagulación Floculación FIGURA 3. Esquema de coagulación y floculación. FUENTE: Elaboración propia a partir de: http://www.elaguapotable.com/tratamiento_de_lodos.htm 1 Flotación FUENTE: cabierta.uchile.cl/revista/15/articulos/pdf/edu4.pdf (coagulacion y floculacion). ( 30 noviembre del 2008) 14 Para la floculación existen también dos modelos. El primero es llamado ortocinético, el cual es promovido por agitación externa principalmente. Influyen partículas de tamaño superior al micrón y tiene relación con los gradientes de velocidad del líquido1. El segundo modelo se llama pericinético y se diferencia del primero en que su fuente de agitación es interna. Principalmente importarán el movimiento browniano y la sedimentación. Su efecto es principalmente sobre partículas de tamaño inferior a 1 micrón1. 2.1.4.1.2 Modelo químico de la coagulación. La carga de las partículas coloidales se produce por la ionización de grupos hidroxilo, carboxilos, fosfatos o sulfatos, los cuales pueden estar presentes en la superficie de los coloides. Estos grupos reaccionan con los iones metálicos de los coagulantes lo que genera la posterior precipitación. En general los coloides hidrofílicos requieren mayor cantidad de coagulante que los hidrofóbicos, que no reaccionan químicamente con el coagulante. Entre los coagulantes, el más usado es el sulfato de aluminio (METCALF y EDDY, 1995). Para producir la coagulación el agua requiere de cierta alcalinidad natural. Existe un pH óptimo de coagulación según el tipo de agua, el que se tendrá en el punto isoeléctrico, donde el potencial zeta es mínimo. En dicho punto también se cumple que el gasto de coagulante es mínimo (ZAROR, 2000). En cuanto a la velocidad de formación de las sustancias, el hidróxido de aluminio se forma lentamente. Su importancia en el proceso es que genera un barrido al sedimentar. Las moléculas poliméricas se forman rápidamente y su efecto más importante es la formación de puentes químicos haciendo adsorción de coloides, lo cual se explica bajo un enfoque químico. Una agitación lenta favorece este proceso. La impureza liofoba es más fácil de precipitar que una liofílica cabe señalar que según la afinidad de los coloides por la fase dispersante se denominan: liofilos si tienen afinidad y liofobos si no la tienen. Cuando el medio dispersante es el agua se llaman hidrófilos o hidrófobos, respectivamente. En cuanto al número de impurezas se obtiene una mejor coagulación con un número mayor de éstas (KIELY, 1999). Respecto al tipo de coagulante, se pueden encontrar, además de las sales de aluminio, las de hierro y los polielectrolitos. En general los coagulantes con mayor valencia actúan mejor debido a su mayor capacidad de intercambio de 1 FUENTE: cabierta.uchile.cl/revista/15/articulos/pdf/edu4.pdf (coagulacion y floculacion). (30 noviembre del 2008). 15 carga. El Al+3 es muy efectivo. Otros coagulantes comerciales son el sulfato de aluminio, aluminato de sodio, sales de fierro, cloruro férrico y el sulfato ferroso1. Según el tipo de RIL que se tenga, se verá que mecanismo de coagulación influye más. En RILes poco turbios, la coagulación es principalmente por hidróxidos metálicos, siendo efecto el del barrido. En RILes muy turbias, en cambio, se tiene gran participación también de los otros mecanismos y las relaciones de las dosis de coagulante y coloides, son prácticamente estequiométricas (ZAROR, 2000). Respecto de la dosificación de los coagulantes ésta puede ser en seco o en solución. Si se desea dispersar los coagulantes es conveniente una mezcla rápida. Si lo que se desea es la aglutinación de partículas es adecuada una mezcla lenta1. 2.1.4.1.3 Floculación. La floculación es el proceso mediante el cual las moléculas ya desestabilizadas entran en contacto, agrandando los floco de modo de facilitar la precipitación. La floculación puede presentarse mediante dos mecanismos: floculación ortocinética y pericinética, según sea el tamaño de las partículas desestabilizadas (en general todas las partículas se ven afectadas por ambos mecanismos). Las partículas pequeñas (< 1um) están sometidas a floculación pericinética, motivada por el movimiento browniano, mientras que las que presentan un tamaño mayor, están afectadas principalmente por el gradiente de velocidad del líquido, predominando en ella la floculación ortocinética1. 2.1.4.2 Tipos de tratamientos primarios. El tratamiento primario es la fase del tratamiento que generalmente comprende la eliminación de la masa de sólidos sedimentables (FIGURA 2). En el caso de aguas servidas, esta fase se realiza inmediatamente después del tratamiento preliminar según indica la Norma Chilena (CHILE. INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACIÓN, INN. 1996). Corresponden a los primeros métodos para el tratamiento de los Riles. En esta primera etapa el objetivo principal es separar determinadas sustancias, presentes en un vertido, en base a sus propiedades físicas (SEOANEZ, 1998). Según ZAROR (2000), la primera etapa de un sistema de tratamiento de residuos líquidos incluye normalmente, la separación de sólidos y material no disuelto (grasas, coloides), neutralización de pH, regulación de caudal y estabilización térmica. 1 FUENTE: cabierta.uchile.cl/revista/15/articulos/pdf/edu4.pdf (coagulacion y floculacion). ( 30 noviembre del 2008) 16 En este paso se eliminarán cuerpos sólidos o materia grasa para evitar su interferencia en los procesos que se utilizan en las etapas posteriores (VEGA DE KUYPER, 1997). Como se muestra en la FIGURA 1, a estas operaciones se le conoce también como ―operaciones preliminares‖ las cuales cuentan con los siguientes procesos físicos que se aplican según la naturaleza del agua residual. Cribado. Se aplica cuando el agua residual arrastra materiales excesivamente gruesos (VEGA DE KUYPER, 1997). Para esto según KIELY (1999), se utilizan rejillas de desbaste las cuales separan sólidos flotantes de gran tamaño (trapos, botellas, etc.). Estas tienen un diámetro que fluctúa entre 6 y 1,5 mm. La distancia o las aberturas de las rejillas dependen del objeto de las mismas, y su limpieza se hace manualmente o mecánicamente; las materias sólidas recogidas se suelen clasificar en finos y gruesos. Las rejillas de finos tienen aberturas de 5 mm o menos. Generalmente están fabricadas de mallas metálicas de acero, o en base a placas o chapas de acero perforado y se usan muchas veces en lugar de los tanques de sedimentación, pudiendo llegar a eliminar entre 5% y un 25% de los sólidos en suspensión. Las rejillas o cribas de gruesos tienen aberturas que pueden oscilar entre 4 y 9 cm, se usan como elementos de protección para evitar que sólidos de grandes dimensiones dañen las bombas y otros equipos mecánicos (RAMALHO, 1996) Tamizado. Separa los residuos sólidos cuyo volumen es superior a 1 mm de espesor. Se emplean tamices estáticos o rotatorios que sean autolimpiables (VEGA DE KUYPER, 1997) Desarenado. Se realiza en un canal de desarenado, y según KIELY (1999), estas arenas están formadas por arenas inorgánicas o partículas de gravilla de tamaño alrededor de 1mm y van a parar al alcantarillado. Estas arenas no suelen existir en aguas residuales de procesos industriales pero son parte del sistema municipal, donde se combinan las aguas lluvias con las residuales. VEGA DE KUYPER (1997), señala que la eliminación de estas arenas y partículas minerales más o menos finas se realiza con el fin de evitar que se produzcan sedimentos en los canales del pretratamiento, los cuales deterioran los equipos. Desengrasado. Separación de los aceites, grasas y sustancias menos densas que el agua. Se realiza por flotación de dichas materias por medio de aire disuelto (DAF). Consiste en la inyección de aire a presión lo cual 17 produce microburbujas sobre las cuales se adhieren el material graso, formándose partículas grasa-microburbujas menos densas, las cuales asciende a la superficie (VEGA DE KUYPER, 1997). Estos tratamientos, según WALKER (2001), se deben instalar lo más al inicio del proceso posible. La justificación de esto es que los sólidos llevados en las aguas residuales tienden a desintegrarse y fracturase la mayoría de las veces, lo cual destruye y altera el funcionamiento de los sistemas de bombeo. Además de considerar otros factores tales como tuercas, pernos, material dañado; reducir la carga de sólidos en los equipos, lo que mejora el rendimiento de éstos; dado que menos productos químicos, menor utilización de energía en el proceso y menor tiempo de mantenimiento. Lo cual es un resultado secundario por la realización de las operaciones preliminares previamente explicadas. Según KIELY (1999), este es el proceso o procesos que otorgan las condiciones al agua residual para que pueda someterse a posteriores tratamientos secundarios biológicos convencionales. Posteriormente ocurren los tratamientos primarios como tales, en donde los RILes se hacen pasar a un tanque, comúnmente circular, en el cual sedimenta la materia orgánica en suspensión, por 2 h aproximadamente y donde el líquido clarificado y la materia orgánica, sedimenta en forma de lodos. Estos lodos son extraídos desde el fondo, mediante palas o raquetas automáticas para luego ser procesados como lodos primarios, los que una vez tratados, pueden ser reutilizados en labores agrícolas, como sucede en Europa o bien deben ser vertidos en lugares debidamente autorizados (LESCHBER, 2002). KIELY (1999), señala que los procesos primarios traen los siguientes beneficios para la línea de tratamiento de riles: Reducción de los sólidos en suspensión Reducción de la DBO5 Reducción de la cantidad de fango activado en exceso en la planta de fangos activos Separación del material flotante Homogeneización parcial de los caudales y carga orgánica En el tratamiento primario se lleva a cabo una sedimentación en reposo con recogida de la materia flotante y grasa así como la eliminación del lecho de fango sedimentado. La sedimentación se lleva a cabo en decantadores con una geometría variada incluyéndose: circulares (los mas frecuentes), rectangulares, cuadrados (KIELY, 1999). Un tanque ideal de sedimentación, según ZAROR (2000), debe tener 4 características; la zona de entrada debe facilitar la reducción y uniformización 18 de la velocidad del efluente, un canal de salida, para captar el líquido clarificado, con trampas para el material flotante (ej.: aceites), una zona de sedimentación que representa la capacidad del tanque. En esta zona tiene lugar la sedimentación, y no debe presentar cortocircuitos o áreas estancadas y una zona de almacenamiento y eliminación de los sedimentos. Existen 3 tipos de diseños: • Tanques de flujo horizontal. Normalmente son rectangulares (L:A=4:1). Tienen la alimentación por uno de los extremos y la salida por el extremo opuesto. • Tanques de flujo radial. De forma circular, con alimentación en el centro, fluyendo hacia el exterior radialmente. La velocidad es más alta al centro, y disminuye hacia la periferia. • Tanques de flujo ascendente. Ya sea de forma circular o cuadrada, con un suelo de pendiente fuerte. La alimentación se hace desde el centro del tanque, bajo la superficie, hacia abajo. Debido a la configuración del fondo, el flujo cambia de dirección bruscamente hacia arriba, y los sólidos sedimentan cerca de la periferia. Son muy eficientes. Se deben retirar los sólidos suspendidos (0,05-10 mm en diámetro), cuando estos están presentes en gran cantidad. No es esencial removerlos antes del tratamiento biológico, pero su separación física (primaria), puede conducir a la eliminación de un 30-40% de DBO (dependiendo de la biodegradabilidad de los sólidos) (RAMALHO, 1996). KIELY (1999), señala que estos procesos puede ser mejorados a través de la adición de coagulantes (sales de hierro, cal, aluminio) previa a la decantación provocando la floculación de la materia fina en suspensión en flóculos más propensos a la decantación, los cual aumenta el redimiendo de separación de SS y DBO (CUADRO 4). Según VEGA DE KUYPER (1997), una forma de separar los sólidos no sedimentados que forman coloides es su coagulación seguida de la floculación (FIGURA 4). Los coloides son partículas finamente divididas que están dispersas en el agua, la coagulación consiste en introducir en el agua coagulantes capaces de neutralizar la carga eléctrica del coloide para que forme un aglomerado de partículas, cuya mayor densidad permita su precipitación. Por ejemplo, la precipitación química busca alterar el estado físico de los sólidos y material en suspensión para facilitar su eliminación por sedimentación. En algunos casos, la alteración es pequeña y la eliminación se consigue al quedar atrapados dentro del precipitado formado por el propio coagulante (METCALF y EDDY, 1995). El método se basa en el hecho de que las partículas aún suspendidas en los Riles, que ya han pasado por un pre-tratamiento y sedimentación, poseen cargas eléctricas, generalmente negativas, lo que las hace repelerse entre sí, 19 pero al agregar un agente neutralizante de estas cargas, las partículas se unen entre sí formando flóculos que pueden ser flotados y filtrados para su eliminación. Un ejemplo de ello, lo constituye la adición de coagulantes químicos, como el sulfato de aluminio o el sulfato férrico a los Riles, mezclándolos rápidamente y por un breve período de tiempo (20 – 60 segundos). Luego, los flóculos se comienzan a unir entre sí lentamente en la superficie de las aguas (20 – 60 minutos). Si los Riles poseen mucha materia orgánica contaminante, es necesaria la ayuda de otros compuestos como los polielectrolitos y compuestos como el carbón activado, el cual se utiliza para eliminar productos orgánicos que generan olores y colores desagradables (KIELY, 1999). CUADRO 4 Comparación de los rendimientos de la separación de contaminación en la decantación primaria con y sin coagulante. Rendimiento de la eliminación en la decantación primaria Con coagulación (%) Sin coagulación (%) STS 60 - 90 40 – 70 DBO5 40 – 70 25 – 40 DQO 30 – 60 20 – 30 Bacterias 80 - 90 50 – 60 FUENTE: KIELY (1999), adaptado de Harleman, (1991). Parámetros Tal como se señalara anteriormente, otro proceso físico para tratar RILes es el sistema de flotación con aire disuelto (DAF), siendo uno de los método más utilizado en las empresas por su alta eficiencia y bajo tiempo de residencia (CUADRO 2); previo a esto hay un pretratamiento para la eliminación de sólidos mayores como se muestra en la FIGURA 5, el que debe realizarse antes de que el RIL entre a un tratamiento primario, y busca mejorar el rendimiento de los futuros tratamiento primarios que se realicen. Según KIELY (1999), la flotación es el proceso unitario de separación basado en la capacidad para flotar de las partículas sólidas en una fase líquida, siendo éstas típicamente grasas y aceites. Es un método de tratamiento en el que predominan los fenómenos físicos, que se emplea para la separación de partículas de una fase líquida. La separación se consigue introduciendo finas burbujas de gas, normalmente aire, en la fase líquida. Las burbujas se adhieren a las partículas, y la fuerza ascensorial que experimenta el conjunto partículaburbuja de aire hace que suban hasta la superficie del líquido. De esta forma, es posible hacer ascender a la superficie partículas cuya densidad es mayor que la del líquido, además de favorecer la ascensión de las partículas cuya densidad es inferior, como el caso del aceite en el agua. Una vez las partículas 20 se hallan en superficie, pueden recogerse mediante un rascado superficial. También se utiliza para concentrar los lodos (ZAROR, 2000). Al agregar aire bajo presión, se forman millones de microburbujas (diámetro 0,02 - 0,1 mm) que se introducen dentro de los flóculos, o se nuclean alrededor de los sólidos suspendidos, o quedan atrapadas en los flóculos durante su formación (especialmente cuando se agregan agentes coagulantes (que por lo regular son polímeros sintéticos) o floculantes (ya sea sales de hierro o de aluminio)). La densidad aparente del conglomerado disminuye, y flota en la superficie (ZAROR, 2000), con lo que levanta la más leve partículas a la superficie del equipo, las que quedan en la parte superior del equipo como una capa de lodo, la cual es eliminada (WALKER, 2001). Regulador de pH Coagulante Floculante Aguas residuales Recirculación Estanque de homogeneización Aire Estanque de tratamiento Agua al alcantarillado o a reprocesamiento Filtro prensa FIGURA 4 Esquema de una instalación de coagulación-floculación. FUENTE: VEGA DE KUYPER (1997). El caudal del afluente se almacena en un depósito a presión donde se mezcla con aire durante unos minutos hasta que se logra la saturación. A medida que la presión vuelve a ser atmosférica, el aire disuelto se desprende de la solución, formando burbujas finas, que se van hasta la superficie empujando consigo la materia grasa, donde se separa. La velocidad ascensional de diseño se encuentra en un rango de 4 a 6 m/h y la relación aire a sólidos se encuentra entre el 1 y 5 por 100 en peso (KIELY, 1999). 21 Las burbujas se añaden, o se induce su formación, mediante uno de los siguientes métodos:2 Aireación a presión atmosférica (flotación por aireación). Saturación con aire a la presión atmosférica, seguido de la aplicación del vacío al líquido (flotación por vacío). Inyección de aire en el líquido sometido a presión y posterior liberación de la presión a que está sometido el líquido (flotación por aire disuelto D.A.F. (FIGURA 4)). Aguas residuales industriales Tratamiento primario Equilibrado de pH, material orgánico, multinutrientes, caudal Rejas o cribas Flotación de aceite y grasas FIGURA 5 Pretratamiento físico de aguas residuales industriales. FUENTE: KIELY (1999). Las principales variables de diseño son: presión, razón de reciclo, tiempo de retención, concentración de sólidos en la alimentación (ZAROR, 2000). La flotación es muy usada en la separación y recuperación de fibra celulósica, grasas, carbohidratos y proteínas. Presenta menos riesgo de malos olores, ya que la aireación evita la descomposición anaeróbica del material biodegradable (ZAROR, 2000). También se están realizando estudios para hacer más eficiente el proceso DAF, mejorando su efectividad y reduciendo costos de operación como es el caso del 2 http://potablewater.iespana.es/tratamiento_de_lodos.htm 22 estudio realizado por HAMDANI et al. (2005), los que trataron de demostrar lo siguiente: Que las aguas residuales (de la industria láctea) al ser tratadas por tecnologías de coagulación y decantación, ya sea sistemas DAF, CAF, etc. Al agregar una débil dosis de hidróxido de calcio al sistema (alrededor de 0,49-0,63 g), proporciona una alta eficiencia en la eliminación de materia en suspensión (94%) y fósforo total (89%), acompañado de una eliminación media de la demanda química de oxígeno, nitrógeno total Kjeldahl, coliformes fecales y estreptococos fecales. Los dos primeros parámetros (materia en suspensión y fósforo total) se encuentran dentro de los límites. La dosis necesaria para obtener la óptima remoción con otros compuestos químicos es de 0,8 -1,2 g cuando se usa sulfato de aluminio y con 0,6 - 0,75 g de cloruro de hierro y el porcentaje de eliminación de contaminantes químicos y bacteriológicos no es sustancial. En comparación con los coagulantes en base a hierro y aluminio, el hidróxido de calcio demostró tener mejores resultados en: una mayor reducción de la carga contaminante, la aplicación de dosis menores de coagulante (hidróxido de calcio) y baja producción de lodos. FIGURA 6 Sistema de DAF continuo, convencional con reciclo de agua tratada al saturador. FUENTE: www.monografias.com. 23 En términos de costo, el precio del tratamiento de 1m3 de efluentes lácteos mediante el uso de hidróxido de calcio es menor (aproximadamente 25 veces menos costoso) que al utilizar los otros dos coagulantes anteriormente mencionados en el estudio. Aunque es importante destacar que este es solo un paso preliminar y para una óptima reducción de las cargas de contaminates se debe proceder a realizar un tratamiento biológico a continuación de los procesos de coagulación. Al mismo tiempo se está investigando en nuevos sistemas a través de estudios a nivel piloto para hacer más eficientes los sistemas primarios. Uno de estos estudios es el de proceso de cristalización en un reactor de lecho fluidizado para eliminar el fluoruro de las aguas residuales industriales realizado por ALDACO et al. (2007), el que se ha estudiado como una alternativa adecuada a la precipitación química, que genera grandes cantidades de lodo rico en agua que debe eliminarse con el aumento de los costos. Para este estudio ALDACO et al. (2007) utilizaron dos reactores de lecho fluidizado, los cuales fueron utilizado para la investigación de la influencia de las variables en el proceso de cristalización y el crecimiento de cristales, respectivamente. Los reactores consisten en tanques cilíndricos de metacrilato de metil (500 mm de altura y un diámetro interior de 36 mm, 350 mm de altura y un interior diámetro de 20 mm respectivamente); el reactor es llenado parcialmente de calcita granular, y el fluoruro de calcio en el agua más el reactivo se bombea hacia arriba a través del reactor. El fluoruro de calcio reactivo y las soluciones se inyectan en el reactor de lecho fluidizado utilizando diferentes bombas peristálticas. La instalación experimental se completa con varias válvulas de regulación y caudalímetros. Las principales ventajas de esta tecnología son la disminución de la formación de lodos, la simplificación de los procedimientos de recuperación de materiales y la reducción de sólidos desechos. Lo fundamental de esta etapa, según ZAROR (2000), es reducir la carga orgánica para el tratamiento biológico, y así reducir la cantidad de lodos biológicos generados. Por lo cual la sedimentación es el proceso de tratamiento de aguas más usado para esta parte del procesos de tratamiento de RILes. 2.1.4.3 Tipos de tratamientos secundarios. El tratamiento secundario corresponde al tratamiento de aguas residuales mediante procesos biológicos, tiene como propósito reducir los contenidos de materia orgánica y de sólidos suspendidos no removidos en el tratamiento primario (NCH 410.Of 96)( CHILE. INN, 1996). 24 Su objetivo es eliminar de las aguas residuales la materia orgánica biodegradable que no ha sido retirada durante el tratamiento primario. El tratamiento secundario sólo se realiza en industrias alimentarias de mayor tamaño. El resto de los casos, los efluentes parcialmente depurados se vierten al alcantarillado y se terminan de purificar en las depuradoras municipales. (POTTER y HOTCHKISS, 1999) El material orgánico solubilizado o en estado coloidal, puede ser utilizado como fuente de carbono por parte de microorganismos existentes en el medio, transformándolos en subproductos volátiles y en componentes celulares. A su vez, las células microscópicas pueden ser separadas del efluente, utilizando técnicas de separación sólido/líquido (ZAROR, 2000). Según METCALF y EDDY (1995), sus principales aplicaciones son disminuir la DBO5, DQO, nitrificar (proceso mediante el cual el amoníaco se transforma, primero en nitrito y posteriormente en nitrato), desnitrificar (proceso en el cual el nitrato se convierte en nitrógeno y otros gases), eliminar el fósforo y estabilizar los lodos. Los procesos son variados, pudiendo ser aeróbicos, anaeróbicos y combinados. Según señala KIELY (1999), el objetivo principal de este proceso es la reducción del valor de DBO5 que no se beneficia de la decantación primaria tanto como los SS. En otras palabras el proceso secundario debe ser capaz de biodegradar la materia orgánica en productos no-contaminantes como por ejemplos H2O, CO2 y biomasa (o fangos). CUADRO 5 Productos típicos de la descomposición aeróbica y anaeróbica. Procesos aerobios Dióxido de carbono Nitrito Nitratos Sulfatos Procesos anaeróbicos Metano Dióxido de carbono Amoniaco Hidrógeno Nitrógeno Acido sulfhídrico FUENTE: DUMAS (1999). El proceso consiste en controlar el medio ambiente de los microorganismos para conseguir condiciones de crecimiento óptimas y así los contaminantes orgánicos son degradados por estos microorganismos que los transforman en subproductos volátiles (CO2-CH4), de fácil eliminación y que pueden ser incorporados al proceso de síntesis de material celular y al concentrarlos en la 25 biomasa pueden ser eliminados por procesos de separación sólido-líquido. (METCALF y EDDY, 1995). 2.1.4.3.1 Sistemas aeróbicos. Uno de los procesos aeróbicos denominados ―cultivo en suspensión‖, es el de lodos activados, proceso desarrollado hacia 1914 por Ardern y Lockett, en donde cualquier agua residual, urbana o industrial, sometida a aireación durante un período de tiempo, reduce su contenido de materia orgánica, formándose a la vez un lodo floculento, el cual contiene una masa de microorganismos vivos o ―activados‖, que son capaces de degradar la materia orgánica contaminante por vía aeróbica. Estos microorganismos corresponden a bacterias, hongos, algas y protozoos. De ellos, los más importantes son las bacterias, las cuales se encuentran en todos los tipos de proceso de tratamiento biológico. El proceso se desarrolla en un reactor, donde se mantienen suspendidos gracias a la aireación forzada, los microorganismos y las aguas residuales. Aquí las bacterias utilizan la materia orgánica en suspensión para obtener energía y generar nuevas células bacterianas, gases como el dióxido de carbono y amoníaco, además de la formación de agua. En este proceso, hay sedimentación de los lodos, pudiendo haber recirculación completa o de una parte de ellos y extracción o purga, para su estabilización y posterior eliminación (RAMALHO, 1996). En otro tipo de sistema aeróbico, denominado Sistema de Reactores Discontinuos Secuenciales o SBR, del inglés Sequencing Batch Reactors, igual se utilizan los lodos activados, pero la diferencia está en que se sigue una secuencia de ciclos de llenado y vaciado de los tanques, en cinco etapas. En la primera se adiciona substrato (RILes) a los tanques, luego viene la acción de los microorganismos sobre la materia orgánica, en la tercera etapa, ya finalizada esta degradación, se produce la sedimentación, con la separación del líquido clarificado en reposo, posteriormente se produce el vaciado del efluente clarificado desde el reactor y la última etapa corresponde a la fase inactiva, donde se evacua la totalidad del efluente restante además de todos los lodos y se comienza a llenar nuevamente con substrato el reactor (METCALF y EDDY, 1995). Dentro de los procesos aeróbicos de ―cultivo en medio fijo‖, están los filtros biológicos o percoladores y los bio-discos. El lecho filtrante, que utiliza reactores con un lecho de material permeable al cual se adhieren los microorganismos y donde percola el RIL; consiste en piedras o escorias o material plástico de relleno. La profundidad del lecho varía entre 0,9 – 2,5 m (METCALF y EDDY, 1995). Otro proceso aeróbico de ―cultivo en medio fijo‖, es el de los bio-discos, que son una serie de discos circulares de poliestireno o cloruro de polivinilo, situados en un eje, a corta distancia unos de otros. Estos discos se sumergen en el agua 26 residual y giran lentamente en ella, poniendo en contacto a los microorganismos adheridos a la superficie de los discos con la atmósfera, desde la cual adsorben oxígeno, el cual se transfiere a la biomasa, que se mantiene en condiciones aeróbicas. Además, con el girar de los bio-discos se elimina el exceso de sólidos en ellos y, los sólidos suspendidos son arrastrados desde el reactor a un clarificador posterior (METCALF y EDDY, 1995). Uno de los métodos utilizados en esta fase o tratamiento secundario, está basado en el sistema denominado Biofiltro Dinámico Aeróbico, o Lombrifiltro o Sistema ―Tohá‖ desarrollado en la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile. Según SOTO y TOHA (1998), este sistema se desarrolla según las etapas descritas en la FIGURA 7. El sistema se basa en un biofiltro a través del cual las aguas residuales son drenadas a través de un lecho formado por capas de diferentes materiales, las que desde abajo hacia arriba corresponden a: piedras (bolones de tamaño medio), piedras pequeñas, aserrín y, en la parte superior, 20 a 30 cm de humus (aserrín - viruta) con un alto número de micro-organismos y 5000 a 10.000 gusanos de tierra/m2 (Eisenia foetida sp.). El agua después de haber pasado este biofiltro, es clara y su materia orgánica original ha sido reducida de forma drástica en menos de un 90% de su carga inicial (FIGURA 5) (SOTO y TOHÁ, 1998). La FIGURA 7 muestra todos los pasos que debe seguir el RIL antes de entrar de forma adecuada al biofiltro, para que éste actúe de forma ideal, asimismo se observa un paso de desinfección final para bajar la carga microbiológica del efluente. Luego el efluente pasa a un tratamiento de desinfección en una cámara de irradiación ultravioleta (UV). Allí, en una capa de 1 cm o menos, el agua es expuesta a radiación UV con una lámpara de un poder de irradiación de 30 W/m2s. En estas condiciones, se logra la total eliminación de bacterias patógenas (E. coli) lo cual se alcanza en menos de 1 minuto de irradiación. El sistema permite tratar a 1000 L/m2 día, es decir que el sistema puede reducir entre 200 a 300 g de materia orgánica (DBO) metabolizadas por cada metro cuadrado/día. Esta acción es probablemente limitada por el oxígeno disponible para el consumo de microorganismos. Por esta razón, las aguas residuales industriales con un alto contenido de DBO, necesitan más superficie en el biofiltro (SOTO y TOHÁ, 1998). La FIGURA 8 muestra la eficiencia del biofiltro, donde principalmente la carga orgánica es digerida, es así como el BOD (DBO5) se elimina en un 99%, los sólidos suspendidos totales (SST) en un 95%, los sólidos suspendidos volátiles 27 (SSV) en 96%, el nitrógeno (N) en 89% y el fósforo (P) en un 70% (todos los valores óptimos). AFLUENTE CÁMARA DE REJAS SÓLIDOS ESTANQUE DE ECUALIZACIÓN BIOFILTRO AEROBICO HUMUS DESINFECCIÓN POR HIPOCLORITO EFLUENTE FIGURA 7. Esquema general tratamiento por lombricultura. FUENTE: Elaboración propia en base a SOTO y TOHÁ (1998). Este tratamiento secundario funciona por la acción de lombrices rojas californianas (Eisenia foetida, FOTO 1), las cuales forman un ecosistema propio con el aserrín/viruta (no muy granulado, o sea, ―entre picado y triturado‖), y mantenerse a una temperatura que puede fluctuar entre 5 - 35º C. Sin embargo, la temperatura óptima de desarrollo de las lombrices fluctúa entre 18 - 25º C. La lombriz roja californiana es una variedad obtenida mediante cruces genéticos con diversas lombrices. Es hermafrodita, se aparea cada siete días, pone una cápsula (ooteca) cada siete días, de la que nacen de una a veinte lombrices. El promedio anual es de tres mil lombrices considerando las generaciones que se consiguen en el período. La incubación es de entre 14 a 21 d, maduran sexualmente a los 90 d. Tienen un peso de 0,5 a 1,0 gr, una vida útil de 4 a 16 años (FERRUZZI, 1994). 28 Inflow: flujo de entrada Outflow: flujo de salida FIGURA 8. Eficiencia de la paliación del biofiltro. FUENTE: SOTO y TOHÁ (1998). Las lombrices al tragar grandes cantidades de tierra, aprovechan para alimentarse de cualquier residuo orgánico (RIL, en este caso). Del alimento ingerido por la lombriz, cerca del 60% es convertido en humus o excremento de lombriz, y el 40% restante, es asimilado y utilizado como fuente de energía para sus propias funciones vitales (FERRUZZI, 1994). IMAGEN 1 Eisenia foetida (a la izquierda) y Cápsula de la Lombriz (a la derecha). FUENTE: Lombricultura Pachamama (2005). En la FIGURA 9 se muestra el sistema de biofiltro aeróbico dinámico, el cual consiste en un filtro percolador, compuesto por capas filtrantes, lombrices y microorganismos asociados, sistema de ventilación y doble fondo. El sistema funciona de la siguiente manera: el afluente (RIL) es asperjado en la superficie del filtro, luego el agua percola a través de las diferentes capas de éste; de ello el 95% de la materia orgánica del efluente queda retenida en la superficie y aserrín, para luego ser consumida por las lombrices, oxidándola y 29 transformándola en anhídrido carbónico y agua, pasando una parte menor de ella a constituir masa corporal de las lombrices y otra mayor de deyecciones de las mismas; éstas últimas constituyen el llamado humus de lombriz (A.V.F. Ingeniería Ambiental Ltda., 2005 3). El proceso de descomposición que ocurre en las capas contempla dos fases o etapas indicadas en el CUADRO 6. El desecho genera bacterias las cuales le quitan turbidez al agua, lo que evita los procesos anaeróbicos que producen olores, además de bajar su carga de contaminante (BASAURE, 1993). FIGURA 9 Corte esquemático del biofiltro aeróbico dinámico. FUENTE: A.V.F. Ingeniería Ambiental Ltda. (2005). 2.1.4.3.2 Sistemas anaeróbicos. En los métodos anaeróbicos son para aguas con un DBO superior a 5 kg/m3, como para los lodos que provienen de la purga del tratamiento aeróbico, el proceso anaeróbico ofrece claras ventajas económicas. En este proceso la descomposición de la materia orgánica por 3 A.V.F Ingeniería Ambiental Ltda., con el respaldo de Fundación para la Transferencia Tecnológica y la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile. 30 bacterias se realiza en ausencia de aire, ya que el oxígeno necesario para su descomposición lo obtienen del propio material orgánico (VEGA DE KUYPER, 1997). CUADRO 6. Proceso de descomposición de la materia orgánica en los niveles del biofiltro. Fase Descripción Anaeróbica Se realiza en ausencia de oxígeno. A los dos o tres días se inicia una fermentación intensa con participación de hongos y bacterias; se libera energía que origina altas temperaturas, superiores a 70º C, encontrándose activos microorganismos preferentemente termofílicos, los que se caracterizan por acidificar la mezcla. Se detiene este proceso si no existe la humedad adecuada. Una mala circulación del aire por exceso de agua o compactación del material, puede producir una putrefacción de la masa, lo que se evidencia por un olor agrio y la presencia de moscas. Al final de la etapa el pH de la materia orgánica oscila entre 3,5 y 4,0. De no controlarse adecuadamente la temperatura, el material a reciclar se degrada y pierde su calidad nutritiva. Aeróbica En esta fase el oxígeno es un elemento de la mayor importancia en la transformación química y física de la materia orgánica. A medida que avanza la fase disminuyen las temperaturas, predomina el trabajo de microorganismos mesofílicos los que se caracterizan por modificar el pH de las sustancias hasta la neutralidad, y fijar el nitrógeno lo que permite enriquecer la dieta alimenticia de la lombriz. FUENTE: BASAURE (1993). Según LEVIN y GEALT (1997), los tres procesos microbiológicos no aeróbicos utilizados con más frecuencia son el anaerobio, es decir, metanogénesis; anóxico, es decir, reducción de nitritos y reducción de sulfato. Otro sistema de tratamientos secundarios es el estudiado por JIAN-JUN et al. (2006), el que utiliza un biorreactor de membrana (MBR), sistema de alta calidad para el tratamiento de efluente de aguas residuales municipales, lo que ya se demostró en un estudio piloto con éxito, donde se observaron las 31 ventajas que tienen los MBR en los proceso de la recuperación de las aguas residuales domésticas. Este estudio se realizó en la ciudad de Singapur. Sin embargo, la mayoría de las mezclas de las aguas residuales son de fuentes industriales (60% de residuos industriales y el 40% los residuos domésticos) lo que plantea un problema para la aplicación del MBR. El objetivo del estudio fue determinar la viabilidad de utilizar el sistema de MBR, con una mezcla de las aguas residuales. Para ello se realizó un proceso de reacción anóxica, para lo cual se usó una filtración de membrana sumergida con módulos de fibra hueca (PVDF: Polivinilidenofluoruro). El proceso de MBR se evaluó por más de 3 meses. El piloto indicó que pueden ser necesario unas 15 horas de HRT (tiempo de retención hidráulico) en el MBR para el tratamiento de la mezcla de aguas residuales con una membrana que permite un flujo de 17 LMH (L/m2·h) era sostenible en el proceso de la MBR. Con lo cual se pudo determinar que el proceso MBR puede demostrar mejoras en la calidad de los efluentes finales en términos de NH4 y DQO en comparación con el proceso de tratamiento convencional de lodos activos y ultrafiltración. El estudio concluyó que el proceso MBR fue capaz de producir agua apta para uso industrial. Los procesos anaerobios tienen hoy una aplicación generalizada para el tratamiento de aguas residuales con alto contenido de materia orgánica, debido a las ventajas sobre el proceso aeróbicos entre las cuales se pueden destacar: bajas necesidades de energía, la producción de energía-por-producto (metano) y rendimientos más bajos de lodos. Aún que existe una gran cantidad de reactores anaeróbicos, el Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) es uno de los más prometedores, siendo un biorreactor tubular que operan en régimen continuo y en flujo ascendente. Es eficaz en el tratamiento de aguas residuales de alta resistencia y alta retención de las concentraciones de biomasa, debido a la elaboración de un lodo granulado con alta actividad biológica y la solución de alta velocidad (LETTINGA y HÜLSHOFF, 1991). Efluentes de aguas residuales lácteos se consideran complejos, debido a su alto contenido orgánico de varios tipos de compuestos, tales como carbohidratos, proteínas y lípidos. Los hidratos de carbono, se consideran fácilmente biodegradables (PAVLOSTATHIS y GIRALDO-GÓMEZ, 1991). Las proteínas y aminoácidos no parecen mostrar ningún problema para adaptar la biomasa, siempre y cuando la condiciones, como el pH y la temperatura en el reactor siguen siendo favorables, ya que las proteínas pueden precipitar si el pH es demasiado bajo, haciendo más difícil la biodegradación ( ZEEMAN et al., 1997). 32 Los lípidos son considerados como problemáticos en el tratamiento anaeróbico, ya que se acumulan en el interior de los reactores y conducir a la inhibición de la biomasa. Además, el tratamiento de aguas residuales que contienen importantes cantidades de grasa puede causar problemas de la capa de escoria y lodos en la parte superior de los reactores con biomasa posterior al lavado (HWU et al., 1998; NADAIS, 2001). Este es un fenómeno de adsorción, requisito previo para la biodegradación de los lípidos, y debe venir seguido de desorción como consecuencia de la biodegradación (HWU et al., 1998; NADAIS et al., 2003). El tratamiento de este tipo de grasa que contienen las aguas residuales puede causar el fracaso del proceso en el funcionamiento continuo de un proceso anaerobio (NADAIS et al., 2003). Algunas estrategias se han propuesto reducir al mínimo el efecto de los lípidos en la alimentación de los reactores UASB, por ejemplo, NADAIS (2001), trabajó en acceder a la influencia de la alimentación intermitente para el período de duración de un ciclo total de 12 h en el tratamiento, y lograr ver la eficiencia, en términos de DQO, producción de metano y el grado de sustrato de la acumulación de lodos en la torta. Probando varios ciclos de alimentación intermitente, lo que permitió a los reactores UASB alcanzar cargas orgánicas superiores a los alcanzados con una alimentación continua, sin signos de inestabilidad. Como el fenómeno de adsorción es más rápida que la biodegradación, un largo período de alimentación no puede ser beneficioso para todo el proceso. COELHO et al. (2006) verificaron la influencia de la alimentación, sólo en el período de duración intermitente para ver el funcionamiento de los reactores UASB, para el tratamiento de aguas residuales lácteos, a fin de que la degradación biológica pueda ponerse al día con el fenómeno de adsorción. Durante los análisis de COELHO et al. (2006), dos reactores UASB fueron objeto de tres tasas de carga orgánica, que van desde 6 a 12 gDQO x L-1 x d1, con la misma carga diaria aplicada a las dos reactores, cada uno con un período de alimentación intermitente. Ambos reactores mostraron buena eficiencia de remoción de DQO (87-92%). Con esto se logró mostrar la importancia de los períodos de alimentación intermitentes, lo que permitió que la biomasa pueda degradar el sustrato que se acumuló durante el periodo de alimentación. El reactor con el más largo período de alimentación no tuvo un mejor rendimiento, lo que se tradujo en una mayor producción de metano y como consecuencia una menor acumulación de substrato en la biomasa. Además, los dos reactores tuvieron un funcionamiento estable de la carga orgánica de 12 de gDQO x L-1 x d-1, que es superior a la carga máxima aplicable en la literatura para los sistemas continuos (3-6 gDQO x L-1 x d-1). 33 Otro estudio realizado por Isla4, en reactores UASB esta vez en el rubro cervecero hecho, aprovechando la capacidad de las mismas levaduras que se utilizan en el proceso de producción, de metabolizar el etanol contenido en esos efluentes y a cuya presencia pueden atribuirse los altos valores de DQO que presentan. Utilizando reactores UASB, operados en modo discontinuo, se realizaron ensayos con efluentes de distintos sectores y con un medio sintético conteniendo solamente etanol como única fuente de carbono y energía para el crecimiento y reproducción celular. En cada ensayo se hizo un seguimiento en el tiempo de la evolución de la DQO y de la biomasa, utilizando como inóculo cepas de Saccharomyces uvarum. Los resultados demuestran la factibilidad del proceso propuesto, mostrando que las levaduras pueden metabolizar tanto el etanol como otros carbonados presentes en los efluentes de cervecerías. En el caso de la corriente de fondo, pudo reducirse su DQO en más del 80 % en un tiempo razonable, produciéndose alrededor de 17 g levaduras por cada litro de efluente tratado, lo que implica un 17% de aumento en la producción de levaduras que se comercializan para la formulación de alimentos balanceados para animales. Aún sin optimizar, el proceso se presenta como más eficiente que los tradicionales para el tratamiento de efluentes con alta carga orgánica. Así, aún partiendo de bajas concentraciones de levaduras inoculadas, en las experiencias realizadas con el efluente, la eficiencia de la remoción de DQO resultó ser altamente efectiva. Dado que el rendimiento en biomasa depende de la concentración de alcohol, existe la posibilidad de mezclar los distintos efluentes segregables. El proceso propuesto, que es muy sencillo y no demanda el agregado de complejos nutrientes adicionales. Demostrando ser efectivo para efluentes de cervecería de distinta naturaleza, en un amplio rango de concentraciones de etanol y de DQO. 2.1.4.4 Tipos de tratamientos terciarios. Los tratamientos finales que se aplican al RIL para su utilización en determinados procesos de la industria alimentaria, entre los que se incluye el ablandamiento, el intercambio iónico y la absorción con carbón activo, se conocen con el nombre de tratamientos avanzados, tratamientos terciarios o tratamientos de ―refinado‖ del agua potable. La depuración de los RILes procedentes de las fábricas de alimentos normalmente no incluye la aplicación de un tratamiento terciario, sino que se limita a la aplicación de tratamientos primarios y secundarios para eliminar los salidos en suspensión y sólidos decantables y para reducir el DBO hasta 4 Fuente: http://www.documentos.aidis.cl/Trabajos%200ral/Tema%20IV%20%20Aguas%20Residuales%20Industriales/IV-IslaArgentina-2.doc. (20 enero del 2009) 34 niveles que permita verter directamente las aguas depuradas en el terreno o en cauces de ríos (POTTER y HOTCHKISS, 1999). En estos tratamientos se incluyen sistemas para eliminar contaminantes, tales como: microorganismos patógenos, metales, nitrógeno, fósforo, compuestos coloreados y compuestos no biodegradables, UNDA (2002), define la desinfección como el método que permite la destrucción de los agentes capaces de producir infección, mediante la aplicación directa de medios químicos o físicos. La cloración es un proceso muy usado en el tratamiento de las aguas residuales urbanas y de Riles, los cuales se cloran por 15 – 30 minutos antes de su descarga a las aguas receptoras. Como objetivos principales se busca la desinfección, debido a la alta capacidad de oxidación de los compuestos químicos usados, destrucción e inhibición del crecimiento bacteriano (acción bactericida y bacteriostática), reducción de la DBO por oxidación de componentes orgánicos y en algún modo, disminución de olores y colores en las aguas (RAMALHO, 1996). Los compuestos más utilizados son el cloro gas (Cl2), el hipoclorito de sodio (NaOCl), el hipoclorito de calcio (Ca(OCl)2) y el dióxido de cloro (ClO2) (METCALF y EDDY, 1995). Dentro de las ventajas de la utilización de cloro gas, están el hecho de que sea un muy buen desinfectante, cuyo efecto residual se mantiene en las descargas impidiendo el nuevo crecimiento bacteriano y con el uso de hipoclorito de sodio, en forma líquida, se reducen los costos de capital al no tener que realizar inversión en un equipo tan sofisticado como para la administración de cloro gas y debido a que representa mayor seguridad para los operarios (LAU, 1997). Sin embargo, el cloro dosificado en aguas residuales puede reaccionar con otros compuestos presentes, para el caso de los RILes por ejemplo, donde puede haber altas cargas de nitrógeno en forma de amoníaco y otras formas de materia orgánica combinada, el cloro disponible o ácido hipocloroso (HOCl), producto de la hidrólisis sufrida por el cloro gas al ser vertido en las aguas, reacciona con el amoníaco presente y forma otros compuestos conocidos como cloraminas (monocloramina, dicloramina y tricloruro de nitrógeno), las cuales poseen una velocidad de reacción muy lenta, lo que las hace perder su capacidad desinfectante, ya que se necesitan mayores tiempo de contacto para ello (METCALF y EDDY, 1995). Un método alternativo a la desinfección corresponde a la utilización de ozono y rayos U.V. Para el caso del ozono, este se utilizó por primera vez en Europa (Francia), a principios del siglo XX, demostrando sus capacidades 35 desinfectantes sin alterar el sabor, olor ni el color de las aguas tratadas (LAU, 1997). El método se basa en la aplicación por 5 – 10 minutos, de una descarga eléctrica al agua residual, al pasar ésta entre dos electrodos, el resultado es la producción de ozono (O3), lo que generará radicales libres con gran poder oxidante y desinfectante. La ventaja que representa el ozono, es que no genera residuos o compuestos que puedan afectar la vida acuática al llegar el efluente a su cuerpo de agua receptor, además de elevar la concentración de oxígeno disuelto en él (METCALF y EDDY, 1995). La desinfección por rayos U.V, se debe a que no existe oxidación, sino que los rayos inducen cambios fotoquímicos en el ADN bacteriano, interfiriendo su replicación. La forma en que son aplicados, es a través de lámparas bajo un canal donde pasan las aguas, llamado canal de contacto. Aquí lo importante es que la longitud de onda sea la adecuada para la obtención del efecto germicida, siendo el rango adecuado de 250 – 265 nm y el tiempo o período de contacto de 6 – 10 s. Las ventajas son varias, entre las que destacan la no adición de químicos al efluente, que a su vez no generan residuos tóxicos para el medio ambiente acuático, el corto período de tratamiento y la seguridad en su aplicación. Como desventajas se puede decir que se necesita de mantención y limpieza periódica para las lámparas, lo que sumado a los costos de operación del sistema, incrementan los gastos de funcionamiento de éste. Respecto al poder desinfectante, se debe cuidar que las aguas sean lo más depuradas posibles, ya que la presencia de residuos particulados o materia orgánica aún presente, pueden evitar la llegada de los rayos a la células bacterianas y como el sistema no genera compuestos residuales, puede haber un crecimiento bacteriano posterior (LAU, 1997). Otros procesos químicos de tratamiento de aguas residuales o procesos avanzados, son el intercambio iónico, que permite desmineralizar las aguas residuales, la osmosis inversa, que permite depurar aguas residuales al hacerlas fluir en un sistema de doble tubería y en un régimen de presión elevada (superior a su presión osmótica), donde a través de un tubo interior formado de material semipermeable, se traspasa al tubo exterior el agua purificada mediante la osmosis forzada por esa presión, quedando los solutos acumulados como residuos en el tubo interior. Otro sistema avanzado corresponde a la electrodiálisis, que es un proceso de separación de partículas, debido a sus cargas eléctricas, las cuales son atraídas hacia compartimientos, donde una membrana catiónica o aniónica atrae las cargas opuestas, dejando en compartimientos de dilución el agua libre de partículas, como de nutrientes inorgánicos como el nitrógeno y el fósforo, siendo una posible etapa final en los procesos de tratamiento de aguas residuales (RAMALHO, 1996). 36 2.2 Caracterización de los RILes en la industria de los alimentos Grandes cantidades de desechos líquidos y sólidos se producen anualmente por la industria de procesamiento de alimentos. Estos materiales contienen principalmente residuos biodegradables, la materia orgánica, y la eliminación de ellos agrava los problemas ambientales. Factores que afectan los costos de eliminación de los residuos son el volumen de estos, como también su carga orgánica (PANNELL, 2001). 2.2.1 Caracterización de los residuos líquidos de la industria láctea. La industria de lácteos involucra una variedad de productos finales que van desde la leche pasteurizada a productos más elaborados como quesos, leche en polvo, leche condensada, yogurt, helados, etc., en los que se utiliza diferentes insumos, tales como azúcar, frutas, jugos de frutas, nueces, etc. Esto produce residuos con diferentes características dependiendo del producto final deseado (ZAROR, 2000). En ellos se puede encontrar materia orgánica producto de residuos de leche derramada, los cuales son ricos en lípidos, aceites y grasas (PANNELL, 2001). También es posible encontrar materia inorgánica, donde es común la presencia de detergentes y desinfectantes, los que generan problemas en tratamientos posteriores, como la detención de los procesos de bio-oxidación en los tratamientos secundarios o el deterioro de estructuras metálicas por corrosión y la generación de espuma en los tratamientos como en el efluente, con esto se obtienen valores de requerimiento de DBO, que fluctúan entre 100 – 10.000 mg/L, el pH depende de los procesos, debido a la presencia o ausencia de detergentes, los sólidos suspendidos varían entre 45 – 130 mg/L y la descarga de nitrógeno tiene valores entre 1 – 20 g/100 L de leche (WALKER, 2000). UNDA (2002), señala que los impactos potenciales que las industrias pueden ejercer sobre el medio ambiente provienen de la gran cantidad de aguas residuales, las cuales son generadas y/o provienen fundamentalmente de aguas de lavados de equipos y de derrames de productos. Los residuos líquidos son el principal problema en la industria de productos lácteos, debido a su alta carga orgánica y grandes volúmenes generados. En el CUADRO 7 se presenta una caracterización de los efluentes de los principales tipos de industrias lácteas o productos elaborados por éstas. Los parámetros característicos presentados en dicho cuadro son altamente dependientes de la tecnología utilizada y del manejo interno de las aguas (ZAROR, 2000). 37 Las características principales de los residuos líquidos generados por las plantas lecheras son las marcadas variaciones del caudal DBO5, temperatura y pH. En las plantas lecheras, aproximadamente un 90 – 95% del DBO5 de los RILes es aportado por leche y/o productos lácteos, es decir, pérdidas de producto (PANNELL, 2001). CUADRO 7 Principales características de las aguas residuales de la industria de productos lácteos. Tipos de efluentes Flujo (m3/ton prod.) DBO5 (Kg./ton prod.) Sólidos suspendidos (Kg/ton prod.) 0,1 – 3 0,4 – 2 0,2 – 2 0,2 – 2 Lechería 0,1 – 9 0,1 – 17 Mantequilla 0,8 – 6 0,2 - 2 Helados 0,5 – 7 0,7 - 21 Leche 0,8 – 7 0,2 – 13 condensada Queso 0,2 – 5 0,3 – 4 0,1 - 0,3 Suero seco 0,5 – 7 0,1 – 57 0,2 – 0,6 Yogurt 0,5 - 8 0,1 - 8 0,2 – 11 Otros componentes de importancia ambiental. Nitrógeno (mg/L) 1 – 180 Fosforo como PO4 (mg/L) 9 – 210 Cloruros (mg/L) 46 – 1900 Temperaturas ( ºC ) 8 – 46 pH 4 – 12 FUENTE: ZAROR (2000). En general, los residuos líquidos poseen una composición adecuada para el desarrollo de los microorganismos, por lo que se pueden tratar eficientemente mediante sistemas biológicos, logrando reducir la concentración de material orgánico disuelto en 70-95%. Además, estos efluentes contienen materiales biodegradables de valor comercial potencial, tales como, proteínas, grasas y azúcares (ZAROR, 2000). 2.2.2 Caracterización de los residuos líquidos de la industria cárnica. El procesamiento de carnes involucra variadas actividades, que van desde un matadero hasta una planta de procesamientos de productos más elaborados. Este rubro incluye una amplia gama de productos, tales como: simples cortes de carne para venta directa, carne envasada, cecinas, tocinos, hamburguesas, concentrados, etc. (ZAROR, 2000). Estos Riles provienen de todas las secciones de un matadero, como la sala de faenamiento, donde se generan aguas residuales en el lavado de vísceras y en 38 lavado de canales, son las llamadas ―aguas de sangre‖, y en el lavado de los equipos de faena. También se incluyen en estos Riles, las aguas generadas en la limpieza de corrales y camiones de transporte, las cuales contienen desechos fecales en mayor proporción (SEOANEZ, 1998). Al mezclarse todas estas aguas, se obtienen Riles que poseen gran cantidad de grasas, proteínas, sólidos en suspensión y acentuado color rojo; el pH puede alcanzar niveles cercanos a 7, el que varía por la presencia o ausencia de detergentes y desinfectantes y la DBO puede llegar a 1200 – 1800 mg/L (MADRID, 1979). En el CUADRO 8 se puede apreciar los altos niveles de carga tanto en el DBO5, como para las grasas y los sólidos en suspensión lo que hace que el tratamiento de estos efluentes deba ser de una alta efectividad para obtener efluentes finales adecuados para las descargas a receptores adecuados. CUADRO 8. Rangos de composición de las aguas de desechos de la industria de procesamiento de carne. Flujo (m3/ton m.p.) Matadero 1,3 – 14,6 Procesamiento 2,0 - 20,3 DBO5 (kg/ton m.p.) 1,5 – 18,8 2,3 - 30,5 Sól. Susp. (kg/ton m.p.) 0,6 – 20,5 0,6 - 22,5 Grasas (kg/ton m.p.) 0,2 – 16,8 0,8 - 27,0 Nitrógeno (kg/ton m.p.) 0,2 - 2,1 0,04 - 2,7 Cloro (kg/ton m.p.) 0,01- 7,9 0,5 - 36,7 Fósforo (kg/ton m.p.) 0,01 – 1,2 0,03-0,63 FUENTE: ZAROR (2000). El principal problema ambiental para este tipo de industria lo conforman los residuos líquidos, los cuales provienen fundamentalmente de las aguas de sangre. Por lo tanto, se hace necesario realizar un adecuado manejo de estas aguas, de modo que se facilite su recuperación y reprocesamiento. Según ZAROR (2000), existen varias opciones de reprocesamiento de la sangre como por ejemplo, secado y venta como alimento animal, la coagulación de las proteínas de la sangre por calentamiento y el procesamiento para preparaciones farmacéuticas, etc. 39 2.2.3. Caracterización de los residuos líquidos de la industria elaboradora de harina de pescado. La elaboración de harina de pescado utiliza diferentes especies de pescado, dependiendo de su disponibilidad. También se utilizan antioxidantes para estabilizar el producto final. Junto a la producción de harina se obtiene el aceite de pescado, el que se vende como subproducto (WINDSOR y BARLOW, 1984). Según WINDSOR y BARLOW (1984), el proceso de elaboración de harina de pescado consta de cuatro etapas principales las cuales son: pesca y descarga de la materia prima, cocción, prensado y secado. De acuerdo a lo que señala ZAROR (2000), los residuos líquidos generados por las actividades involucradas en el procesamiento de los recursos marinos provienen fundamentalmente de: • Las aguas utilizadas en el transporte hidráulico de la pesca desde el barco a la unidad de descarga. Estas contienen restos de pescado (ej.: tejidos, escamas, sangre, etc.) que se generan durante la operación, los cuales varían según la calidad de la materia prima y las características del sistema de descarga. CUADRO 9. Composición típica de aguas residuales en la industria de recursos marinos. Rubro DBO5 (kg/m3) 0,4-1,1 Sólidos suspendidos (kg/m3) 0,1-0,5 Grasas y aceites (kg/m3) 0,1-0,9 Pescado trozado Procesamiento de langosta 1 0,2 0,3 Procesamiento de jaivas y cangrejos Harina de pescado: Agua de sangre Agua de cola 0,7 0,3 0,3 120-250 160-200 12-15 15-66 2,7-3 0,3-1,2 FUENTE: ZAROR (2000). • Los efluentes del proceso de producción de harina de pescado son generados principalmente en las operaciones de limpieza de la planta. El CUADRO 9 muestra las características de las aguas residuales de los distintos procesamientos de recursos marinos y de las líneas segregadas de la producción de harina de pescado. En el caso de la producción de harina de 40 pescado se generan los contenidos más altos de cargas final de los RILes de las industrias de recursos marinos. 2.2.4. Caracterización de los residuos líquidos de la industria cervecera. El proceso de fabricación de cerveza presenta diversos puntos de generación de efluentes. Dada la complejidad existente en las diversas etapas de producción de la cerveza y la naturaleza de las materias primas utilizadas, la composición química y microbiológica del efluente de una cervecería es muy variada (STEWAERT, 2001). En forma general los efluentes se producen en el lavado de equipos, tales como estanques de cocimiento, filtros prensa, intercambiadores de calor, estanques de fermentación y maduración, lavado del circuito de filtración, lavado de botellas, barriles, pisos y tuberías en general (CORTEZ, 2001). Es característico que los efluentes contengan sólidos en suspensión o sólidos sedimentables, provenientes de las impurezas (cáscaras y granos) de la materia prima, almidón, levadura decantada o centrifugada, tierra filtrante y una cantidad de cerveza y levadura proveniente de las purgas y de las botellas que se rompen durante la pasteurización Poseen color y turbiedad bastante elevadas y un pH variado, desde 3,5 a 4,6, pudiendo llegar a valores de 10 a 11 durante el lavado con soda cáustica de los estanques (STEWAERT, 2001). CUADRO 10. Origen y composición de los efluentes en la producción de la cerveza. Fase de Producción Cocción Origen del Residuo Residuos de mosto y lavado de equipos Fermentación Lavado de estanques Maduración Fondo de los estanques Composición Solución acuosa de azúcares, dextrina, proteínas, taninos y resinas Alcohol etílico, ácidos, aldehídos, cetonas, ésteres, bactérias Líquido enriquecido de proteínas y productos derivados de su degradación FUENTE: CORTEZ (2001). Todos estos efluentes se caracterizan por presentar una DBO5 alto y son ricos en proteínas que se descomponen rápidamente, produciendo olores significantes (HERNAN, 1997). 41 En el CUADRO 10, se presenta el origen y composición de los diferentes tipos de efluentes en las fases de producción de la cerveza, lo que demuestra que en cada etapa de la elaboración se producen compuestos que alteran el RIL final, volviéndolo mas difícil de tratar. 2.3 Cuenca del rió Valdivia5 Debido a que la mayoría de las industrias alimentarias descargan sus RILes la cuenca de rió Valdivia es importante entender un poco como funciona este cuerpo de agua, tanto en su dimensiones, como sus distinto ríos y lagos que lo conforman, además de sus caudales. 2.3.1 Características de la cuenca del río Valdivia. En la Zona Central de Chile, la hoya del río Valdivia forma parte de la XIV Región de Los Ríos y es la primera que se genera más allá de la línea de frontera con Argentina, constituyendo, por lo tanto, una hoya calificada como trasandina. Se caracteriza fundamentalmente por contener, en su curso alto, una cadena de grandes lagos dispuestos en serie. La extensión total de la cuenca es de 10.275 km2. Dos grandes ríos concurren a formar el río Valdivia en la ciudad del mismo nombre, a 15 km del mar: el Calle-Calle, que es el más importante y proviene del oriente, y el Cruces que se genera enteramente en territorio nacional y proviene del norte, constituyendo una subcuenca preandina. El río Calle-Calle es el resultado de un complejo sistema fluviolacustre, en el que las aguas, especialmente de lluvias, son reguladas en los lagos andinos, originando un caudal abundante y relativamente uniforme durante todo el año. El Calle-Calle se origina de la junta de los ríos San Pedro y Quinchilca, 8 km. aguas arriba de la ciudad de Los Lagos, siendo el primero de ellos el emisario del lago Riñihue. El Lago Riñihue es el último de una cadena de lagos que tiene la siguiente trayectoria: se origina en el extremo poniente del lago Lacar con el nombre de río Huahum, cruza la frontera en el paso Huahum para caer luego en el extremo sur oriental del lago Pirehueico, que tiene, igual que el lago Lacar que le antecede, una forma elongada de manifiesto origen glacial, de fiordo interior. El río Fui que constituye el emisario de ese lago, va a reunirse con el río Neltume, que es el emisario del lago homónimo, para juntos caer con el nombre de Llanquihue en el extremo sureste del lago Panguipulli. El lago Panguipulli es uno de los más grandes de la hoya y su desagüe se produce a través del río Enco, cuyo origen se encuentra también en el extremo sureste y corre hacia el sur hasta vaciarse en el extremo oriental del lago Riñihue. 5 Información del Gobierno de Chile, Ministerio de obras publicas, Dirección general de aguas: Diagnostico y clasificación de los cursos y cuerpos de agua según objetivos de calidad de la cuenca del rió Valdivia. 42 Finalmente, toda la serie de estos cuerpos lacustres se evacua a través del río San Pedro. El Calle-Calle dirige su curso de 55 km al W en un desarrollo meándrico y de escasa pendiente. A su término, rodea la ciudad de Valdivia por sus costados este, norte y la ribera sureste de la isla Tejas, ya que el otro costado de esta isla lo baña el río Cruces. A partir de la junta de ambos nace el río Valdivia que va a desembocar en la bahía de Corral, tras un recorrido de 15 km. Un brazo hacia el sur rodea por el sur y por el oeste la gran isla del Rey y se junta al brazo principal en la misma bahía nombrada. Este brazo llamado río Tornagaleones recibe por su ribera oriental dos ríos de cursos paralelos de breve desarrollo: son los ríos Angachilla y Futa. El río Cruces tiene un desarrollo total de 125 km de NE a SW entre riberas acantiladas con numerosas vueltas y meandros que dejan islas y pantanos. Nace con el nombre de San José Copihuelpi, de la reunión de varios esteros que se originan en la vertiente occidental de los cerros situados entre los lagos Villarrica y Calafquén. Drena una superficie de 3.233 km2, baña a su paso la ciudad de San José de Mariquina y toma el nombre de Cruces al pasar por el caserío homónimo. Antes de su reunión con el Calle-Calle en Valdivia, recibe dos aportes importantes: los ríos Nanihue y Pichoy (FIGURA 10). De acuerdo a información entregada por la Dirección de Bibliotecas, Archivos y Museos, el Río Valdivia es el tercer río de mayor caudal en su desembocadura alcanzando 687 m3/s. FIGURA 10 Cuenca del río Valdivia. Fuente: http://www.wikilosrios.cl/index.php/R%C3%ADo_Valdivia 43 2.3.2 Hidrogeología. La cuenca hidrográfica del río Valdivia se extiende desde la latitud 39º20’ por el norte hasta la latitud 40º10’ por el sur. En el valle central de la cuenca escurren dos acuíferos: uno en dirección SWW paralelo al río Las Cruces y el otro lo hace en dirección oeste paralelo al río Calle-Calle juntándose ambos en las proximidades de la ciudad de Valdivia. El medio por el cual escurre el acuífero es material de relleno o depósitos no consolidados de origen glacial, consistente en morrenas y materiales aluviales de alta permeabilidad. Destaca el estrechamiento del valle central por parte del batolito costero consistente en rocas metamórficas y sedimentarias del período Paleozoico que provoca la bifurcación antes señalada de los acuíferos. Destaca la baja profundidad del acuífero que se mantiene hasta su desembocadura con profundidades de 2 a 3 metros. 2.4 Normativa legal relacionada con los RILes La Constitución Política de la República de Chile garantiza en su capitulo III, artículo 19, Nº8:‖ El derecho a vivir en un ambiente libre de contaminación. Es deber del Estado velar para que este derecho no sea afectado y tutelar la preservación de la naturaleza‖ (VEGA DE KUYPER, 1997). 2.4.1. Normativa nacional. El estado de Chile ha dictado las siguientes leyes para la preservación del medio ambiente: 2.4.1.1. Decreto Supremo Nº46/2002. Tiene como objetivo prevenir la contaminación de las aguas subterráneas, mediante el control de la disposición de los residuos líquidos que se infiltran a través del subsuelo al acuífero, contribuyendo así a mantener la calidad ambiental de las aguas subterráneas. (CHILE, COMISIÓN NACIONAL DEL MEDIO AMBIENTE, 2002). 2.4.1.2. Decreto Supremo Nº 90/2000. Esta norma tiene como objetivo de protección ambiental prevenir la contaminación de las aguas marinas y continentales superficiales de la República, mediante el control de contaminantes asociados a los residuos líquidos que se descargan a estos cuerpos receptores. Con lo anterior, se logra mejorar sustancialmente la calidad ambiental de las aguas, de manera que éstas mantengan o alcancen la condición de ambientes libres de contaminación, de conformidad con la Constitución y las Leyes de la República, y establece la concentración máxima de contaminantes permitidos (CHILE, MINISTERIO SECRETARÍA GENERAL DE LA PRESIDENCIA, 2000). 44 2.4.1.3. Decreto Supremo Nº 609/98. Esta norma de emisión tiene por objetivo mejorar la calidad ambiental de las aguas servidas crudas que los servicios públicos de disposición de éstas, vierten a los cuerpos de agua terrestres o marítimos mediante el control de los contaminantes líquidos de origen industrial, que se descargan en los alcantarillados. Con lo anterior se logra que los servicios públicos de disposición de aguas servidas dispongan aguas residuales con un bajo nivel de contaminación, protegiendo así los cuerpos de agua receptores. Corresponderá a la norma que regula las descargas de residuos líquidos a las aguas superficiales determinar la calidad del efluente del servicio público de disposición de aguas servidas (CHILE, MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS, 1998). 2.4.1.4. Ley 18.902. Esta ley crea la Superintendencia de Servicios Sanitarios (SISS) como un servicio funcionalmente descentralizado, con personalidad jurídica y patrimonio propio, sujeto a la supervigilancia del Presidente de la República a través del Ministerio de Obras Públicas. Corresponderá a la Superintendencia de Servicios Sanitarios la fiscalización de los prestadores de servicios sanitarios, del cumplimiento de las normas relativas a servicios sanitarios y el control de los residuos líquidos industriales, pudiendo al efecto, de oficio o a petición de cualquier interesado, inspeccionar las obras de infraestructura sanitaria que se efectúen por las prestadoras, tomando conocimiento de los estudios que les sirven de base (CHILE, MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS, 1990). 2.4.1.5. Ley 19.821. Esta ley expresa que los establecimientos industriales no pueden vaciar sus aguas en ningún medio acuífero, sin antes depurarlas o neutralizarlas, a través de tratamientos específicos para estos (CHILE, MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS, 2002). 2.4.1.6. Ley 19.300. La ley de Bases Generales del Medioambiente (Chile, 1994),establece el derecho a vivir en un medio ambiente libre de contaminación, la protección del medio ambiente, la preservación de la naturaleza y la conservación del patrimonio ambiental, regular las descargas contaminantes provenientes de distintas fuentes, como son las de los Riles. (CHILE. COMISIÓN NACIONAL DEL MEDIO AMBIENTE. 1994) 2.4.1.7. Código Sanitario. Este código por su parte, en su Título I, artículo 67, del libro III, amplía la competencia de la autoridad sanitaria, al hacerla responsable de la eliminación y control de los agentes del ambiente que atentan contra la salud, integridad, bienestar y salud integral física y mental de las personas. En el Título II, artículos 69, 70, 71, 72 y 73 del mismo Código Sanitario queda establecida la competencia del Servicio Nacional de Salud en la fiscalización de las industria, además de establecer la vigilancia sanitaria sobre las plantas depuradoras de aguas servidas, como sobre las descargas industriales en ríos, lagos, lagunas o cualquier otra fuente o masa de agua, 45 destinada a proporcionar agua potable a alguna población, para riego o balneario, otorgando plena competencia al Servicio Nacional de Salud y/o Autoridad Sanitaria para suspender dichas descargas sobre los cuerpos de agua (CHILE, MINISTERIO DE JUSTICIA, 1996). 2.4.2 Normativa internacional. En EE.UU la principal regulación a las aguas residuales lo constituye la Clean Water Act (CWA) de 1972, con las modificaciones respectivas, además de establecer el Sistema Nacional de Eliminación de Descargas Contaminantes (de sus siglas en inglés NPDES), las cuales fijan límites mínimos tecnológicos al agua residual, previo al tratamiento secundario para DBO (45 mg/L), sólidos suspendidos (45 mg/L) y pH, en intervalo 6 –9 (METCALF y EDDY, 1995). En Europa, a través de la Comisión para la Unión Europea en Bruselas. Se fijan normas para toda Europa y se repite el caso de los EE.UU., en donde existen países que aplican normativas más estrictas. Sin embargo, tanto Europa como EE.UU. aplican normas comunes debido a tratados suscritos en décadas anteriores, como el Acuerdo de Estocolmo (1972), sobre vertido de residuos/lodos al mar o la Cumbre de Río (1992), que trata de fijar objetivos de desarrollo sustentable. Además, para algunos países europeos, muchas normas derivan de aquellos más estrictos medio-ambientalmente como lo son Alemania, Dinamarca y Holanda. En otros países como los pertenecientes al Reino Unido existen normas desde principios de siglo, mientras en EE.UU., desde 1948 el Congreso norteamericano ha reaccionado frente a la contaminación derivada de la industrialización, creando leyes federales que han sido modificadas en múltiples ocasiones, siendo cada vez más estrictas (KIELY, 1999). 46 3 MATERIAL Y MÉTODO Se plantean como objetivos realizar una descripción de los sistemas de tratamiento de residuos líquidos en las distintas industrias de alimentos en la Provincia de Valdivia. Durante cada una de las visitas se aplicó una pauta de evaluación (ver ANEXO 2) donde se recogieron antecedentes relacionados con los sistemas de tratamiento de Riles. También se recolectaron datos más específicos sobre el modo en que funcionan las plantas de tratamiento de RILes en la industria de alimentos, ya sea sus equipos de tratamientos, tipos de químicos utilizados, manejo de lodos, etc. 3.1 Ubicación del estudio El estudio se realizó en las industrias de alimentos ubicadas en la Provincia de Valdivia, Región de los Ríos; entre los meses de agosto, septiembre, octubre, noviembre y diciembre del 2008. 3.2 Tipos de industrias alimentarias En este estudio se visitaron las siguientes industrias de alimentos: Industria Láctea ( Industria Quesera y Planta Lechera) Industria de Carnes (Planta faenadora de carne) Industria de Cecinas Industria Cervecera Industria Pesquera Para los efectos de identificación, descripción y análisis de cada una de las industrias, se realizó un levantamiento de información la que posee carácter de reservada, por lo que cada industria se codificó. 47 3.3 Estructura de la ficha de sistemas de tratamiento de RILes, en industria de alimentos la Para la obtención de la información de cada una de las industrias, se utilizó como base y aplicó la ficha de Puntajes Totales de Deficiencias (PTD) para las industrias que procesan y elaboran alimentos, de la Autoridad Sanitaria (Seremi de Salud), modificada por BELTRÁN (1999) y por MILLAR (2003). Según indican éstos, en su elaboración se tuvieron en consideración las directrices señaladas en las Normas chilenas ISO – 14.010 e ISO – 14.011 (CHILE, INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACIÓN, 1998), que sirven de guía para las auditorias ambientales, además de los parámetros definidos como contaminantes que figuran en el Decreto Supremo Nº 90 del 2000 (CHILE, MINISTERIO SECRETARÍA GENERAL DE LA PRESIDENCIA, 2000) y la Lista de Cotejo, incluida en el Documento de Trabajo Nº 8, del Servicio de Salud de Valdivia (CHILE, MINISTERIO DE SALUD, 1986). Junto con ello se incluyeron nuevas variables basadas en la revisión bibliográfica (ANEXO 2). Para los efectos del estudio, se tuvieron también en consideración, a través de revisión bibliográfica, las variables y tecnología de mayor importancia, teniendo en cuenta que éste sólo tiene como objetivo describir los sistemas de tratamiento existentes en la muestra de industrias visitadas y comparar el valor de los parámetros evaluados con las normas vigentes. En esta ficha, y para el caso de algunas variables, éstas fueron agrupadas en ítems, y las preguntas fueron del tipo cerrada, con categorías o alternativas delimitadas. Se seleccionaron las variables que tenían mayor relevancia para el estudio (ANEXO 2); entre éstas estuvieron principalmente las siguientes: Rubro de la empresa Identificación de los procesos generadores de efluentes Tratamientos: Tipo de pre-tratamiento (definir cuales se ocupan) Tipo de tratamiento primario (definir cuales se ocupan) Tipo de tratamiento secundario (definir cuales se ocupan) Tipo de tratamiento terciario (definir cuales se ocupan) Caracterización del caudal y carga contaminante de cada uno de los efluentes producidos en los diversos procesos industriales. Descripción de los sistemas para recuperar desechos y ahorro de energía. Descripción y caracterización del lugar de descarga de los efluentes tratados; tales como: - Descarga al mar. - Descarga a un cuerpo superficial - Infiltración en el subsuelo. 48 - Reutilización dentro o fuera de la fábrica. - Descarga en red de alcantarillado público. A continuación se revisó su definición conceptual y comprensión del significado de cada una las variables evaluadas. 3.4 Validación de la ficha técnica Siguiendo la metodología descrita por HERNÁNDEZ et al. (1998), antes de aplicar definitivamente la ficha técnica en las industrias seleccionadas, ésta se ―probó‖ en una muestra de las industrias, de tal manera de eliminar las preguntas que no aportaban al estudio e incluir otras que pudiesen ser importantes de considerar, además de tomar en cuenta posibles variaciones en la normativa nacional, documentos oficiales, nacionales e internacionales, y la bibliografía relacionada con el tema. 3.5 Análisis de los datos obtenidos en las visitas Una vez visitadas las industrias se logró obtener antecedentes del funcionamiento de los sistemas de tratamiento de riles utilizados en éstas. Sobre la base de éstos se realizó un análisis descriptivo de cada una de las empresas visitadas, teniendo en consideración además la revisión bibliografíca, para así establecer si las tecnologías utilizadas eran las adecuadas y así sugerir acciones correctivas posibles de realizar para hacer más eficiente los tratamientos. Además se elaboraron cuadros comparativos con el fin de resumir las tecnologías y los tratamientos utilizados en cada caso y las normas por las cual se rige. 49 4 PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 4.1 Caracterización y descripción de los sistemas utilizados para el tratamiento de los Riles en las industrias visitadas 4.1.1 PLANTA A_18/02. Esta planta alimentaria elabora productos lácteos, más específicamente quesos y suero en polvo. Los Riles de esta planta son sometidos a tratamiento primario, secundario y terciario, y han sido implementados por la misma empresa. Para estos efectos cuenta con el sistema llamado Biofiltro Dinámico Aeróbico, Lombrifiltro o Sistema Tohá. Esta planta de tratamiento de residuos líquidos tiene una capacidad máxima de 18.000 m3, los cuales son tratados en varias etapas como se muestra en la FIGURA 11, específicamente consisten en: pre-tratamiento (separación de sólidos, desgrasador y ecualización); regulación de pH; tratamiento biológico (Biofiltro); con tres canchas de lombricultura de 16 m de largo por 7 m de ancho, lo que hace un total de 8.400 m2; sedimentación secundaria y una etapa final de desinfección. Este RiL luego de ser tratado es descargado a un río ubicado en las cercanías, a un costado de la industria, por lo que es monitoreado por las autoridades, teniendo como referencia el Decreto Supremo Nº 90 del año 2000. Es importante destacar que en esta planta la mayor parte de la recepción de leche para la elaboración de productos lácteos se destina a la producción de quesos, además de suero en polvo, el que en su estado líquido es ultra filtrado, saliendo de este proceso un retentado (proteínas) y un permeado (85% lactosa). Para la producción de quesos se utilizan como materias primas, principalmente: leche y cultivos lácteos, los que para el año 2007 arrojaban un volumen de 12.000 m3/mes, para tener una producción mensual de producto final de 1300 ton/mes. El caudal diario que entra a esta planta de tratamientos de RIL es de aproximadamente 750 m3, los cuales se dividen en: 250 m3/d proveniente de la quesería (la producción de quesos semi-maduros, queso fundido y queso crema, sector de las piletas de salmuera, área de envasado de quesos); aguas de procesos contaminadas con restos de leche o por otros componentes, 50 líquidos que caen en el proceso (leche, suero); limpieza e higienización (aguas del CIP) de equipos como residuos de productos en tuberías y máquinas, residuos del lavado contaminados con soluciones alcalinas, ácidos y desinfectantes. Estanques de ecualización 4 Leyenda Desgrasador 3 Módulos del Lombrifiltro 5 2 1_Planta elevadora Nº 1 2_Laboratorio 8_Mezcla del efluente con las aguas limpias. 9_Planta elevadora Nº 2 Decantador 6 Desinfección 7 8 9 1 Afluente Cámara impulsora con rejas RIO FIGURA 11 Diagrama de flujo del sistema de tratamiento de RILes de la planta A_18/02. FUENTE: Elaboración propia, con datos obtenidos de la empresa. 500 m3/d en el resto de la planta: recepción (limpiezas de camiones, la que se realiza utilizando agua a alta presión para una limpieza más efectiva y una adecuada reducción del consumo de agua), pasterización, sala de evaporación, torre de secado (mismas fuentes que el sector de quesería). Al final del proceso se agrega la línea de aguas limpias, que son: aguas que poseen un pH neutro, una temperatura dentro de los límites establecidos y una baja carga contaminante (aguas 51 provenientes de la purga de calderas, condensados del proceso de evaporación, últimos enjuagues de equipos, excedente de agua de las torres de enfriamiento, aguas de sellos de bombas) Estas aguas son ―by-paseadas‖ a la planta de tratamiento para mezclarse en un estanque final con el efluente, con el objetivo de diluirlo antes de vaciarlo al cuerpo de agua (río). 4.1.1.1 Tratamientos de los efluentes en la planta. De acuerdo a lo que aparece en la FIGURA 12, inicialmente el afluente es llevado a la planta de tratamientos de residuos líquidos a través de cañerías provenientes de dos cámaras impulsoras. En esta primera etapa el afluente al salir de la planta industrial es conducido por estas dos cámaras las que reciben el RIL, una para el sector de quesería y la otra para el resto de la planta (IMAGEN 2), las que cuentan con rejas para retener y separar los materiales sólidos de mayor tamaño que pudiesen posteriormente impedir el adecuado funcionamiento del sistema de tratamiento (eliminación de la grasa, acción del biofiltro) (IMAGEN 3). Estas cámaras además cuentan con un sistema automático de medición de caudal y pluviómetro (aguas lluvia) (IMAGEN 4). Según datos aportados por la empresa al momento de la visita, el agua lluvia se podría utilizar para el ―lavado‖ del biofiltro o para ayudar a que baje la carga del RIL agregándola antes de la descarga al río, luego se saca una muestra para medir el Demanda Química de Oxígeno (DQO). El RIL que viene de la cámara con rejas llega a una planta elevadora (bomba) (Nº 1) (en donde se mezclan todo los RILes de la planta industrial, sin contar las aguas limpias); ésta almacena los RILes y desde aquí mediante bombas se impulsan al proceso donde se elimina gran parte de la materia grasa (desgrasador). El RIL proveniente de la planta elevadora Nº 1(Nº 1 de la FIGURA 11) llega al estanque desgrasador (Nº 3 de la FIGURA 11) (FIGURA 13); en éste la mayor parte de la materia grasa sube a la superficie, y se mantiene allí en una capa, producto de la acción del aire impulsado desde abajo a través de una ―bomba de Venturi‖. Este proceso se basa en el sistema FAD (Flotación con Aire Disuelto, o en ingles DAF), pero para este caso en esta etapa no se le adicionan químicos al RIL (ya sea floculantes o coagulantes), y la grasa sólo se separa (asciende a la superficie) por densidad. La separación de la materia grasa del Ril en este caso solo se basa en la acción de la gravedad (al mezclarse con el aire disminuye su densidad y sube a la superficie). Posteriormente se retira la grasa de la zona superior en forma manual (coladores) o con una bomba succionadora y se 52 envía a un recipiente de acero inoxidable ubicado al final de las cámaras (FIGURA 13). IMAGEN 2: Canal hacia cámara de unión de RIL. IMAGEN 3: Reja gruesa. a b ( ( C C H H I I L L E E , , M M I I IMAGEN 4: Instrumentos de medición. a) Pluviométrico b) Medidor de N N caudal I I El estanque desgrasador no cuenta con paletas mecánicas que eliminen la S S grasa periódicamente de la zona superior de éste. Este RIL pasa por cuatro T T E E R R I I O O 53 sub-cámaras dentro del mismo estanque desgrasador. Luego de ir pasando por cada cámara, va disminuyendo la grasa, ya que ésta flota por acción del aire disuelto, quedando en mayor cantidad en las primeras sub-cámaras que las que se encuentran al final del desgrasador. AFLUENTE CÁMARAS IMPULSORAS CON REJAS PLANTA ELEVADORA Nº 1 DESGRASADOR ESTANQUES ECUALIZACIÓN BIOFILTRO DECANTADOR HUMUS, ASERRÍN, LOMBRICES DESINFECCIÓN CÁMARA MEZCLA AGUAS LIMPIAS EFLUENTE FIGURA 12 Etapas que sigue el RIL para ser tratado, a través del sistema biofiltro dinámico y aeróbico. FUENTE: Elaboración propia a partir de datos entregados por la empresa. 54 Se debe destacar como lo señala WALKER (2001), la importancia que tiene del tratamiento del RIL en esta etapa (desgrasador), ya que el óptimo desarrollo de esta etapa elimina los excesos de sólidos (mayor parte es materia grasa), lo que posteriormente aumenta la eficiencia del biofiltro. El exceso de grasa en el RIL produciría una obstrucción en el sistema (IMAGEN 6), impidiendo la degradación de ésta por la acción de las lombrices; situación que se ha dado en esta planta en algunas oportunidades. IMAGEN 5: Desgrasador (DAF) En varias zonas del biofiltro se puede acumular agua (RIL), formándose ―pequeñas pozas‖ (IMAGEN 6), producto de la compactación del aserrín con el exceso de grasa, disminuyendo la presencia de oxígeno, lo cual genera un problema operacional del sistema, puesto que según BASAURE (1993), existe una fase aeróbica en el procesos del biofiltro en la cual se producen las trasformaciones físicas y químicas de la materia orgánica, para su adecuada degradación; además de generar mortalidad de gusanos por la falta de oxígeno en el medio ambiente que habitan. De allí entonces la importancia, en este caso, de sugerir un tratamiento DAF con adicción de químicos (coagulantes y floculantes), puesto que como señala KIELY (1999) y ZAROR (2000), la eficiencia de este sistema aumenta de forma considerable con la adición de coagulantes pudiendo aumentar hasta en un 50% mas su rendimiento (ver CUADRO Nº 4). Además el sistema adecuando puede generar, según RAMALHO (1996), una disminución del 30 a 40 % del DBO5 en el RIL. HAMDANI et al. (2005) señalan que para RILes de industrias lácteas el sistema DAF se puede ver beneficiado con la utilización de hidróxido de calcio como coagulante en vez de las sales de hierro o aluminio. 55 Según datos entregados por la empresa al momento de la visita, con este sistema se retiran aproximadamente 50 kg/día de grasa, constituyéndose en una fase primordial para el adecuado tratamiento biológico. Al momento de la visita se observó que, por iniciativa de la planta, esta grasa se mezclaba con aserrín en una ―betonera‖ y luego se colocaba en sacos y se dejaban degradar por 30-60 días. De esta iniciativa aún no se conocen resultados y debe ser evaluada a través de un ensayo; para determinar si existe un efecto real e importante sobre la degradación de la grasa, ya que en literatura no se encontraron estudios, o ensayos que indiquen o recomienden el uso de este método de degradación de grasas. Por lo cual sería importante realizar estudios sobre este método y así poder ver su verdadera incidencia en la degradación de grasas. Luego de los 30 – 60 días esta mezcla de grasa más aserrín, era depositada en una capa delgada sobre el biofiltro, para dejar caer sobre ésta el RIL y continuar con el proceso de degradación. Este proceso genera una importante cantidad de lodos (grasa), los que deben ser tratados para luego poder ser eliminados. En la mayoría de los casos son trasladados a vertederos, no existiendo aún una norma oficial que regule su manejo. Siendo esto un aspecto importante. Al respecto se puede señalar que se tienen antecedentes de que existiría una norma sobre manejo de lodos que está en etapa de redacción, en la que se establecerían una reducción del contenido de humedad, de tal manera de generar menor cantidad de residuos, lo que probablemente significara instalar un sistema de tratamiento más eficiente para estos desechos. Entrada RIL RIL Grasas Venturi AIRE FIGURA 13 Sistema desgrasador por flotación. FUENTE: Elaboración propia con datos entregados por la empresa. 56 Tal como se indicara anteriormente, al momento de la visita, en la planta se estaba estudiando y evaluando alternativas para el tratamiento de los lodos (grasa). El RIL proveniente del desgrasador llega a dos estanques de ecualización (funcionan en paralelo) que se encuentran abiertos (FIGURA 14). Cada estanque tiene una capacidad de 500 m3 (volumen útil), lo cual da tiempo de tratar (agitar) el RIL en forma más lenta y continua durante el día, logrando una mejor homogenización de las cargas; además, los estanques (Nº 4 de la FIGURA 11) cuentan de un medidor de caudal para verificar que no se supere los límites de capacidad. En estos estanques de ecualización (Nº 4, FIGURA 11) ocurren dos procesos: Debido a que, el RIL que llega al estanque viene de diferentes procesos productivos, la carga final o su composición no es constante a lo largo del tiempo, por lo que se necesita homogenizar el RIL a través de agitación mecánica, de modo de tener un caudal constante y homogéneo en componentes y temperatura. pH debe estar entre los 6,5-7,5, para lo cual se neutraliza el RIL con reguladores de pH, ya sea soda cáustica (50%) o ácido sulfúrico (98%). Este proceso, según SALAZAR (2005), es de vital importancia para la vida de las lombrices, ya que permite aumentar la eficiencia del biofiltro a b ( ( C C H H I I L L E E , , M M I I N a) Obstrucción del RIL en lombrifiltro N IMAGEN 6: Problemas en el Biofiltro. b) Muerte de lombricesI I S S T T E E R R 57 Luego de la neutralización, se mide la temperatura del RIL para monitorear el sistema y tener precaución de mantener una temperatura adecuada de entrada al biofiltros (18º C – 25º C), para no perjudicar la acción de las lombrices. Aun que BASAURE (1993), señala que el óptimo es de 20º C, estando en un nivel adecuado entre 15 a 24º C, el estado de peligro de muerte se da cuando se alcanzan temperaturas menores a 5º C y mayores 37º C. IMAGEN 7: Entrada RIL ecualizador. IMAGEN 8: Salida del ecualizador. En general, los procesos realizados en los estanques de ecualización son importantes para la vida de las lombrices, en especial la neutralización del pH (como se mencionó en 2.1.4.2), además de una descarga adecuada y controlada para la entrada del RIL en el biofiltro. Para ello esta planta dispone de un sistema automatizado de control de las descargas al biofiltro. También es importante destacar que esta planta cuenta con un laboratorio para analizar las muestras de tratamiento del RIL y controlar así las distintas etapas, y en este 58 caso la medición del pH para controlar que esté dentro de su rango ideal; al mismo tiempo se mide el DQO para evaluar como esta funcionando el sistema de tratamiento. Estanques ecualización RIL que viene del desgrasador Bombas encargadas de llevar el RIL al Biofiltro Estanques donde se homogeniza y regula pH del RIL MÓDULO DE BIOFLITRO 1 MÓDULO DE BIOFLITRO 2 MÓDULO DE BIOFLITRO 3 FIGURA 14. Estanque de ecualización. FUENTE: Elaboración propia con datos entregados por la empresa. Los estanques de ecualización cuentan con un sistema de bombeo que tiene conectadas 3 bombas cada uno, con una capacidad de 80 m3/h cada una, ubicadas al costado de éstos (FIGURA 9), las que permiten impulsar el Ril a las naves (módulos) del biofiltro, ya que KIELY (1999), señala la importancia de la homogenización de las cargas orgánicas y el caudal para poder obtener un adecuado efluente, de modo que no se presenten inconvenientes en el tratamiento secundario. El sistema cuenta también con un mecanismo de retorno hacia los estanques de ecualización, para regular la presión en el sistema de riego del biofiltro (IMAGEN 9). El RIL llega a los tres módulos del Biofiltro Dinámico y Aeróbico (Nº 5 en la FIGURA11) como muestra la FIGURA 10, la que funciona dependiendo de las necesidades de producción. Este biofiltro comprende una sección de 8.400 m2 divididos en 3 módulos iguales de 140 x 20 m y una altura estándar de 1,2 m; al mismo tiempo cuenta con 336 aspersores de una capacidad de 0,3 L/s. Estos están distribuidos en los tres módulos subdivididos en 7 estaciones las que cuentan con sus respectivas cámaras de recolección del líquido tratado 59 (FIGURA 10), a su vez cada una de estas 7 estaciones cuenta con 16 aspersores para asperjar el efluente. a b IMAGEN 9: Sistema de bombeo del RIL hacia el lombrifiltro. a) lado interno b) lado externo. Los aspersores (IMAGEN 10) funcionan por 15 minutos, distribuyendo el RIL en los módulos de biofiltro sobre la mezcla de aserrín mas lombrices, con un tiempo de residencia (reposo) promedio de 30 minutos, antes de volver a asperjar nuevamente. Los tiempos, tanto de aspersión como de reposo varían, principalmente según el nivel de producción que tenga la planta, ya que al haber mayor producción se generan más residuos líquidos. IMAGEN 10: Aspersores. Un aspecto importante es la humedad que debe tener el medio ya que las lombrices funcionan adecuadamente con un 70 a 80%, siendo el óptimo cercano a los 75% (BASAURE, 1993). 60 El RIL es rociado sobre la superficie del filtro donde la materia orgánica queda retenida en la superficie, constituyéndose en el ecosistema de las lombriz roja californiana (Eisenia foetida). El RIL percola a través de las diferentes capas del filtro compuestas por aserrín/viruta (FIGURA 15), quedando retenidos en éstas un alto porcentaje de materia orgánica, la cual será transformada en humus. En éste se forma una flora bacteriana la que ayuda en la descomposición del RIL; además, este humus luego puede ser utilizado como fuente energética para plantas (vegetales y frutas). Este sistema no genera producción de lodos, lo que lo hace más eficiente ya que no produce desechos secundarios que deban ser tratados posteriormente (A.V.F. Ingeniería Ambiental Ltda., 2005). El RIL que sale tratado del biofiltro es drenado por gravedad, ya que este sistema no tiene filtraciones hacia el suelo; el fondo de las estaciones está construido con una pendiente que permite la recuperación del RIL por un canal que se encuentra en el centro de cada estación. Luego está en condiciones para pasar por la etapa de desinfección (A.V.F. Ingeniería Ambiental Ltda., 2005). Tubos aireación Aspersores de RIL Entrada RIL Entrada RIL Pared de hormigón Ecosistema: lombrices aserrín/viruta Malla Bolones Canal colector filtrado Salida RIL filtrado FIGURA 15 Esquema biofiltro aeróbico dinámico. FUENTE: Elaboración propia con datos entregados por la empresa. HERNÁNDEZ (2005), señala que las lombrices presentes en las capas superiores del Biofiltro consumen la materia orgánica (de mayor tamaño) y la degradan transformándola en humus, además permiten que se generen los microorganismos. Además las lombrices están en constante movimiento lo que permite mantener la permeabilidad y aireación del filtro. También es importante destacar que unas de las mayores cualidades de este sistema, como lo menciona GUZMÁN (2004), es su bajo costo de inversión y operación, debido a que el biofiltro requiere esencialmente solo de la 61 construcción de algunas obras civiles (como movimiento de tierra, estanques enterrados, muros de albañilería y canales de hormigón). Por otra parte, el Biofiltro tiene bajos requerimientos energéticos, ya que requiere solamente la energía necesaria para activar las bombas de la planta elevadora y los gastos del sistema de desinfección. Por otro lado, la operación del sistema es simple y semejante a prácticas agrícolas, de fácil asimilación por pequeñas comunidades agrarias. Luego de esta fase se toman muestras del RIL y se mide DQO, pH y temperatura, con el objeto de poder evaluar y conocer como está funcionando el sistema hasta esta etapa, y así tener un punto de control para analizar si se deben hacer modificaciones en el sistema con el objetivo de optimizar el tratamiento. Para esto, como se mencionó anteriormente, esta planta de tratamientos cuenta con un laboratorio, en el cual se miden distintos parámetros (temperatura, DQO, pH), lo que permite ir monitoreando el RIL y hacer más eficiente su tratamiento. Debido a que en algunas épocas se incrementan los valores de algunos parámetros, sería interesante analizar la factibilidad de recircular el RIL en uno de los tres módulos del biofiltro, para así aumentar el tiempo de residencia de éste y reducir los valores medidos por las autoridades (DBO5, nitrógeno, fósforo, aceite y grasa, etc.). Después de esto el RIL pasa a un decantador FIGURA 16 (Nº 6 en la FIGURA 11). Su objetivo es asegurar que no existan sólidos suspendidos y lombrices del proceso anterior. Este funciona por gravedad elevando las partículas flotantes al mismo tiempo que son sedimentadas las de mayor peso (básicamente humus, aserrín y lombrices), ya que en la decantación no se ocupan compuestos externos, ya sea coagulantes o floculartes. Las partículas retiradas en este decantador (restos de aserrín y lombrices que son decantados del biofiltro y llevados por el RIL), son recuperadas en esta fase y retornadas al biofiltro. El RIL proveniente de la etapa anterior de decantación es sometido a un nuevo proceso (tratamiento terciario), en otro estanque (Nº 7 en la FIGURA 11), donde es clorado con hipoclorito de sodio (IMAGEN 11), lo que permite eliminar coliformes fecales que el Ril pueda contener. Etapa que según UNDA (2002) tiene como objetivo final la destrucción de los agentes capaces de producir infección. Aunque este sistema tiene como base literaria un sistema de radiación con u.v. (SOTO Y TOHÁ 1998), este método para el lugar donde esta instalada la planta, presenta muchos inconvenientes como los que señala LAU (1997), por ejemplo el alto costo operacional y hay que mantener una limpieza adecuada de las lámpara u.v., lo cual resultaría en mucha perdida de tiempo puesto que esta sección de la planta se encuentra al 62 aire libre. Además, éstas aguas depuradas deben tener un mínimo de sólidos ya que estos disminuyen el alcancé de la luz. Partículas flotantes y lombrices RIL RIL así proceso de desinfección Partículas sedimentables FIGURA 16 Estanque decantación. FUENTE: Elaboración propia con datos entregados por la empresa Según RAMALHO (1996), con el método de cloración se logra un alto grado de destrucción e inhibición del crecimiento bacteriano, y se logra reducir el DBO por oxidación de componentes orgánicos, además su costo de operación es mas bajo. Esta es la última etapa de tratamiento del sistema, antes de vaciar el RIL al cuerpo de agua, permitiendo cumplir con los niveles que establece el D.S. nº90, para la descarga a un cuerpo de agua. IMAGEN 11: Sistema de desinfección. 63 Por último, el efluente final llega a una cámara de elevación para ser conducido en forma gravitacional para su descargada al cuerpo de agua (río). Antes de la descarga se toman muestras para un control interno y para medir DQO, pH, temperatura, además la concentración de cloro libre/total (ppm). Los valores obtenidos deben estar dentro de los rangos establecidos por la autoridad y que aparecen en la tabla 2 del D.S. Nº 90 (ANEXO 3). Para que los resultados de los parámetros evaluados de los efluentes sean válidos ante la autoridad, los análisis son realizados por un laboratorio certificado, que, en este caso, corresponde al Laboratorio de Riles del Instituto de Agroindustrias de la Universidad la Frontera, de Temuco. Según los antecedentes entregados por la empresa, las descargas del efluente se realizan de forma continua, llegando a un caudal de descarga final promedio de 3000 m3/día, ya que, al final del proceso se juntan los 800 m3/día de RIL tratado con 2.200 m3/día de aguas limpias que, como se mencionó anteriormente son by-paseadas a un estanque final donde se toman las muestras antes de verter el efluente al río; con lo que se logra bajar la carga del RIL de 3000 mg O2/L, a una carga final de 150 mg O2/ L (antes de la disolución con aguas limpias era de 350 mg O2/L). 4.1.1.2 Parámetros monitoreados por la SISS para la planta A_18/02. Como una forma de evaluar el comportamiento de algunos parámetros monitoreados por la SISS para los RILes que esta planta descarga en las cuerpos de aguas, a continuación se mostraran los datos registrados entre enero y septiembre del año 2008. Estos datos fueron obtenidos directamente de la SISS (ANEXO 4) La descripción del comportamiento de los parámetros monitoreados por la SISS, permite deducir si la planta de tratamiento de RIL esta funcionado de forma adecuada según los parámetros del D.S.90/2000. Para efectos de esta descripción, en el ANEXO 3 se muestran los límites máximos permitidos de algunos parámetros según lo establece en el Decreto Supremo 90/2000 y por el cual debe regirse esta planta. De acuerdo con estos antecedentes la planta A_18/02 cumple con estos parámetros de forma adecuada según la norma. Sin embargo, es importante señalar, como se menciona anteriormente en el punto 4.1.1, que se pueden hacer algunas mejoras. Para este caso tal como lo menciona RAMALHO (1996) y VEGA DE KUYPER (1997), se puede sugerir la instalación de cribas al inicio del tratamiento de los RILes, para así eliminar los sólidos superiores a 0,5 mm y así obtener un RIL de mejor calidad para ser tratado en el biofiltro. También es interesante ver como se comportan los parámetros durante los meses muestreados, en especial el DBO5 uno de los más importantes en el monitoreo, además de ver los niveles de los aceites y grasa ya que, como se 64 mencionó anteriormente, estos causan varios problemas al sistema de tratamientos que tiene la planta. En el caso de la DBO5, la planta funciona de forma muy eficiente ya que sus límites se mantienen muy por de bajo de lo permitido en los meses de menor producción (enero-marzo) alcanzando valores por dejado de los 30 mgO2/L , mientras que los valores más altos están en los meses de mayor producción de la planta (junio-septiembre), alcanzando aquí valores cercanos a las 250 mgO2/L. en agosto, una de las mediciones sobrepaso el máximo permitido (300 mgO2/L) llegando al 304 mgO2/L, lo que es un dato marginal comparado con el resto de los sus valores ya que ninguno ni siquiera estuvo cerca de llegar al límite máximo permitido por ley. Situación parecida se dio con los aceites y grasa, con un aumento en los meses de invierno, pero en este caso los valores no alcanzaron a llegar ni a la mitad del valor máximo permitido por ley. También es interesante destacar la gran cantidad de monitoreos efectuados por mes, llegando a los cuatro, lo que muestra un gran interés en el control de sus sistemas de tratamientos. 4.1.2 PLANTA B_19/02. Esta empresa se dedica el rubro cervecero. Cuenta con un sistema de tratamiento de riles del tipo físico-químico, con un proceso de flocodecantación. Según los antecedentes aportados por la empresa, esta planta cuenta con una producción máxima de 55 m3/d, y funciona 16 h/d, de lunes a viernes; para lo cual cuenta con un pozo profundo (estanque de hormigón enterrado bajo tierra), pre-tratamiento (estanque de ecualización, tres estanques pulmones), planta de tratamientos primaria de riles: que funciona a través del sistema flocodecantación, sistema de filtro prensa (de paños), y cuenta además con un sistema de drenes (infiltración en tierra). El RIL luego de ser tratado es descargado a un sistema de drenes para ser infiltrado bajo tierra en un terreno ubicado a un costado de la industria, por lo cual es monitoreado por las autoridades teniendo como referencia el Decreto Supremo Nº 46 del año 2002. Es importante destacar que en esta planta la totalidad de la recepción se destina a la elaboración de cerveza artesanal, para lo cual se utilizan como materias primas, principalmente: levadura, cebada (malta), agua, lúpulo, para tener una producción anual de producto final de 50000 HL/año (5000000 L/año). El caudal diario que entra a esta planta de tratamientos de RIL es de aproximadamente 2300 L/h, los cuales se dividen en desechos de higienización, de limpieza CIP, desechos del proceso de elaboración de cerveza y aguas limpias. 65 FeCl3 Afluente de la planta (1) NaOH Tk Floculante 3 estanques pulmón Cámara de decantación (2) Tk Agitación Tk Lodos (5) Tk Ecualizador (3) Lodos llevados por empresa externa Filtro prensa (6) Flocodecantador (4) Tk RIL tratado (7) Efluente Final (8) Sistema de drenes de infiltración bajo tierra (9) FIGURA 17 Diagrama de flujo del sistema de tratamiento del RIL de la Planta B_19/02 FUENTE: Elaboración propia, con datos obtenidos por la empresa. En el caso de esta planta, según se informó, al inicio del tratamiento aparecen inconvenientes con bastante frecuencia ya que al eliminar todo los desechos a través de los RILes, se produce bastante fluctuación de sus parámetros, por lo que la empresa debe incurrir en un excesivo gasto de reactivos para la corrección de pH, además de los reactivos utilizados para la floculación y coagulación, lo cual se podría corregir instalando un filtro antes de que el RIL llegué al sistema de ecualización, para que luego tenga un adecuado tiempo de ser homogenizado, y así eliminar las fluctuaciones de pH y de carga del RIL. 4.1.2.1 Tratamientos de los efluentes en la planta. El afluente luego de salir de la planta cervecera va hacia un pozo profundo (de hormigón) de unos 12 m3 de volumen (Nº 2 en la FIGURA 17), en este pozo actúan dos bombas sumergibles (las cuales para funcionar deben estar sumergidas en líquido ya que al estar en contacto con el aire se queman), lo que conlleva a que estas bombas succiones sólidos del fondo. Según McCABE et al. (1991) éstas no serían las más efectivas para esta sección de la planta de tratamiento, puesto 66 que al estar sumergidas, arrastran partículas sólidas hacia el estanque de ecualización, ya que el RIL al llegar a este sector decantan sólidos y luego son vueltos a succionar por estas bombas; por lo que lo ideal en esta fase sería tener bombas que estén en la superficie y succionen sólo los líquidos del sector superior del pozo y no el material sólido que decantó en el pozo, como se observó durante la visita a la planta A_18/02(Nº 4 en la FIGURA 11). De acuerdo a lo señalado por VEGA DE KUYPER (1997) sería interesante en estos casos también, colocar cribas de diámetro pequeño para así poder retener partículas de sólidos mayores antes de la llegada del RIL a este pozo profundo, ya que son perjudiciales para la acción del sistema de tratamiento de RIL. IMAGEN 12 Estanque de ecualización. Posteriormente, el afluente es enviado hacia un estanque de ecualización (IMAGEN 12) (Nº3 en la FIGURA 17), el que tiene una capacidad de 18m3 de volumen. Esta cuenta con 4 aspas de agitación, colocadas en cuatro niveles, las que actúan gracias a un censor de nivel que tiene este estanque, ya que sus dimensiones no son suficientes para el volumen de descarga de la planta. Además, se cuenta con 3 estanque pulmones de las mismas características de capacidad que el de ecualización, pero sin las aspas de agitación. El paso de un estanque a otro es controlado por las mismas bombas sumergibles, mencionadas anteriormente, las que son controladas por válvulas, dependiendo de las necesidades. KIELY (1999), menciona que esta etapa es fundamental en cualquier sistema de tratamientos ya que con el se pueden regular las cargas del caudal y así mejorar el funcionamiento del sistema de tratamientos de RILes. En esta etapa también aparecen inconvenientes ya que, al no tener, los estanques, la suficiente capacidad de almacenamiento, no logran una adecuada 67 homogenización del RIL; además qué, en momentos de mucha producción se debe pasar el RIL hacia la siguiente etapa del tratamiento sin poder homogenizar el afluente, lo que lleva a gastos excesivos de reactivos, y un mal funcionamiento del sistema de flocodecantación. Según ZAROR (2000), esta situación es muy perjudicial para cualquier tipo de planta de tratamientos, por lo que se debería analizar la opción de aumentar la capacidad de estos estanques para así mejorar el sistema y ahorrar en costos de reactivos en etapas posteriores. Además, no se puede llevar un control adecuado de lo que se envía en el RIL, puesto que pasan restos de levadura, cerveza, productos de la filtración de la cerveza, material del sector de embotellado y envasado, lo que hace un RIL de muchas fluctuaciones de carga, y al no poderlo homogenizar de forma adecuada causa problemas en los siguientes niveles del tratamiento. RAMALHO (1996), menciona la importancia de tener rejas gruesas para los sólidos mayores como también tener cribas que disminuya los sólidos menores a 0,5 mm del RIL lo cual al ser colocados en la planta podría solucionar gran parte los problemas de homogenización. A su vez, en el estanque de ecualización se regula el pH para la etapa de flocodecantación, el que debe ser de 5 (ideal para el sistema), pero aquí también surge otro inconveniente ya que para al adición del reactivo que corrige el pH (soda o ácido sulfúrico, dependiendo del pH de entrada del RIL) se ocupan bombas continuas de desplazamiento positivo o antiretorno, las cuales no permite que se devuelva el reactivo, lo cual produce muchas fluctuaciones del pH del RIL ( entre 3 y 10), gastando en exceso reactivo para obtener el pH adecuado para el sistema, por lo cual IBARZ y BARBOSA-CANOVAS (1999), sugiere contar con bombas dosificadoras para optimizar el gasto de reactivos, y lograr con mucha mas facilidad el pH óptimo. Después de homogenizar y obtener el pH adecuado, el RIL pasa al sistema de flocodecantación (Nº 4 en la FIGURA 17) el cual cuenta con un sistema de precipitación química, en el cual, como menciona METCALF y EDDY (1995), altera el estado físico de los sólidos y material en suspensión para que estos decanten y así los lodos son eliminados por la parte inferior del sistema de tratamientos. Para tener la adecuada concentración de floculante y coagulante para la carga de RIL diaria, según se informa, se realizan las pruebas de ―jarro‖ de la siguiente forma: Se toma 5 jarras de un litro (IMAGEN 13). Estas son llenadas con el RIL del día, y se le agrega distintas concentraciones de los reactivos (10%, 20%, 30%, 50%), y se ve cual flocula de mejor forma (tamaños y forma geométrica) y dependiendo de esto se le agrega definitivamente el 68 reactivo al RIL para poder continuar con el proceso (el escalamiento es directo). Tanto el floculante como el coagulante cuentan con una bomba dosificadora para ser adicionada al RIL. Lo cual según IBARZ y BARBOSA-CANOVAS (1999) es la bomba ideal para este tipo de sistema, ya que no se pierde reactivo, puesto que se agrega sólo lo necesario (FIGURA 17). El sistema de flocodecantación (Nº 4, 5, 7 de la FIGURA 17), cuenta con un estanque de agitación y tres cuerpos (IMAGEN 14) y dos estanques, uno de recolección de los lodos y otro del RIL tratado. Cada uno de los cuerpos de los flóculos decanta de forma natural por gravedad, y el fondo de estos estanques cuenta con una salida para eliminar los sólidos decantados (lodos), los cuales son eliminados por una bomba continua, la cual los lleva a un estanque de almacenamiento de lodos, para que luego estos sean llevados a un filtro prensa (de paños). METCALF y EDDY (1995), señalan que al incorporar más cuerpos al sistema se podría tener un RIL final de mayor calidad puesto que se lograría decantar mayor cantidad de sólidos lo que haría que se bajara la carga de RIL final. IMAGEN 13 Prueba de jarras, en distintos tiempos. Este filtro prensa (IMAGEN 15), deshidrata el lodo por trabajo de presión ya que es aplastado por varias planchas de acero inoxidable (Nº 6 en la FIGURA 17) con lo que se logra extraer líquido (licor de prensa) y luego sacar la torta de lodo más seca (menor humedad). Para que este filtro prensa realice un deshidratado más eficiente, según IBARZ y BARBOSA-CANOVAS (1999), la presión de éste debe ser hidráulica o neumática, cosa que en esta planta no sucede, ya que se realiza de forma manual, lo que reduce la eficiencia del sistema y deja un lodo más húmedo puesto que el licor de torta que se elimina es menor. 69 a b c d IMAGEN 14 Partes del flocodecantador. a) imagen horizontal b) estanque de agitación. c) formación del floco. d) salida del RIL. Luego, el licor de torta que se elimina de la prensa es llevado por gravedad al pozo profundo (primer lugar de llegada del RIL), y el lodo es llevado por una 70 bomba de tormillo marca Mono (la cual aplica mayor presión), a un estanque de almacenamiento. Seguidamente este lodo es guardado en sacos para que sea retirado por una empresa externa, la que se encarga de su eliminación. Aquí cobra importancia la presión que ejerce la prensa ya que, la empresa que eliminación este lodo cobra por kilo de producto, por lo que se estaría pagando demás para eliminar agua. Una vez tratado el RIL y ya estando en su estanque de almacenamiento, es llevado por una bomba continua a una cámara de aproximadamente 4 m2 (Nº 8 de la FIGURA 17) donde se sacan muestra para verificar que este RIL cumpla con las normas establecidas, en este caso el D.S. nº 46 (ANEXO 3), y luego por gravedad es conducido a unos drenes (Nº 9 de la FIGURA 17), que son los encargados de realizar su infiltración en el suelo. IMAGEN 15 Filtro prensa (deshidratador de lodos). Estos drenes cuentan con una superficie de aproximadamente 666 m2, y tiene la forma de un esqueleto de pescado. Está formado por tubo de pvc con agujeros para que salga el RIL y se produzca la infiltración en el suelo. En la línea central (columna), existen nueve cámaras de aproximadamente 4 m2. De cada una de estas cámaras salen tubos laterales para eliminar el RIL, el que es conducido por gravedad (renvalse de las cámaras) de una cámara a otra. Este sistema de drenes esta diseñado para una vida útil de cinco años. Según se señaló durante la visita, este sistema no sería el más adecuado para este sector, puesto que el suelo no es de los mejores para la infiltración, por ser de material arcilloso y cancagua, lo cual no permite una adecuada absorción del material. Pero, es importante destacar que el estudio de vulnerabilidad que se hizo al acuífero demostró que era de bajo riesgo, ya que el RIL infiltrado no llegaba al acuífero. 71 Los valores obtenidos deben estar dentro de los rangos establecidos por la autoridad y que aparecen en el D.S. Nº 46. Para que los resultados de los parámetros evaluados de los efluentes sean válidos ante la autoridad, los análisis están a cargo de un laboratorio certificado. Las descargas del efluente se realizan de forma continua, llegando según datos entregados por la empresa a un caudal de descarga final promedio de 2,3 m3/h; las cargas finales son variables, dependiendo de la producción diaria de la planta procesadora de cerveza, lo que incluye los lavados de las máquinas, nivel de producción del filtrado, embotellado y envasado. Las muestras se toman antes de infiltrar el efluente al suelo. 4.1.2.2 Parámetros monitoreados por la SISS para la planta B_19/02. A continuación se muestran los valores de los parámetros por los cuales se rige esta empresa para poder eliminar sus efluentes a los lugares de descarga y que han sido establecidos en el Decreto Supremo Nº 46 (ANEXO 3). Siendo el objetivo establecer si la planta de tratamiento de RIL está funcionado de forma adecuada según los parámetros de la SISS, durante el periodo en que duró este estudio, además se describirán datos puntuales monitoreados, y entregados a la SISS (ANEXO 4) para mostrar la eficiencia de sus sistemas de tratamientos y el cumplimiento de las normas que los controlan, los cuales fueron monitoreados entre enero y septiembre del 2008. Al observar éstos se puede decir que ,en general prácticamente todos están en norma pero en algunos meses como abril, mayo, junio y septiembre los niveles de nitrógeno sobrepasaron un tanto el valor límite de 15 mg/L, debido probablemente a los tipos de reactivos que son ocupados para la coagulación y floculación, del RIL, además de la carga inicial que tiene este RIL ya que, como se mención anteriormente hay una alta descarga de productos desde la plata procesadora (lavado de maquinas, filtrado, etc), lo cual perjudica altamente el sistema de tratamiento de RIL, ya que no se alcanza una adecuada homogenización lo que según KIELY (1999), es fundamental para cualquier tipo de tratamiento de RILes. 4.1.3 PLANTA C_20/02. Esta empresa se dedica al rubro cárnico, específicamente a la faenación de carne de vacuno. Cuenta con un sistema de tratamiento de RILes del tipo físico-químico, con procesos de pre-tratamiento para luego pasar a un tratamiento primario a través del sistema DAF. Según se informó en la planta, la producción máxima es 1200 m3/d (funciona 16 hr/d de lunes a viernes), para lo cual cuenta con un sistema de pre-tratamiento (tres filtros uno para el contenido ruminal, otro para la materia roja y finalmente uno para los corrales), una cámara desgrasadora, una pozo de ecualización, una planta de tratamientos primaria de riles: que funciona a través del sistema DAF, un sistema de desinfección y un emisario submarino de descarga al río. 72 Este RiL luego de ser tratado es descargado a un río ubicado a un costado de la industria, por lo que es monitoreado por la autoridad teniendo como referencia el Decreto Supremo Nº 90 del año 2000 (ANEXO 3). CaO Afluente de la planta (1) Tres Filtro Rotatorio (2) FeCl3 Tk Neutralización (4) Tk Coagulación Tk Ecualizador (3) Tk Floculante DAF Efluente Final (6) Biofiltro (5) Prensa (4) Río FIGURA 18 Diagrama de flujo del sistema de tratamientos de RIL de la planta C_20/02. FUENTE: Elaboración propia a partir de datos entregados por la planta. Es importante destacar que en esta planta la mayor parte de la recepción se destina al faenamiento de carne; para lo cual se utilizan como materias primas, principalmente: carne de vacuno, los que para el año 2007 arrojaban un volumen mensual de 5600 cabezas, para tener una producción mensual de producto final de 1300 ton en vara lo que hacía 1.375.000 kg/mes. Según los datos aportados por la empresa el caudal diario que entra a esta planta de tratamientos de RIL es de aproximadamente 600 - 700 m3, los cuales se dividen en: Aguas rojas, que están conformadas por el agua-sangre proveniente de la planta de faena; aguas de lavado de los equipos, productos y pisos, lavado de 73 los equipos de la sala de procesamiento de vísceras rojas, zona limpia de procesamiento de guatitas y tripas, decomisos y desposte. La sangre que se recolecta independientemente para ser llevada por una empresa externa. Las aguas verdes son aguas provenientes del lavado de camiones, corrales y salas de vísceras verdes, salas de procesamiento de vísceras verdes y pisos de las salas de zona sucia del procesamiento de vísceras verdes, aguas del lavado de equipos. Extracción del contenido ruminal de estómagos, vómito. Los tratamientos de RILes utilizados por esta planta, son realizados en la misma planta, pero a cargo de una empresa externa, que se llama Ambitec. 4.1.3.1 Tratamientos de los efluentes en la planta. El afluente que sale de la industria faenadora (Nº 1 de la FIGURA 18) de carne se divide en tres flujos los que son llevados a diferentes estaciones antes de ser reunidos en un pozo de ecualización primario, para luego poder ser conducidos a la planta de tratamientos de RIL. El primer flujo de RILes es el denominado aguas rojas o también llamado RILes rojos (caracterizado anteriormente). Esta aguas rojas provienen de la sala de procesos, del matadero de emergencia; salen aguas rojas las que son llevadas a una cámara desgrasadora donde se juntan con los RILes de la sala de desposte para luego extraer la grasa, la cual es aprovechada por una empresa externa (la misma que se encarga de la sangre), luego este RIL se junta con los demás en el estanque de ecualización 1, para proceder a ser tratado en la planta de tratamiento de RILes El afluente de aguas rojas (RILes rojos) que viene de la sala de procesos es llevado a un filtro de movimiento rotatorio continuo (Nº 2 en la FIGURA 18), el cual retiene partículas mayores a 1 mm, para luego pasar a una cámara desgrasadora que retirar las grasas, las que al igual que los sólidos retenidos en el filtro, se juntan para luego ser retirada por una empresa externa. El segundo flujo de RILes (IMAGEN 16) es el denominado aguas verdes o también llamado RILes verdes (caracterizado anteriormente). Estas aguas verdes provienen de la sala de procesos; tanto las de lavado, como las de contenido ruminal de estómagos; pasarán por un filtro con movimiento rotatorio continuo el cual retiene partículas mayores a 2,5 mm y 0,5 mm, respectivamente, dependiendo del flujo proveniente de la sala de procesos, luego el RIL filtrado ingresa a la cámara desgrasadora donde se une con el Ril rojo proveniente de las salas de proceso. 74 Los sólidos retenidos en este filtro, que están caracterizados por su contenido ruminal con 25% de humedad, son llevados a una módulo de biofiltro dinámico y aeróbico (lombricultura) el cual se encuentra en la planta y esta encargado de tratar los desechos sólidos biológicos que produzca la planta de faenadora. Es interesante destacar esta etapa del proceso ya que, en esta planta se dividen los flujos del RIL para poder pasarlos por tamices (filtros); lo que según METCALF y EDDY (1995), disminuye de forma significativa la carga de sólidos en el RIL, y con lo cual aumenta la eficiencia de los tratamientos primarios. Además, WALKER (2001), señala que esta etapa es fundamental para el optimo desarrollo del proceso de tratamiento en sus posteriores etapas, ya que los excesos de sólidos disminuyes la eficiencia de los sistemas de tratamientos de RILes. De acuerdo a lo señalado por RAMALHO (1996) esta etapa, llevada de una forma eficiente puede generar una disminución de 30-40% del DBO5. IMAGEN 16 Filtro RIL aguas verdes. Asimismo, hay que destacar como se indica en el CUADRO 2, que los principales contaminates de los procesos de manipulación de productos cárnicos son los sólidos suspendidos y las proteínas, por lo que esta etapa es fundamental para el óptimo desarrollo del sistema de tratamiento de RILes. El RIL que viene de la cámara desgrasadora se dirige a un primer estanque ecualizador, donde se unen todas las líneas de RILes, tanto rojos como verdes, para luego ser nuevamente filtrados e impulsados al Pozo Ecualizador General, para que finalmente puedan ingresar al Sistema de Tratamiento de RILes. Con estos pre-tratamiento de filtración se conseguirá mitigar los contaminantes que 75 se encuentran en el RIL, con lo cual se logra una efectividad mejor al pasar al tratamiento primario y se puede cumplir mejor con la normativa vigente. Por último, se tiene un tercer flujo de RILes (IMAGEN 17), el cual contiene aguas de lavado de camiones y corrales, la línea de aguas verdes que vienen del matadero de emergencia pasan por un filtro independiente y luego ingresa al primer estanque de ecualizador para luego seguir el tratamiento junto con los demás tipos de Riles. Los sólidos tratados en este filtro son trasladados al módulo de biofiltro dinámico y aeróbico (lombricultura), el cual se encarga de tratar este material orgánico y así poder tratar de forma mas efectiva los sólidos producidos por el mismo sistema de tratamiento de RILes. También es importante destacar que la sangre proveniente de la sala de producción es recolectada en una batea receptora y luego trasladada a un estanque de acero inoxidable; desde allí es retirado por una empresa externa para la producción de harina de sangre y hueso. El objetivo del estanque de ecualización (IMAGEN 18) es controlar las fluctuaciones de carga ya que aquí se mezclan los flujos de los tres afluentes (aguas rojas, verdes, y filtro 3) para así tener un caudal homogéneo; además, en esta etapa se regula el pH el que debe fluctuar entre 6,5 – 7,0 para que el sistema de tratamiento primario de RILes funcione en su máxima eficiencia; esto se realiza con la adición de cal. IMAGEN 17 Filtro RIL aguas de lavado de camiones y corrales. Este estanque (Nº 3 de la FIGURA 18) tiene un sistema de agitación constante para poder regular bien el caudal y el pH, el cual es medido por un sensor especial que tiene el estanque de ecualización. A su vez SEOÁNEZ (1998), señala la importancia de regular la carga del efluente ya que altas variaciones de carga pueden bajar la eficiencia del 76 sistema de tratamiento, con lo que no se lograría tener un efluente final de buena calidad. Luego de esta etapa el RIL entra a la planta de tratamiento (Nº 4 de la FIGURA 18) la cual cuenta con un estanque de coagulante y floculantes, ya que esta planta se basa en el sistema DAF (FIGURA 19). Según KIELY (1999), este sistema de tratamiento permite la eliminación de materia orgánica, disminuyendo la DBO5; además de la eliminación de aceites y grasas, sólidos no retenidos y sólidos suspendidos contenidos en el RIL, mediante la flotación y floculación con microburbujas de aire. IMAGEN 18 Estanque de ecualización. Para poder producir la floculación de los sólidos se agrega un coagulante (cloruro ferrico); además, para poder mantener el pH necesario para la adecuada formación de los flóculos, se agrega un neutralizante, y finalmente se adiciona un poli electrolito cationico para que se puedan formar los flóculos adecuados para el funcionamiento del sistema. Luego de formados los flóculos, éstos pasan a un estanque (FIGURA 19), donde el flóculo se encuentra con una corriente de microburbujas que se inyectan por la parte inferior del estanque a una presión de varias atmósferas, lo cual produce un ascenso a la superficie (flotación) de los flóculos. Estos son retirados de la superficie por un ―barredor‖ para que los lodos recuperados sean almacenados en un estanque que se encuentra en una de las salidas del DAF, para que luego estos lodos puedan ser deshidratados en un filtro prensa o decanter. 77 Como señala ZAROR (2000), en el CUADRO 3 este sistema es bastante eficiente en la remoción de sólidos, por lo que es bastante adecuado para este tipo de RIL como ya se había mencionado anteriormente, además de ser un sistema de bajo tiempo de residencia, y fácil manejo lo que hace que se adecue bastante bien a esta empresa. Cabe señalar que, según UNDA (2002), indicar que los lodos generados en el sistema de tratamiento de RILes son de naturaleza orgánica, por lo que no son peligrosos, es decir no son tóxicos, inflamables ni corrosivos. Barredor superficial Lodo Efluente Afluente Inyección de aire FIGURA 19 Sistema de flotación por aire disuelto. FUENTE: Elaboración propia con datos entregados por la empresa. Los flóculos (lodos) son retirados de la superficie para luego ser enviados al lombricultivo para ser tratados, previo prensado de éstos. El prensado (Nº 4 de la FIGURA 18), se realiza en un filtro prensa (IMAGEN 19), el cual deshidrata el lodo por trabajo de presión hidráulica; ya que se aplasta el lodo por varias planchas de acero inoxidable, con lo que se logra eliminar líquido (licor de prensa). McCABE et al. (1991), señala que un óptimo rendimiento del prensado se logra a través de la acción de fuerza hidráulica con lo que se consigue sacar la torta de lodo más seca (IMAGEN 19) (menor humedad), por lo tanto esta planta cuenta con un sistema adecuado para la deshidratación de lodos. Informes entregados por la empresa muestran que sus lodos alcanzan humedades cercanas al 70%, con lo cual según la NCh 2880 Of.2004 relativa a la clasificación y requisitos del compost, estaría cercano al rango de calificación de compost clase a, el que debe contener una humedad menor a 70%. 78 Los RILes tratado son descargados directamente al río mediante emisario subacuático (Nº 6 de la FIGURA 18). Este RIL debe cumplir con los límites máximos para descarga en cuerpos de aguas fluviales y no superar las capacidades de disolución del receptor, en este caso un río. Como se mencionó anteriormente los sólidos (lodos) son tratados en la misma planta a través de un sistema de lombricultura (Nº 5 de la FIGURA 18); con lo que se genera un ahorro de dinero y más eficiencia medioambiental al ser reutilizados estos desechos por la misma empresa. Es importante destacar que en esta etapa del proceso de tratamiento de los RILes, los desechos sólidos que llegan provienen del filtrado de los RILes de corrales y lavado de camiones, los sólidos provenientes del filtro final de RILes rojos (anteriormente explicado su contenido) y verdes (explicado su contenido anteriormente), los sólidos provenientes del filtrado de los RILes del contenido ruminal (estiércol de estomago), y los lodos generados en el Sistema de Tratamiento Secundario de Riles (DAF). a b IMAGEN 19: Prensa de lodos a) Filtro prensa b) Lodo deshidratado. Según información entregada por la empresa, para que estos desechos puedan ser reutilizados en el Lombrifiltro deben tener el siguiente tratamiento previo (para adaptar el desecho para ser vertidos en el lombrifiltro): Primero una fase anaeróbica donde los sólidos son depositados en unas especies de silo de compostaje, lo que es cubierto con nylon negro (evitar problemas con aves). 79 Luego en la segunda fase, aeróbica (45 a 90 días de duración), se produce una fermentación, por acción de hongos, bacterias y activos microorganismos a los que se debe la acidificación del compost. Esta fase inicia cuando se comienza a oxigenar la torta de compostaje, con lo que se logra modificar el pH (se desea neutralizar el mismo), además de enriquecer el compostaje para la alimentación de las lombrices ya que se logra fijar nitrógeno. La duración de esta fase depende de la oxigenación de la misma, por la acción de voltear la torta de compostaje Después de esta fase el compostaje esta listo para ser llevado a la cancha de lombrifiltro la cual es de aproximadamente 20 m de largo x 2m de ancho. FERRUZZI (1994), señala que el vermicompost es un producto que se obtiene en una etapa previa a la del humus, aproximadamente cerca de los 8 meses de proceso. Es un fertilizante orgánico, biorregulador y corrector del suelo cuya característica fundamental es la bioestabilidad, pues no da lugar a fermentación o putrefacción. Además, HERNÁNDEZ (2005), señala que el vermicompost no representa inestabilidad ni peligro alguno para el medio ambiente, por lo cual se puede utilizar como fertilizante. Este compostaje también se humedece un poco y es esparcido sobre el lombrifiltro para la alimentación de las lombrices. En los casos de los parámetros con los que se evaluará el RIL, que finalmente se evacuará al cuerpo de agua, éstos deben estar dentro de los rangos establecidos por la autoridad y que aparecen en el D.S. Nº 90 (ANEXO 3). Para que los resultados de los parámetros evaluados de los efluentes sean válidos ante la autoridad, los análisis están a cargo de un laboratorio certificado Ambitec. Según lo informado por la empresa las descargas del efluente se realizan de forma continua, llegando a un caudal de descarga final promedio de 520 a 620 m3/d. Las muestras se toman antes de verter el efluente al río; con lo que luego del tratamiento de RILes se logra una carga final cercana a 300 mg O2/ L, obteniendo una baja considerable ya que las cargas iniciales del afluente son de 1800 mg O2/L. 4.1.3.2 Parámetros monitoreados por la SISS para la planta C_20/02. A continuación se muestra los valores de los parámetros por los cuales se rige esta empresa para poder eliminar sus efluentes a lugares de descarga y que han sido establecidos en el Decreto Supremo Nº 90 (ANEXO 3). 80 Además, se describirán algunos datos puntuales monitoreados, y entregados a la SISS, para mostrar la eficiencia de sus sistemas de tratamientos y el cumplimiento de las normas que los controlan. Para los efectos de esta comparación, en el ANEXO 3 se muestran los límites máximos permitidos de algunos parámetros según lo establecido en el Decreto Supremo Nº 90 y por los cuales se rige esta planta En el ANEXO 4 se muestra un ejemplo para el mes de enero del 2008 de los parámetros entregados por la planta al ente fiscalizador, para verificar si la planta de tratamiento de RIL está funcionado de forma adecuada según los parámetros de la SISS. Pese a que sólo se pudo obtener datos de un mes, según se deduce de las cifras de este cuadro, los valores para los distintos parámetros están dentro de lo establecidos en el Decreto Supremo Nº 90. A pesar que estas cifras sólo corresponden a un mes en particular, según informaciones aportadas por la empresa, la planta de RILes estaba funcionando bastante bien desde hace varios meses, situación que se pudo constatar durante la visita ya que no se detectaron inconvenientes en la planta de tratamientos de RILes. 4.1.4 PLANTA D_26/03. Esta empresa se dedica al rubro lácteo, principalmente a la elaboración de quesos, y en menor medida a la elaboración de suero en polvo. No cuenta con un sistema de tratamientos de sus residuos líquidos. A la fecha de la visita (26 de marzo del 2008), la empresa se encontraba evaluando la factibilidad sobre la construcción de una planta de tratamiento de RILes. El RIL es descargado a los causes de un estero, por lo cual es monitoreado por las autoridades a través del Decreto Supremo Nº 90. Esta planta sólo se dedica a la producción de distintos tipos de quesos, por lo cual sus materias primas son leche y cultivos lácteos. La recepción de leche llegaba a un volumen de 1.300.000 L/mes para tener una producción mensual de 130 ton/mes. La descarga del RIL es de forma continua, teniendo una estadística de producción de RIL mensual de 2000 m3. Este proviene del lavado e higienización de los camiones que transportan la leche desde los predios a la planta, la que se realiza a alta presión, para una limpieza más efectiva y reducción del consumo de agua; aguas limpias provenientes del enfriamiento y condensación; aguas de procesos mezcladas con restos de leche u otros componentes; líquidos que caen en el proceso (leche, suero); aguas proveniente de la limpieza e higienización de equipos; residuos de productos en tuberías y máquinas; residuos del lavado con restos de soluciones alcalinas, ácidos y desinfectantes. 81 Los parámetros de los Riles deben ser aceptados por la autoridad para lo cual las descargas son monitoreadas periódicamente por la empresa Aquagestión (Fundación Chile), la que mide del efluente los siguientes parámetros: DBO5, sólidos suspendidos, aceites y grasas, nitrógeno total, fósforo, pH, temperatura, mercurio, cloruros, caudal, etc. 6 Según la declaración de impacto ambiental presentada por esta empresa con fecha del mes de octubre de 2006 la planta debería tener un programa en funcionamiento para tratar y minimizar la generación y descarga de sus residuos líquidos; según se indica a continuación: 4.1.4.1 Programa de disminución de uso de agua. El objetivo fundamental del proyecto es disminuir el volumen final de riles, controlando la cantidad de agua utilizada en procesos. Con el objeto de disminuir el agua de descarte, se implementará un proyecto de recirculación. Este considera 2 filtros de arena en una línea hidráulica que concentre las aguas de lavado. El caudal será filtrado y desinfectado mediante luz UV para disminuir su carga microbiana. Se instalarán pitones de lavado, con lo que se logrará un mejor estándar de limpieza y una reducción en la cantidad de agua utilizada. Junto con ello, se establecerá un protocolo de limpieza de pisos, priorizando un método de barrido en seco. Se evitará el vertido de líquidos de alta carga orgánica, especialmente suero. Para ello se mejorará la condición y capacidad de la actual recuperadora de suero de la planta, considerando que este producto tiene valor comercial. La implementación de las acciones mencionadas permitirá reducir el agua residual en un 25%. 4.1.4.2 Sistema de abatimiento de sólidos en suspensión. Considerando la reducción de caudal de agua utilizada y por consiguiente de riles generados, se implementará un hidrociclón con una capacidad aproximada de 14 m3/h (FIGURA 13). Tendrá un volumen total de 1,25 m3 y una altura total de 1,77 m. Se espera alcanzar una eficiencia de captura de sólidos suspendidos mínima del 85 % y máxima 94%. Se instalará antes de la descarga al sistema de piscinas de captura de aceites y grasas. Las partículas rechazadas, es decir los sólidos en suspensión colectados mediante el paso del Ril por el hidrociclón se depositarán en un recipiente 6 Declaración de Impacto Ambiental: Proyecto de Tratamiento y Disposición Controlada de Residuos Líquidos Agroindustriales Vía Riego Planta D_26/03.Información obtenida en www.e-seia.cl el 10 de Noviembre del 2008 82 ubicado en la parte baja del cono, desde donde posteriormente serán enviados a vertedero. 4.1.4.3 Sistema de abatimiento de aceites y grasas. Se instalará un sistema de abatimiento de aceites y grasas basado en el principio de flotación natural. Se considera construir piscinas de decantación (FIGURA 20), con una placa deflectora en pozo primario, que impida el paso de aceites y grasas al Ril. Los aceites y grasas sobrenadantes serán aspirados por una bomba y dispuestos en vertedero junto con los sólidos en suspensión colectados en el hidrociclón. Se espera una eficiencia de operación que permita alcanzar una capacidad óptima de un 95%. Overflow Trayectoria de una partícula pequeña Ingreso de riles Trayectoria de una partícula grande Underflow FIGURA 20 Esquema de funcionamiento de un hidrociclón. FUENTE: www.e-seia.cl. 4.1.4.4 Proyecto de disposición en riego controlado de RILes tratados. Consiste en el diseño de ingeniería e implementación de un proyecto de disposición controlada de los riles tratados, como riego sobre suelo agrícola cultivado. Considerando un volumen anual de 27385m3 de riles, la superficie óptima para riego asciende a 56,7ha, lo cual se complementa con 5313m3 de aguas lluvias capturados por el tranque, el cual debe tener una capacidad embalsamiento de 21500m3. Adicionalmente se requeriría un volumen de agua de dilución equivalente a 103934m3 de agua. 4.1.4.5 Método de disposición. La disposición de riles se compone de dos sistemas que pueden funcionar en forma conjunta o independiente. Cada uno consta de un ducto de riego de alto caudal, que forman parte de un sistema de 83 riego. Este es accionado por una motobomba centrífuga instalada en el cabezal de riego ubicado junto al tranque de riles. El cabezal para ambos sistemas estará ubicado en una caseta común. Los riles tratados se dispondrán como riego en las áreas de praderas de un predio de propiedad de la empresa. FIGURA 21 Esquema de implementación de placa deflectora. FUENTE: www.e-seia.cl 4.1.4.6 Parámetros monitoreados por la SISS para la planta D_26/03. En el ANEXO 3 se muestra los valores de los parámetros por los cuales se rige esta empresa para poder eliminar sus efluentes al lugares de descarga y que han sido establecidos en el Decreto Supremo Nº 90 (ANEXO 3). Además, se describen datos puntuales monitoreados, y entregados a la SISS para mostrar la eficiencia de sus sistemas de tratamientos y el cumplimiento de las normas que los controlan. En el ANEXO 4 se muestran como ejemplo algunos datos de los meses de enero hasta septiembre del 2008, de los parámetros entregados por la planta al ente fiscalizador, para verificar si la planta de tratamiento de RIL está funcionado de forma adecuada según los parámetros de la SISS. De las cifras tomadas a modo de ejemplo (ANEXO 4), se observa que todos los parámetros exceden lo establecido en el Decreto Supremo Nº90, por lo que se deduce claramente, la necesidad que esta empresa implemente a la brevedad una planta de tratamientos de RILes 84 4.1.5 PLANTA E_26/03. Esta empresa también se dedica al rubro lácteo, específicamente a la elaboración de quesos, y en menor escala la elaboración de suero en polvo. Al igual que la A_18/02, también cuenta con un sistema llamado Biofiltro Dinámico Aeróbico, Lombrifiltro o Sistema Tohá, el cual es utilizado para el tratamiento del RIL, además de las aguas servidas. Según datos aportados por la empresa, la planta fue diseñada con una capacidad máxima de 150 m3/d para lo cual cuenta con una cancha de lombricultura con una superficie de 900 m2 (30 x 30m). El RiL luego de ser tratado es descargado a los causes de un río por lo que es monitoreado por las autoridades a través del Decreto Supremo Nº 90, según la directrices de la tabla Nº 1(ANEXO 3) de este mismo decreto. Es importante destacar que esta planta se dedica principalmente a la producción de quesos y suero en polvo, por lo cual sus materias primas son principalmente leche y cultivos lácteos. La recepción de leche alcanza un volumen de 80 – 100 mil litros/mes, con una producción mensual de 250 ton/mes de queso. El caudal diario promedio que entra a la planta de tratamiento de Riles en el momento de la visita era de aproximadamente 70 m3/d de afluente, principalmente aguas limpias provenientes del enfriamiento y condensación, aguas de procesos ―contaminadas‖ con restos de leche o por otros componentes líquidos que caen en el proceso (leche, suero), limpieza e higienización de equipos como el pasteurizador, la torre de secado, residuos de productos en tuberías y máquinas, y residuos del lavado con restos de soluciones alcalinas, ácidos y desinfectantes. Es importante destacar que se dejó de incluir en el afluente las aguas y los desechos de la limpieza de los camiones estanques (que recolectan y llevan la leche), ya que éstas probablemente influían en la alta concentración de coliformes fecales del RIL a la salida del efluente. Lo que se hizo fue no permitir más a los transportistas lavar sus camiones en el andén de recepción de leche de la planta, con lo que probablemente se logró disminuir notoriamente los recuentos de coliformes. Además, la zona o sector de descarga de leche no se encuentra pavimentada. Asimismo habría que observar los lugares donde se cargan leche los camiones estanque, puesto que la planta A_18/02 no se observó problemas de contaminación con los coliformes, pero hay que destacar que la planta A_18/02 contaba con un tratamiento terciario bien implementado, el cual desinfectaba el RIL antes de su salida al cuerpo de agua. 85 Efluente Final (6) Cámara recolección de muestra (5) Modulo de Lombrifiltro (4) RIO Estanque de neutralización y planta elevadora Nº 2 (3) Cámara desgrasadora (2) Inyección de aire Planta elevadora Nº 1 (1) FIGURA 22 Diagrama de flujo del sistema de tratamientos de RIL de la planta E_26/03. FUENTE: Elaboración propia con datos entregados de la empresa. 4.1.5.1 Tratamientos de los efluentes en la planta. Los tratamientos utilizados en esta empresa son primario, secundario y terciario. De acuerdo a lo que muestra la FIGURA 22, consisten en: Una planta elevadora (Nº 1 en la FIGURA 22, IMAGEN 20), destinada a elevar las aguas residuales hacia la cámara desgrasadora, la que está destinada a reducir el nivel de aceites y grasas de las mismas. Esta planta posee dos equipos de motobomba (dentro de una caseta metálica destinada a protegerlas) que funcionan en forma automática y que tienen como puntos de operación un 86 caudal de bombeo de 6 L/s y una altura dinámica de 7 mca (metros columna agua). Una mejora al sistema, como sugiere RAMALHO (1996), podría ser la agregación de algún filtro rotatorio (de rejillas de finos con aberturas de 1 mm) para atrapar la grasa antes de la entrada al desgrasador, con lo cual se lograría bajar entre un 5% y un 25% las partículas de sólidos. Sin embargo, debe tomarse atención a lo que señalan METCALF y EDDY (1995), ya que los RILes con mucha materia grasa, al pasarlos por filtros o tamices, estas deben contar con un adecuado sistema de limpieza, para así lograr que no se tapen y dejen de funcionar de forma eficiente. Luego de pasar por la cámara elevadora el RIL va a un estanque o cámara desgrasadora (Nº 2 en la FIGURA 22), cuyo objetivo es reducir el nivel de aceites y grasas (FIGURA 24), a través del aire impulsado por una manguera introducida en la parte superior (está a medio metro de altura sujetada sobre una tabla, de allí baja para introducirse en el estanque). Esta alternativa parece ser una forma poco eficiente, debido a que el aire está ingresando por la parte superior del estanque, con lo que el sistema no funcionaría de la mejor forma, puesto que, el aire está ingresando contra la gravedad (de arriba hacia abajo) lo cual jugaría en contra del sistema ya que, el aire no podría interactuar de forma adecuada con la materia grasa y no se alcanzaría a elevar la suficiente cantidad de grasa, a diferencia de la instalada en la industria descrita anteriormente (FIGURA 13), y que inyecta aire desde la parte inferior del estanque. Esta cámara desgrasadora IMAGEN 21 (Nº 2 en la FIGURA 22), cuenta con 4 compartimientos de hormigón separados en su parte superior para atrapar los restos de grasa (dimensiones de 8 x 2 x 2m). IMAGEN 20 Cámara elevadora. 87 AFLUENTE PLANTA ELEVADORA Nº 1 DESGRASADOR ESTANQUE ECUALIZACIÓN BIOFILTRO CAMARA MONITOREO EFLUENTE FIGURA 23 Sistema de tratamiento de RILes de la planta E_26/03. De acuerdo a lo señalado en el párrafo anterior por ZAROR (2000), un adecuado sistema de tratamientos para los residuos líquidos debe contar un buen sistema de tratamientos primario (separación de sólidos), situación que en esta planta no se observó, ya que, el sistema de eliminación de grasas es bastante deficiente, por lo cual no hay una eliminación adecuada de los sólidos (en el caso de esta planta, las grasas). De allí que sería interesante incorporar un mejor sistema de eliminación de grasa, para el tratamiento que se le realiza al RIL. Al respecto, KIELY (1999) y ZAROR (2000), concuerdan en que el sistema DAF es muy eficiente para la eliminación de aceites y grasa, ya que la inyección de microburbujas atrapa estas partículas de grasa, las cuales quedan en la parte superior en una capa de lodo, el que posteriormente debe ser eliminado. Además, ZAROR (2000), mencionó que de los tratamientos primarios de residuos líquidos, los sistemas de flotación son superiores a los de 88 sedimentación, ya que tienen un menor tiempo de residencia y una mayor capacidad de remoción de sólidos y DBO5. Esta etapa previa de separación de la materia grasa, es fundamental para la vida de las lombrices, y para la efectividad del biofiltros, ya que un exceso de grasa en el RIL produce falta de oxígeno en el biofiltro, lo cual es letal para las lombrices, como lo señala HERNÁNDEZ (2005). Asimismo, este sistema no cuenta con la incorporación de floculantes y coagulantes, lo que mejoraría la eficiencia del sistema de desgrasado. Como se muestra en el CUADRO 4, la aplicación de estos compuestos mejora hasta en un 50% la eficiencia en la remoción de sólidos y en disminución del DBO5. HAMDANI et al. (2005), también describen algunos mejoras que se le pueden hacer al sistema, como por ejemplo con la acción de un coagulante especifico como es el hidróxido de calcio, el cual remueve de mejor manera las grasas lácteas, con lo que se logra una mayor baja de la carga de DBO5 en esta etapa del proceso. Luego, esta grasa que sube a la superficie del desgrasador es eliminada mediante un sistema manual de coladores, y es almacenada en estanques, desde donde es retirada por una empresa externa, la que la transporta hasta un vertedero. a b IMAGEN 21 Sistema de desgrasado. a) Cámara de inyección de aire. b) Vista horizontal del desgrasador. 89 Es importante señalar que al momento de la visita la empresa E_26/03 no contaba con información sobre el lugar donde se vierte esta grasa ni si éste vertedero está autorizado. Además, se desconocía si esta empresa externa contaba con la autorización para retirar y transportar este tipo de residuos a vertedero. Este es un tema que será importante en un futuro próximo ya que estaría pronto a salir una norma que regulará las emisiones de lodos y su traslado y descarga en vertederos, lo cual obligará a las empresas a tratarlos y deshacerse de estos de forma más adecuada. De la cámara de desgrasado el RIL pasa a un estanque de ecualización donde se realiza la neutralización de pH, y éste se estabiliza. Este estanque (Nº 3 de la FIGURA 22) es un pozo de hormigón de 3 x 2 x 2 m, cuenta con un equipo de medición de pH y dos bombas dosificadoras de soda (50%) y ácido nítrico (58%) para regular el pH, debiendo mantenerse en un rango de 6,8 a 7,5, que corresponde al rango óptimo de funcionamiento del sistema de lombrifiltro, aunque BASAURE (1993), señala que el pH óptimo esta entre los 6,5 y 7,5, pero en un nivel adecuado para la vida de las lombrices es de 6,0 a 8,0, están en peligro de muerte cuando se alcanzando pH menores a 4,5 y mayores a 8,5. De acuerdo a lo señalado por la empresa este parámetro varía según los procesos, como los de lavado de equipos, los cuales hacen que el pH tenga fuertes fluctuaciones. Este estanque de ecualización (Nº 3 en la FIGURA 22) no es el más adecuado ya que sólo es una cámara pequeña de forma rectangular construida a ras del suelo, lo cual no permite una óptima agitación ni homogenización del RIL. Entrada aire Entrada RIL Lodo s Salida RIL FIGURA 24 Esquema estanque desgrasador. FUENTE: Elaboración propia con datos entregados por la empresa. De acuerdo a VEGA DE KUYPER (1997), lo anteriormente señalado puede ser muy negativo ya que, una carga mal homogenizada puede producir problemas 90 graves en los tratamientos secundarios de los RILes. Estos RILes a ser tratados biológicamente; no puede adecuarse a los distintos niveles de cargas, por lo que la eficiencia del sistema se ve alterada en forma negativa. ZAROR (2000), señala que hay tres tipos de de diseños de tanques para un adecuada homogenización. De estos, podría sugerirse para esta empresa un tanque de flujo ascendente en cual muestra una alta eficiencia ya sea de forma circular o cuadrada. Por su parte, UNDA (2002), señala que hay varios factores que afectan el diseño de estos tanques, ya sea las dimensiones físicas del estanque, como los sistemas de entradas y salida de éstos, las velocidades del flujo; lo que tiene directa relación con la materia en suspensión ya sea el tamaño y el efecto específico de las partículas, tendencia de las partículas a coagularse, actividad biológica del RIL, etc. Además este estanque de ecualización, no cuenta con una regulación y mantención del pH adecuada por las mismas características que tiene la cámara elevadora (Nº 3 en la FIGURA 22), lo que puede incidir directamente en el funcionamiento del biofiltro, ya que como se había mencionado anteriormente, es fundamental un pH óptimo para el adecuado funcionamiento del biofiltro y para la vida útil de las lombrices. Esta planta no cuenta con un laboratorio para el análisis del RIL durante las distintas fases del proceso de tratamiento; lo que también es una desventaja, ya que las mediciones de pH se hacían en el laboratorio de la planta de producción. De acuerdo a lo señalado anteriormente, sería importante analizar la factibilidad de incorporar un estanque de ecualización de dimensiones más adecuadas e incorporar un mejor sistema de agitación, para así mejorar la eficiencia del sistema de tratamiento de RILes Posteriormente, el RIL debe ser impulsado hacia la red de regadores que tienen la finalidad de asperjarlo uniformemente sobre la estación del biofiltro. Este proceso ocurre desde el mismo estanque de ecualización, puesto que aquí se acumulan los RILes para que puedan ser bombeados hacia el lombrifiltro. Los estanques donde se agregan los reactivos para la regulación de pH, más las bombas de las cámaras elevadoras, están en una construcción (―galpón‖) a un costado de la planta de tratamiento. Esta cuenta con dos equipos de motobomba que funcionan en forma automatizada y que disponen con los puntos de operación para caudal de bombeo 6 L/s y para altura dinámica 10 mca (metros columna agua). De acuerdo con los antecedentes aportados por la empresa, esta planta de biofiltro (Nº 4 de la FIGURA 22) fue diseñada con una capacidad máxima de 91 150 m3/día, para lo cual cuenta con una módulo de lombricultura (30 x 30 m) en el que se ha separado una sección (esquina) de 6 x 6 m para el tratamiento de las aguas servidas, por lo que la superficie efectiva sería de 864 m2 en el caso de la planta de RIL y 36 m2 para el sub-módulo destinado al tratamiento de las aguas servidas (FIGURA 25). Según la normativa de la SISS, se tuvo que mejorar las cargas de la salida del efluente, ya que esta planta fue diseñada para ser evaluada bajo los criterios de la Tabla Nº 3 del Decreto Supremo 90/2000 (ANEXO 3), debiendo ser cambiada (específicamente problemas con los cursos de aguas que llegaban al Santuario de la Naturaleza, producto de la muerte de cisnes y flora nativa de la zona del Río Cruces) a la Tabla Nº 1, la que es más estricta al exigir valores mas bajos en la carga del efluente. Por ello el biofiltro fue subdividido dejando ¾ para el tratamiento de los RIL en una primera instancia, y ¼ para poder recircularlo tratando así de aumentar el tiempo de residencia del RIL en el biofiltros. (FIGURA 25). Así se lograría una carga de efluente mas baja, para cumplir con lo exigido por la norma. Según McCABE et al. (1991), al aumentar el tiempo de residencia del RIL en el biofiltro se puede aumentar de forma significativa su eficiencia final. Es importante señalar que según, HERNÁNDEZ (2005), el dimensionamiento del biofiltro va a depender del propósito para el cual fue diseñado. Sé sugiere 1 m2 efectivo de biofiltro para tratar 1 m3 de aguas servidas. Para residuos industriales líquidos se requiere de más superficie para 1 m3 dados los parámetros contaminantes que posee. Es importante destacar la forma como se solucionó el ―problema‖, al aumentar el tiempo de residencia del RIL, ya que esta situación pudo significar la construcción de una nueva planta, al cambiar el sistema de fiscalización de la tabla Nº 3 del D.S. Nº90 a la Nº 2(ANEXO 3), la que establece valores de descarga mucho más estrictos. La recirculación del RIL en el mismo módulo de lombrifiltro, hace más eficiente el sistema, y con ello se alcanza cargas más bajas. El RIL que sale tratado del biofiltro es drenado por gravedad, ya que el fondo de las estaciones está construido con una pendiente que permite la recuperación del RIL por un canal que se encuentra en el centro de cada estación. El módulo de biofiltro cuenta con 24 regadores tipo ―Wobbler‖. Estos regadores, tienen un alcance de 6m de diámetro, con un caudal de riego de 0,23 a 0,25 L/s; con lo cual el sistema de regadío total tiene un caudal de aproximadamente 92 6 L/s. Estos regadores tienen una trayectoria baja y prácticamente un nulo arrastre por viento (IMAGEN 22). BASAURE (1993), señalan que en el ecosistema que se crea en el biofiltro, el total de lombrices que vivan va a depender de la cantidad de alimentos que exista. Estas lombrices comen todo tipo de materia orgánica, consumen cada día el equivalente a su peso, asimilando un 20% para su propio sostenimiento y el 80% lo elimina como humus. A su vez SOTO y TOHA (1998), señala que en las diferentes capas del biofiltro existe una gran carga microbiología, la cual transforman la materia orgánica en CO y agua. Los microorganismos presentes en líquidos residuales, son 2 reducidos en dos órdenes de magnitud, debido a sustancias que son generadas por las lombrices y los demás microorganismos consumidores de materia orgánica que viven junto con las lombrices. Entrada recirculación Entrada aguas servidas Etapa de recirculación del RIL Tratamiento aguas servidas Primera etapa tratamiento del RIL Entrada RIL Leyenda: Sistema de aireación Asperjadores FIGURA 25 Esquema del sistema de lombrifiltro de la empresa E_26/03. FUENTE: Elaboración propia, con datos entregados por la empresa. Luego este efluente va a una cámara de muestreo destinada a la toma de muestras para verificar el cumplimiento de los resultados del sistema y posteriormente se descargan las aguas en la cámara de inspección. Desde ésta un laboratorio certificado por la SISS, toma las muestras (Laboratorio de Riles del Instituto de Agroindustrias de la Universidad la Frontera, Temuco). Se analiza si los valores obtenidos están dentro de los rangos establecidos por la autoridad y que aparecen en la Tabla 1 del D.S. Nº 90 (ANEXO 3). 93 Al momento de la visita, este sistema no contaba con tratamiento terciario para sus RILes. Al respecto, cabe recordar lo señalado por SOTO y TOHA (1998), en el sentido de que en la segunda etapa del tratamiento, el efluente puede ser derivado a una cámara de irradiación ultravioleta en donde se logra la eliminación de las bacterias patógenas en menos de 1 minuto. Por lo cual sería interesante la inclusión de un sistema de tratamiento terciario en esta planta, para así poder lograr, como lo señala UNDA (2002), la destrucción de los agentes patógenos capaces de producir infección. Una adecuada desinfección de los RILes, evitaría los problemas mencionados anteriormente con el lavado de camiones. a b IMAGEN 22 Instalación lombrifiltro planta E_26/03 a) Sistema de lombricultura b) aspersión del RIL. 94 Sin embargo, el problema de la técnica de U.V., según lo señala LAU (1997), es el alto costo operacional que tiene, además de requerir una limpieza adecuada de la lámpara de U.V., lo cual resultaría en una pérdida de tiempo, puesto que la planta se encuentra al aire libre lo que podría causar varias complicaciones a estos aparatos. Además, estas aguas depuradas deben tener la mínima cantidad de sólidos ya que estos disminuyen el alcancé de la luz. Otro método de mayor eficiencia es la cloración, la que según RAMALHO (1996), logra un alto grado destrucción e inhibición del crecimiento bacteriano a demás de lograr reducir el DBO por oxidación de componentes orgánicos, otra ventaja es su más bajo costo de operación. Las aguas servidas se unen con parte del efluente de RILes en la cámara de descarga, para luego utilizar cierta cantidad de este efluente para regar las áreas verdes de la planta industrial y así tener menor volumen para descargar a un cuerpo de agua, que en este caso es un río. Las descargas del efluente se realizan de forma continua. Según datos entregados por la empresa, con este sistema se logra bajar la carga de DBO5 de 700 mg O2/L (con que entra a la planta de tratamiento) a una carga final de 20 mg O2/L, luego de terminado el procesos de tratamiento de RILes. Esta planta trata en promedio (a la fecha de la visita) un caudal diario de 70 m3/día. Durante las distintas etapas por las que pasa el Ril no se realizan mediciones periódicas ya que la empresa no cuenta con un laboratorio propio, lo que puede influir directamente en el funcionamiento de la planta de tratamientos. Al no poder hacer mediciones periódicas no se puede establecer monitoreos de las distintas etapas ni tener puntos de control para el sistema, dificultándose su optimización y mejoramiento. 4.1.5.2 Parámetros monitoreados por la SISS para la planta E_26/03. Como una forma de evaluar de forma descriptiva el comportamiento de algunos parámetros monitoreados por la SISS para los RILes que esta planta descarga en los cuerpos de agua en el ANEXO 4 se presentan los datos monitoreados entre enero y septiembre del 2008 para el DBO5. Estos fueron obtenidos directamente de la SISS y pueden ser comparados con los datos que aparecen, en el ANEXO 3, donde están los límites máximos permitidos de algunos parámetros según lo establece el Decreto Supremo Nº 90, y por el cual se rige esta planta. Sólo se pudo obtener datos de un sólo parámetro de muestreo lo cual hace difícil la comparación y evaluación de la forma como está funcionado el sistema de tratamiento de los RILes, respecto a la normativa. 95 A través de los datos se puede observar que la planta durante varios meses estuvo fuera de norma ya que según el decreto que la fiscaliza (ANEXO 3), el máximo permitido para el DBO5 es de 35 mgO2/L, mientras que en enero y abril fue superado ese máximo alcanzado valores de 45 y 50 mgO2/L respectivamente. En junio vuelve a superar este máximo, pero de una forma bastante alta ya que ese valor es 500% superior al permitido. Como se señalo durante la descripción del sistema de tratamientos de la empresa E_26/03, ésta todavía presenta varias falencias, las que obviamente juegan en contra de la eficiencia de la planta, por lo que no es de extrañar que este parámetro esté en algunos meses por sobre el valor máximo permitido por la ley. 4.1.6 PLANTA F_10/04. Es importante destacar que en esta planta la mayor parte de la recepción se destina a la producción de cecinas, para lo cual se utilizan como materias primas, principalmente: carne de vacuno y de cerdo, mas algunos aditivos, los que para el año 2007 alcanzaban un volumen mensual de 140 mil kg/mes, para tener una producción mensual de producto final de 115 120 mil kg/mes. Esta industria no cuenta con un sistema de tratamiento de riles, ya que sus descargas van hacia el alcantarillado, solo cuenta con un sistema bastante rudimentario de desengrasado. El RIL es descargado al sistema de alcantarillado municipal ubicado a un costado de la industria, por lo cual es monitoreado por las autoridades teniendo como referencia el Decreto Supremo Nº 609 del año 1998 (ANEXO 3). Según datos entregados por Aguas Décima, la planta genera 440 m3 de RIL en 22 días de producción mensual, de los cuales un 80% llega al alcantarillado y el resto es eliminado como grasa. El ―sistema de tratamientos‖ en esta empresa es el siguiente: Una vez que sale el afluente de la planta de procesos entra a una cámara de separación de aceites y grasas (FOTO 34, 35, 36, 37), LA que según datos entregados por la empresa esta autorizada por la SISS. Esta cámara es de hormigón (ºA25 Nch H25), la que a vez cuenta con tres cámaras conectadas entre si, para ir eliminando la grasa por la acción de la gravedad. El volumen de grasa disminuye de forma efectiva de una cámara a otra (30 cm de grasa aproximadamente en la primera cámara, llegando a 15 cm a la cámara final). La grasa se elimina una vez por semana, para lo que se encarga una empresa externa ―Pro-Activa‖ de Concepción, la cual maneja y lleva la grasa a un vertedero autorizado. 96 Luego el efluente es llevado por gravedad hacia el alcantarillado, donde Aguas Décima se hace cargo de su tratamiento. Según se indicó por la empresa F_10/04 el contrato que se suscribió con Aguas Décimas es por cinco años y está regido por los siguientes parámetros: DBO5: 1182 (1800 máximo) Aceite y Grasa: 126 mg/L (150 máximo) N: 60 mg/ L SSt : 290 mg/L SS : 3ml/L por una hora Temperatura: 22,3ºC (promedio) Caudal: 1,67 L/s (lunes a viernes, en un sólo turno de 8 horas) pH: 6,52 a 20ºC. a b IMAGEN 23: Sistema separación de aceites y grasas a) vista externa de las cámaras b) vista interna una cámara. 97 Según datos entregados por la empresa, el contrato que mantienen con Aguas Décima se basa, principalmente en la carga de DBO5, es decir, la empresa cancela aproximadamente $ 230.560 mensuales para la eliminación de sus RIL, pero si estos RILes llegaran a superar el valor máximo permitido en DBO5, se aumenta el precio a pagar. Además, se mantiene un máximo de caudal del afluente de 440 m3 al mes, él cual no puede ser alterado por contrato. Por lo que se efectúan dos muestreos al año por la empresa Aguas Décima para verificar que se cumplan con los valores máximos permitidos. Por contrato, sólo se permite que se exceda el máximo permitido para el DBO5 lo que como se dijo anteriormente llevará a un aumentó del pago mensual, pero si se sobrepasa el límite de Aceites y Grasa, el contrato queda anulado de inmediato, sin poder transar. Antes de sugerir algún sistema para esta empresa, es importante señalar que la ubicación de esta planta influye considerablemente en relación con el receptor final en el que esta dispondrá sus residuos, ya que al estar instalada en la ciudad, y lejos de algún cuerpo de agua, deberá seguir eliminado sus RILes al alcantarillado, por lo cual se deberá ver y estudiar factibilidad de instalar un planta propia de residuos líquidos. Pero como ya se había mencionada anteriormente, para esta empresa sería interesante analizar la incorporación de algún sistema de tratamiento primario de preferencia uno de flotación, el que ha tenido buen desempeño en planta del rubro cárnico, además de que varios autores mencionan su buena efectividad. 4.1.7 PLANTA G_01/07. Esta planta se dedica a la producción de harina de pescado. Utiliza como materias primas, principalmente: pescado (sardina, jurel, anchoveta), los que para el año 2007 según datos de la empresa llegan a un volumen mensual de 0 – 18000 toneladas, lo cual varía según el nivel de pesca mensual, además del tipo de pescado que se trate en planta, ya que por ejemplo el jurel tiene un 24% de rendimiento y la sardina tiene entre un 18 a 20% de rendimiento. Esta industria cuenta con un sistema de tratamiento de riles del tipo físicoquímico, con un proceso de pre-tratamiento para luego pasar a un tratamiento primario a través del sistema DAF. Según datos entregados por la empresa, esta planta tiene una producción máxima de 2000 – 3500 m3/mes, para lo cual cuenta con: un pre-tratamiento (tambor rotatorio), estanque de ecualización, planta de tratamientos primaria de RIL: que funciona a través del sistema DAF, barco para verter grasa a aguas marinas fuera de la zona de protección litoral, y un emisario submarino de descarga al mar. Este RiL luego de ser tratado es descargado al mar a través de un emisario submarino ubicado a un costado de la industria, por lo cual es monitoreado por 98 las autoridades teniendo como referencia el Decreto Supremo Nº 90 del año 2000 (ANEXO 3). El caudal diario final que sale de planta de tratamientos de RIL es de aproximadamente 960 m3/día (máxima capacidad), los cuales se dividen en: desechos de higienización, descarga de pescados, RILes provenientes del lavado de la harina, aguas limpias NaOH FeCl3 4 Afluente de la planta (1) Tambores Rotatorios (2) Tk Neutralización Tk Coagulación Tk Floculante DAF Tk Ecualizador (3) Efluente Final (5) Emisario submarino (6) Lodos (7) FIGURA 26 Diagrama de flujo del sistema de tratamiento de RIL de la planta F_10/04. FUENTE: Elaboración propia, con datos obtenidos de la empresa. El sistema utilizado, por esta planta cuenta con tratamientos primarios, los cuales son realizados en la misma planta y por la misma empresa que genera los RILes. 4.1.7.1 Tratamientos de los efluentes en la planta. Esta planta de tratamientos dispone de dos flujos de descarga final, uno que proviene de la descarga de los pescados (pesca del día) (IMAGEN 24), los que al momento de la visita eran encauzados hacia dos tambores rotatorios, los que cuentan con una malla de 1,5 mm, con lo que se minimiza la carga de sólidos suspendidos en este RIL, para luego ser llevado a dos estanques de 80 m3 de capacidad (cada uno). Una vez ingresado el RIL a estos estanques, dependiendo los volúmenes que se tenga, son luego bombeados hacia un barco que los traslada al mar para ser vaciados. 99 El segundo flujo de RIL, proviene de la producción de harina de pescado; es canalizado e impulsado hacia un tambor rotatorio (Nº 2 en la FIGURA 26) a través del cual se recuperan los sólidos suspendidos, los que son incorporados a la planta elaboradora de harina y aceite de pescado para su procesamiento. IMAGEN 24 Descarga de pescado - carga de grasa. Como ya había mencionado RAMALHO (1996), este sistema de tamices es muy efectivo para la remoción de partículas de sólidos, puesto que podría llegar a remover entre un 5 a un 25% las partículas sólidas presentes en el RIL. Luego el RIL es bombeado a un estanque de ecualización (IMAGEN 25) donde se regula el pH del RIL (Nº 3 en la FIGURA 26), el cual debe estar cercano a 7 para una óptima eficiencia en las siguientes etapas del proceso. Este pH es regulado con la adicción de soda (NaOH). IMAGEN 25 Estanque de ecualización. También es importante destacar que otro objetivo fundamental durante el proceso de tratamiento de este RIL es intervenir las fluctuaciones de carga (sólidos suspendidos, caudal, etc.), lo cual se logra con la homogenización en 100 este estanque, el que tiene un sistema de agitación constante para regular bien el caudal y el pH, el cual es medido por un sensor especial que contiene el estanque de ecualización. Luego de esta etapa el RIL es bombeado a la planta de tratamiento, la cual cuenta con estanques de coagulante y floculantes (IMAGEN 26). El reactor donde se dosifica el coagulante (cloruro férrico) es de tipo serpentín; el RIL luego pasa al estanque de flotación (Nº 4 de la FIGURA 26), donde se le agrega un polielectrolito aniónico (polímero sintético) para la floculación. Esta planta se basa en el sistema DAF (Nº 4 de la FIGURA 26), a través del cual se logra la eliminación de materia orgánica, disminuyendo la DBO5, eliminación de aceites y grasas, sólidos no retenidos y sólidos suspendidos contenidos en el RIL, mediante la flotación y floculación con microburbujas de aire (FIGURA 27). De acuerdo a lo señalado por RAMALHO (1996), esta separación física puede conducir a la eliminación de un 30 – 40% DBO5 del RIL. a b IMAGEN 26 Estanque de coagulación y floculación a) vista externa del estanque b) vista interna del estanque. A la entrada del estanque de flotación, el flóculo se encuentra con una corriente de microburbujas que se inyectan por la parte inferior del estanque a una presión de varias atmósferas, lo que produce un ascenso a la superficie (flotación) de los flóculos. Los flóculos formados, son retirados de la superficie por un sistema de barredor superficial, para que los lodos recuperados sean alimentados a la planta de elaboración de harina de pescado, para su procesamiento a través de la línea de líquidos. 101 Es importante destacar que como lo señala UNDA (2002), estos lodos son de características orgánicas, por lo que no son peligrosos, o sea no son tóxicos para su reutilización, además, su volumen es despreciable en consideración al producto final de la empresa. La empresa, para asegurar que su sistema de tratamientos esté funcionando adecuadamente controla la turbidez del RIL, tanto a la entrada como a la salida del sistema. Luego el efluente es bombeado a un emisario submarino (Nº 5 de la FIGURA 26). Para lo cual se debe cumplir con los límites para descarga en cuerpos de aguas marinos fuera de la zona de protección litoral, que están establecidos en el D.S. Nº 90 (ANEXO 3). Barredor superficial Lodo Efluente Afluente Inyección de aire FIGURA 27 Esquema del sistema de flotación por aire disuelto. FUENTE: Elaboración propia con datos entregados por la empresa. Los valores obtenidos deben estar dentro de los rangos establecidos por la autoridad y que aparecen en el D.S. Nº 90. Para que los resultados de los parámetros evaluados de los efluentes sean válidos ante la autoridad, los análisis están a cargo del Instituto de Investigación Pesquera (INPESCA). Según datos aportados por la empresa las descargas del efluente se realizan de forma intermitente (depende de los niveles de pesca), llegando a un caudal de descarga final promedio de 960 m3/día (máxima capacidad). Esta planta logra una carga final del efluente de 288 mg O2/ L de DBO5, y entre 5 -150 mg/L de aceites y grasas. Es importante mencionar que este sistema (DAF) genera una capa de grasa (lodo), cuya formación depende de la materia prima que se esté utilizando, ya 102 que, en el caso de producir harina de pescado con sardinas como materia prima se produce un exceso de grasa, la que es eliminada a través de un barco (IMAGEN 24), el cual se encarga de esparcirla en altamar, lo que según señaló la empresa, está permitido por las autoridades. Según información entregada por la empresa, al momento de la visita, ésta había aprobado la instalación de una nueva planta DAF para mejorar y hacer más eficiente su sistema de tratamiento de RILes, por lo que en el futuro esta planta funcionaría con dos sistemas seguidos de DAF; además se instalará un nuevo estanque de ecualización. A su vez sería de mayor eficiencia ya que contará con un sistema de microburbujas de mayor presión por lo cual hará mas eficiente el sistema. Al mejorar la eficiencia del sistema se conseguiría un ahorro de dinero, ya que se dejaría de ocupar el sistema de esparcir sólidos en altamar. A pesar de esto, la empresa no eliminaría del todo este procedimiento ya que, lo dejaría para ser utilizado como medida de contingencia. 4.1.7.2 Parámetros monitoreados por la SISS para la planta G_01/07. Como una forma de evaluar de forma descriptiva el comportamiento de algunos parámetros monitoreados por la SISS para los RILes que esta planta descarga en los cuerpos de aguas a continuación se DESCRIBEN los datos registrados entre Enero y Agosto del 2008 (ANEXO 4). Estos datos fueron obtenidos directamente de la SISS. Para los efectos de esta comparación descriptiva, en el ANEXO 3 se muestran los límites máximos permitidos para algunos parámetros monitoreados por la SISS, según lo establecidos en el Decreto Supremo 90/2000, y por el cual se rige esta planta. El análisis comparativo permite evaluar si la planta de tratamiento de RIL está funcionado de forma adecuada según los parámetros que regula el D.S. 90/2000. Al observar los datos, se puede señalar que para este periodo esta planta de tratamiento funciona bastante bien ya que todos los parámetros están por debajo de lo que exige la norma para sus cargas de efluente. Entre los datos monitoreados, es interesante mencionar los aceites y grasas ya que, éste es uno de los parámetros, donde mejor se ve la efectividad del sistema de tratamientos de RILes; los valores registrados fueron menores a 15 mg/L, notoriamente más bajo que el valor que exige la norma (150 mg/L). Con la nueva planta de DAF que se pretende instalar, el funcionamiento de ésta probablemente mejore la eficiencia de los tratamientos de RIL, con lo cual se 103 podrá rebajar los valores de sólidos suspendidos totales, único parámetro donde se ve algún nivel de incumplimiento, ya que tiene un valor que supera la norma en el mes de Abril. También es importante destacar que esta empresa se rige por la tabla más permisiva del D.S. 90 (ANEXO 3), ya que descarga al mar. Sin embargo, y aún así indicaron tener intenciones de contar con un sistema más eficiente, para lograr cargas más bajas en sus RILes. 4.2 Resumen comparativo de los sistemas de tratamientos evaluados A continuación, en forma resumida, se entrega un análisis comparativo de los distintos sistemas de tratamientos de los RILes de las industrias visitadas en este estudio. A través de los datos entregados por las industrias, al momento de las visitas, se confeccionaron cuadros resúmenes con la información entregada por éstas. 4.2.1 Tipos de tratamiento utilizados. En el CUADRO 11, aparece un resumen descriptivo de los sistemas de tratamientos. CUADRO 11 Tipos de tratamiento utilizados para los RILes visitadas. A_18/ B_19/ C_20/ D_26/ E_26/ Planta 02 02 02 03 03 PreSI SI SI NO SI tratamiento Tratamiento SI SI SI NO SI primario Tratamiento SI NO NO NO SI secundario Tratamiento SI NO NO NO NO terciario SI SI SI NO NO Lodos D.S D.S D.S D.S D.S Norma nº90 nº46 nº90 nº90 nº90 Sin Infiltra Informaci Río Río Río Descarga ción ón en las industrias F_10/0 4 G_01/ 07 SI SI NO SI NO NO NO NO NO D.S nº609 Alcanta rillado SI D.S nº90 Mar Como se puede observar existen variaciones entre las industrias, puesto que el tipo de sistema utilizado, ya sea primario, secundario, o terciario, está marcadamente relacionado con el rubro al que se dedican las empresas, ya que de ello dependerá el tipo de carga que contiene el RIL de la industria. 104 Asimismo, el lugar físico donde se descarga este efluente, también tiene una directa relación con tipo de tratamiento para los RILes, ocupado por la industria. Es importante destacar que de las 7 empresas visitadas, 5 eran fiscalizadas por el D.S. 90, y las descargas se realizan en la cuenca de Valdivia. 4.2.1.1 Pre-tratamientos. Esta etapa del proceso tiene como objetivo principal la eliminación de sólidos mayores y en algunos casos sólidos menores. Como ya se mencionara anteriormente en el capitulo 2.1.4.2, esta etapa es bastante importante para un adecuado tratamiento del RIL, ya que también permite reducir los contenidos de sólidos y DBO5 del efluente, lo cual facilita las siguientes etapas del proceso, en especial en aquellas industrias que sólo cuentan con tratamientos primarios (físico-químicos). En estos casos la eliminación eficiente de los sólidos dará como resultado un tratamiento primario más efectivo (RAMALHO, 1996 y VEGA DE KUYPER, 1997), con lo que se logra una mayor eficiencia del sistema en general. CUADRO 12 Planta A_18/02 B_19/02 C_20/02 D_26/03 E_26/03 F_10/04 G_01/07 Resumen de los sistemas de pre-tratamientos de RILes, utilizados en las industrias visitadas en este estudio. Pre- tratamiento Separación sólidos mayores con criba gruesas. Pozo profundo (decantación de sólidos mayores por gravedad) Estanque de ecualización (regulación pH y amortiguación de caudal)con 4 aspas de agitación, capacidad de 18 m3 Tres estanques pulmones previenen rebalse. Tres filtros (contenido ruminal, materia roja, corrales), filtros con movimiento rotatorio continuo con diferentes aberturas de mallas. Estanque de ecualización regulación pH y caudal Estanque de acero inoxidable para recolectar la sangre. Separación sólidos mayores con criba gruesas. Cámara elevadora con cribas. Separación sólidos mayores con criba gruesas Cámara de separación de aceites y grasas por acción de gravedad (cámara de tres cuerpos). Tambores rotatorios con mallas 1,5 mm Estanque de ecualización regulación pH y caudal 105 En el caso de las empresas que utilizan tratamientos secundarios (biológicos), y que inicialmente sólo tienen cribas para retener sólidos mayores, también se ven altamente favorecidos con la acción de filtros antes de la entrada de los tratamientos biológicos, lo que logra aumentar la eficiencia de éstos y generan cargas más bajas. Además, se observó que en la mayoría de la industrias visitadas se utilizaba el sistemas DAF, con algunas variaciones, en donde algunos se adicionaba químicos al procesos (coagulante y floculante), lo que según KIELY (1999), aumenta de forma significativa el rendimientos de estos sistemas. Éste es unos de los mÁs utilizados, ya que como señala ZAROR (2000), de los sistemas de primarios de tratamientos de RILes, es el mas eficiente. Además, desde el punto de vista operacional funciona fácilmente; una vez estandarizado el proceso, además de no necesitar de mucho personal para ser operado. De acuerdo a los antecedentes que aparecen en al CUADRO 12, el otro paso fundamental de esta etapa en la mayoría de las industrias es la ecualización y regulación de pH, lo que es fundamental para el óptimo desarrollo de los procesos que continúan a éste. Una adecuada homogenización del RIL es indispensable para el funcionamiento de cualquier sistema de tratamiento, ya que como se mencionó anteriormente las variaciones de carga del RIL son perjudiciales para el óptimo funcionamiento de los sistemas de tratamientos. Cabe recordar que cada sistema funciona con pH estandarizado, por lo que una adecuada regulación de éste es fundamental para el funcionamiento de los sistemas de tratamientos. 4.2.1.2 Tratamiento primario. De acuerdo con los antecedentes que están en el CUADRO 13 este tipo de tratamientos lo utiliza la mayoría de las plantas para bajar las cargas de sus RILes. Cabe señalar que las industrias que cuentan con sistemas biológicos de tratamiento, utilizan esta etapa para poder eliminar los sólidos; que en la mayoría era fundamentalmente grasa; los que afectan el funcionamiento de sus sistemas biológicos. Sin embargo, uno de las mayores inconvenientes es que genera una gran cantidad de lodos por la acción de los químicos y el aire que se inyecta al RIL, por lo cual como se señala en el capitulo 2.1.4.3, se considera más eficiente los tratamientos secundarios ya que tienen una alta capacidad de remoción de DBO5, además de generar desechos reutilizables. Existe sólo un sistema que varía en las empresas visitadas (B_19/02), ya que cuenta con un sistema de precipitación química. Según UNDA (2002), este no es tan efectivo como lo son los sistemas de flotación (DAF). Este sistema puede ser mejorado dependiendo del la cantidad de cuerpos que tenga el flocodecantador, lo que mejora la eficiencia del sistema, pero tiene la misma 106 dificultad que el anterior, ya que, genera desechos que no pueden ser utilizados, ya que el lodo generado debe volver a ser tratado, según lo que señala KIELY (1999), con costo adicional para la empresa. Las empresas que no contaban con el tratamiento son de rubro cárnico y lácteo respectivamente. Para la empresa F_10/04 se podría sugerir incorporar una sistema de tratamientos primario ya que, como menciona O`SULLIVAN citado por KIELY (1999), por el tipo de RILes no genera una cantidad alta de DBO5, (intervalo de 200-250 mg/L), además de tener como contaminates principales las proteínas y los sólidos suspendidos, y encontrarse dentro de la ciudad debiendo descargar sus RILes al alcantarillado. Debido a esto y considerando lo señalado por ZAROR (2000), se podría recomendar un sistema de tratamiento primario de preferencia un sistema de flotación, puesto que este sería de una alta eficiencia para el tipo de RILes que debe tratar. CUADRO 13 Resumen de los sistemas de tratamientos primarios de RILes, utilizados en las industrias visitadas en este estudio. Planta A_18/02 B_19/02 C_20/02 D_26/03 E_26/03 F_10/04 G_01/07 Tratamiento Primario Desgrasador (sistema DAF) sin adición de químicos, acción de una bomba venturi (mezcla con el aire disminuye la densidad de la grasa y sube a la superficie, 4 cuerpos Estanque de ecualización regulación de pH y caudal Flocodecantación (estanque de agitación donde se produce el floco, estanque con tres cuerpos para producir decantación de flocos por gravedad). DAF (flotación y floculación con microburbujas de aire). Coagulante: cloruro férrico Floculación: poli-electrolito cationico (polímero sintético) No cuenta con sistema de tratamiento primario. Desgrasador, sin adición de químicos, con inyección de aire por la zona superior a través de una manguera (desgrasaos de cuatro cuerpos). No cuenta con sistema de tratamiento primario. DAF (flotación y floculación con microburbujas de aire). Coagulante: cloruro férrico Floculación: poli-electrolito aniónico (polímero sintético) Llama la atención que al momento de la visita una de las empresas, no disponía de un sistema de tratamientos, pero contaba con una declaración de impacto ambiental aprobada para la construcción de una planta de tratamiento para sus RILes. 107 4.2.1.3 Tratamientos secundarios. Como se mencionó anteriormente la mayoría de las empresas basan el tratamiento de sus RILes en la eficiencia de los sistemas físico-químicos (tratamientos primarios), sin embargo dos contaban con sistemas de tratamiento secundarios como se puede ver en el CUADRO 14. Estas empresas son del rubro lácteo, y generan afluentes con altas cargas orgánicas (ver CUADRO 2) y su sistemas de tratamientos secundario era el biofiltro dinámico y aeróbico, más conocido como lombrifiltro. CUADRO 14 Resumen de los sistemas de tratamientos secundarios de RILes, utilizados en las industrias visitadas en este estudio. Planta A_18/02 B_19/02 C_20/02 D_26/03 E_26/03 F_10/04 G_01/07 Tratamiento Secundario Biofiltro dinámico y aeróbico (lombrifiltro), de 3 módulos y cada uno de esta dividido en 7 estaciones (15 minutos de aspersión del RIL más 30 min de reposo). No cuenta con sistema de tratamiento secundario. No cuenta con sistema de tratamiento secundario. No cuenta con sistema de tratamiento secundario. Biofiltro dinámico y aeróbico (lombrifiltro), de 1 módulos de 864m2 más 36m2 para las aguas servidas (que se tratan en la misma planta). No cuenta con sistema de tratamiento secundario. No cuenta con sistema de tratamiento secundario. Al momento de la visita uno de estos sistemas no funcionaban con un 100% de eficiencia, ya que una vez instalado, tuvo problemas lo que hizo que se fuera modificando con el transcurso del tiempo, (E_26/03), debiendo subdividir el módulo para poder recircular el RIL y así mejorar la eficiencia del mismo, y cumplir con los parámetros exigidos por la SISS. La otra empresa (A_18/02) que contaba con este mismo sistema no presentó mayores problemas ya que el lombrifiltro contaba con dimensiones físicas adecuadas. Según McCABE et al. (1991), al aumentar la superficie de contacto a través de un sistema de recirculación, se mejora la eficiencia del sistema, y así se puede cumplir de mejor forma con las normas vigente. Otro punto a destacar es que esta tecnología de tratamientos secundario, no fue creada exclusivamente para industrias del rubro lácteo, por lo que ha sido necesario adaptarla para este fin, a través de pre-tratamientos más efectivos, o sistemas primarios de mejor calidad para así obtener el flujo de RIL óptimo para ser tratado en los lombrifiltros. 4.2.1.4 Tratamientos terciarios. Al momento de las visitas sólo la planta A_18/02 tenía un sistema terciario de tratamientos; las demás empresas no 108 tenían previsto la instalación de este sistema. De acuerdo a lo que señala UNDA (2002), la idea de este paso es la desinfección del RIL para bajar la carga de coliformes. De allí que llama la atención de que la mayoría de las industria visitadas señalaron no tener problemas en este parámetro (ver CUADRO 15). Sin embargo, una empresa tenía instalado un sistema de radiación UV, el cual no estaba en funcionamiento, ya que se había averiado. Las demás empresas consultadas manifestaron no tener en sus proyectos el instalar sistemas terciarios de tratamientos para los RILes ya que optaban por mejorar sus sistemas actuales en funcionamiento. CUADRO 15 Resumen de los sistemas de tratamientos terciario de RILes, utilizados en las industrias visitadas en este estudio. Planta A_18/02 B_19/02 C_20/02 D_26/03 E_26/03 F_10/04 G_01/07 Tratamiento Terciario Cloración del efluente con hipoclorito de sodio en estanque especial para este fin. No cuenta con sistema de tratamiento terciario. No cuenta con sistema de tratamiento terciario. No cuenta con sistema de tratamiento terciario. No cuenta con sistema de tratamiento terciario. No cuenta con sistema de tratamiento terciario. No cuenta con sistema de tratamiento terciario. 4.2.1.5 Tratamientos de lodos. De acuerdo al CUADRO 16, la mayoría de las empresas no cuentan con sistemas de tratamiento para lodos, excepto algunas plantas que eliminan parte del agua, puesto que es más fácil contratar empresas externas que eliminen estos desechos. Es importante señalar que está en análisis una futura norma de eliminación de lodos, con lo que se tendrá más fiscalización sobre este tema, en especial sobre la humedad de los desechos, y sus características proximales. Con esta situación las empresas tendrán que buscar e implementar sistemas para tratar estos desechos. Sólo la planta A_18/02 estaba analizando la posibilidad de tratar los lodos, a través de un mecanismo de degradación de las grasa. La idea era que luego de un tratamiento preliminar, el material generado sería vuelto a incorporar al lombrifiltro, para su degradación final. Uno de los inconvenientes es que este método no tiene aún ningún respaldo científico, y sólo esta basado en estudios empíricos. 109 CUADRO 16 Resumen de los sistemas de tratamientos de lodos, utilizados en las industrias visitada en este estudio. Planta A_18/02 B_19/02 C_20/02 D_26/03 E_26/03 F_10/04 G_01/07 Tratamiento de Lodos Degradación de grasa, mezclando la grasa con aserrín se deja en betoneras y se deja en sacos por 30 a 60 días. (proceso en evaluación). El lodo es deshidratado con un filtro prensa de paños (por acción manual) para luego ser retirado por una empresa externa llamada ―Vetica‖. El lodo es deshidratado con un filtro prensa de paños (por acción hidráulica), para luego se llevada a un lombrifiltro que se encarga de su tratamiento final. No cuenta con sistema de tratamiento de lodos. No cuenta con sistema de tratamiento de lodos, empresa externa se lleva la grasa. No cuenta con sistema de tratamiento de lodos, empresa externa‖Pro-Activa‖ se lleva la grasa. Lodos de carácter orgánicos por lo cual al no son tóxicos y son reutilizados (de vueltos a la harina de pescado). Cuando la materia prima son sardinas, queda un exceso de grasa, la que luego es llevada en barco hacia alta mar. 110 5 CONCLUSIONES A través de este estudio se puede concluir que: La mayoría de las empresas utilizan sistemas basados en tecnologías similares, pero con algunas diferencias, dependiendo de rubro de producción al que esté dedicada la empresa. De las siete plantas visitadas, cinco utilizan tratamiento primario, disponiendo de algún tipo de sistema físico – químico (coagulantes, floculantes, equipos de flotación) y dos utilizan tratamiento secundario biológico (lombrifiltro). El tratamiento terciario (desinfección) es utilizado sólo por una planta. De acuerdo a los antecedentes proporcionados por las industrias visitadas, durante un determinado periodo de tiempo, los sistemas utilizados para el tratamiento de los RILes funcionaban adecuadamente, ya que las descargas de efluentes cumplían con la normativa vigente. Sin embargo, en algunos casos adolecen de fallas en su funcionamiento, las que se pueden corregir haciendo pequeñas modificaciones para mejorar la eficiencia de los sistemas. Las modificaciones podrían considerar el agregar filtros al inicio de los procesos para así poder bajar la carga de sólidos. También, se puede evaluar en algunas empresas la posibilidad de mejorar los sistemas de homogenización, teniendo en cuenta que ésta es una etapa fundamental para una adecuada eficiencia de los sistemas de tratamientos. En la bibliografía se pudo constatar que existen tecnologías o principios para el tratamiento de RILes que no eran utilizados por las industria visitadas, como por ejemplo, la utilización de procesos secundarios (biorreactores de membranas, reactores anaeróbicos como el UASB), lo que es una alternativa a los clásicos tratamiento primarios; siendo probablemente el costo una de las principales desventajas de la instalación de estos sistemas de tratamiento. También, se podría evaluar, como una posibilidad de mejorar los tratamientos de los efluentes, el aumento de la eficiencia de los procesos productivos dentro de las platas elaboradoras de alimentos, para así lograr recuperar las aguas limpias generadas, las que se podrían reutilizar en operaciones tales como calefacción, refrigeración y limpieza; como también lograr un afluente con cargas más bajas. 111 7 BIBLIOGRAFÍA ALDACO, R., GAREA, A y IRABIEN A. 2007. Modeling of particle growth: Application to water treatment in a fluidized bed reactor. Chemical Engineering Journal xxx (2007) xxx–xxx. ALDACO, R., IRABIEN, A y LUIS P. 2005. Fluidized bed reactor for fluoride renoval. Chemical Engineering Journal 107 (1–3): 113–117. A.V.F. INGENIERÍA AMBIENTAL LTDA. (s.f.). Biofiltro Dinámico Aeróbico. Chile. Disponible en: http://www.biofiltro.cl. Consultado el: 6 de octubre 2008. BASAURE, P.B. 1993. Manual de lombricultura. Chile. BELTRÁN, E. 1999. Validación de una ficha para inspección de locales de alimentos. Tesis. Escuela de Medicina Veterinaria. Universidad Austral de Chile, Facultad de Ciencias Veterinarias, Valdivia, Chile. CHILE. COMISION NACIONAL DEL MEDIO AMBIENTE. 2001. Decreto Supremo N° 95. Reglamento del Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental. CHILE. COMISIÓN NACIONAL DEL MEDIO AMBIENTE (CONAMA). 2002. Manual de Aplicación del D.S Nº 46/2002 ―Norma de Emisión de Residuos Líquidos a Aguas Subterráneas ―. 53 pp. CHILE. COMISIÓN NACIONAL DEL MEDIO AMBIENTE (CONAMA). 2005. Ley de Bases del Medio Ambiente 19300. Ministerio Secretaría General de la Presidencia. Santiago- Chile. 190 pp. CHILE. FUNDACIÓN PARA LA TRANSFERENCIA TECNOLÓGICA. (S.F.). Sistema Tohá, Tratamientos de Aguas Servidas. Chile. Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile. Disponible en: www.sistematoha.cl. Consultado el: 10 de octubre de 2008. CHILE. INSTITUTO DE DESARROLLO AGROPECUARIO. INDAP. 2002. La lombricultura como filtro. Santiago- Chile. 4p. 112 CHILE. INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACIÓN. 1996. Calidad del agua – Vocabulario Agua potable-Parte 1: Requisitos. Norma Chilena Oficial, NCh410.Of96. 71pp. CHILE. INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACIÓN. 1998. NCh – ISO 14.010. Of. 97. 2a ed. Guías para auditoria ambiental. Principios generales. CHILE. INSTITUTO NACIONAL DE NORMALIZACIÓN. 1998. NCh – ISO 14.011. Of. 97. 2a ed. Guías generales para auditoria ambiental. Procedimientos de auditoria. Auditoria de sistemas de gestión ambiental. CHILE. MINISTERIO DE ECONOMÍA. 2001. Consejo Nacional de Producción Limpia. Chile, país que produce limpio. Política de Producción Limpia 2001 – 2005. CHILE. MINISTERIO DE JUSTICIA. 1996. Decreto N° 1191. Código Sanitario. CHILE. MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS. 1916. Ley Nº 3.133. Neutralización de los residuos provenientes de establecimientos industriales. CHILE. MINISTERIO DE OBRAS PUBLICAS. 1990. Ley Nº 18.902. Ley Orgánica de la Superintendencia de Servicios Sanitarios. CHILE. MINISTERIO DE OBRAS PUBLICAS. 1992. Decreto Supremo Nº 351. Neutralización de resíduos líquidos industriales descargados en masas, cuerpos de aguas o sistemas de recolección. CHILE, MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS. 1998. Norma de emisión para la regulación de contaminantes asociados a las descargas de residuos líquidos a sistemas de alcantarillado. D.S N° 609/98. Santiago, Chile.30 p. CHILE, MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS. 2002. Ley 19821, deroga Ley 3.133 y modifica la Ley 18.902 en materia de residuos industriales. (On line). < http://www.leychile.cl/Navegar?idNorma=201917 > (30/03/2009). CHILE. MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS, DIRECCIÓN GENERAL DE AGUAS. 2004. Diagnostico y clasificación de los cursos y cuerpos de agua según objetivos de calidad de la cuenca del rió Valdivia. 129p. CHILE. MINISTERIO DE SALUD. 1986. Evaluación del aprendizaje y de la evolución: Técnicas de observación. Documento de trabajo N° 8. Unidad 113 de capacitación. Departamento de recursos humanos. Servicio de Salud Valdivia. CHILE. MINISTERIO DE SALUD. MINISAL. 1993. Reglamento sobre condiciones sanitarias y ambientales básicas en los lugares de trabajo. ART.17, Decreto Supremo Nº 745. Santiago-Chile. 115 pp CHILE. MINISTERIO SECRETARÍA GENERAL DE LA PRESIDENCIA. Decreto Supremo N° 90. 2000. Norma de emisión para la regulación de contaminantes asociados a las descargas de residuos líquidos a aguas marinas y continentales superficiales. 55 p. COELHO, N.M., RODRIGUES, A.A., ARROJA, L.M y CAPELA I.F. 2006. Effect of non-feeding period length on the intermittent operation of UASB reactors treating. Dairy Effluents. Biotechnology and Bioengineering. 96, (2): 244 – 249. CORTEZ, P. 2001. Manual Proceso Cervecero. Cervecera Valdivia. 124p. DUMAS, G. 1999. Tratamientos de residuos industriales líquidos (riles). Universidad Técnica Federico Santa María. Viña del Mar. Chile. 47p. FERRUZZI, C. 1994. Manual de lombricultura. Ediciones Ed. Mundi-Prensa. Madrid. España. 138pp FUNDACIÓN PARA LA TRANSFERENCIA TECNOLÓGICA. (S.F.). Sistema Tohá, Tratamientos de Aguas Servidas. Chile. Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile. . Disponible en: www.sistematoha.cl. Consultado el: 20 noviembre de 2008. GARRIDO, J. M., OMIL, F., ARROJO, B., MENDEZ R. y LEMA J. M. 2001. Carbon and nitrogen removal from a wastewater of an industrial dairy laboratory with a coupled anaerobic filter-sequencing batch reactor systems. Water Sciences and Technology .43: 249–256. GRAY, N. F.1996.Calidad del Agua Potable, problemas y soluciones. Editorial Acribia S.A. Zaragoza, España. 365 pp. GUZMÁN, S. 2004. Estudio de factibilidad de la aplicación del sistema Tohá en la planta de tratamiento de aguas servidas de Valdivia. Tesis Ing. Civil en Obras Civiles. Valdivia, Univ. Austral de Chile, Fac. Ing. 114 HAFEZ, A., KHEDR, M. y GADALLAH, H. 2006. Wastewater treatment and water reuse of food processing industries. Part II: Techno-economic study of a membrane separation technique. Desalination 214 (2007) 261–272. HAMDANI, A., MOUNTADAR, M. Y ASSOBHEI, O. 2005. Comparative study of the efficacy of three coagulants in treating dairy factory waste water. International Journal of Dairy Technology. 58 (2): (83-88). HENRY G. y HEINKE G. 1999. Ingeniería Ambiental. Editorial Prentice may, México D. F, México. 800 pp. HERNAN, M. 1997. Manual de tratamiento de aguas. Departamento de Sanidad del Estado de Nueva York, Albany. Estados Unidos. 205p. HERNÁNDEZ, Y. 2005. Anteproyecto de construcción para aplicación de lombricultura al tratamiento de planta Llau-Llao de salmonera Invertec S.A. Tesis Lic. Construcción, Universidad Austral de Chile. Facultad de Ciencias de la Ingeniería. Escuela de Construcción Civil .189 p. HERNÁNDEZ, R., FERNÁNDEZ, C. y BAPTISTA, P. 1998. Metodología de la Investigación. Editorial Mc Graw- Hill. México D.F. México. 501 pp. HWU, C.S., TSENG, S.K., YUAN, C.Y., KULIK Z. y LETTINGA G. 1998. Biosorption of long chain fatty acids inUASB treatment process.Water Res 32(5):1571–1579. IBARZ, A. y BARBOSA-CANOVAS, G.V.1999. Operaciones Unitarias en la Ingeniería de Alimentos. 1ª ed., Technomics Publishing Co Inc., New York. INGENIERÍA AMBIENTAL LTDA. (A.V.F.). Abril de 2005. Proyecto Planta de Tratamiento de Riles, Cultivadora de Salmones Linao Ltda. Chile. 60 pp. ISLA, M. Efluentes de cervecerías: ¿residuos o materia prima? ii. producción de ácido acético. 1-6p. Disponible en: http://www.documentos.aidis.cl/Trabajos%20Oral/Tema%20IV%20%20A guas%20Residuales%20Industriales/IV-Isla-Argentina-2.doc., consultado el 05 de enero del 2009. JIAN-JUN, QIN., MAUNG NYUNT WAI, GUIHE TAO, KIRAN A. KEKRE, HARRY SEAH. 2006. Membrane bioreactor study for reclamation of mixed sewage mostly from industrial sources. Separation and Purification Technology 53 (2007): 296–300. 115 KIELY, G. 1999. Ingeniería Ambiental. Fundamentos, entornos, tecnologías y sistemas de gestión. Mc Graw-Hill Ed., Madrid, España. 1331 pp. LAU, P. J. 1997. Applying Desinfection Alternatives to Wastewater Treatment. Disponible en:www.pollutionengineering.com, consultado el 10 de Enero 20098. LETTINGA G. y HULSHOFF L.W. 1991. UASB process design for various types of wastewaters. Water Sci Technol 24(8):87–107 LESCHBER, R. 2002. International Report: Sludge management and related legislation. Water Science and Technology. 46 (4 - 5): 367 – 371. LEVIN, M. y GEALT, M. 1997. Biotratamiento de residuos tóxicos y peligrosos. 1a Ed. McGraw- Hill. Madrid. España. 338pp. LOMBRICULTURA PACHAMAMA. (s.f.). Lombricultura; Nuestra Lombriz. Chile.en: http://www.lombricultura.cl. Consultado el: 8 de octubre de 2008. MADRID, A. 1979. Aprovechamiento integral de subproductos de matadero. G.D.A Asociados, S.A., Madrid, España. McCABE, W.L., SMITH, J.C Y HARRIOTT, P. 1991. Operaciones Básicas de Ingeniería Química. 4th ed. McGraw-Hill/Interamericana de España S.A., España. METCALF & EDDY, INC. 1995. Ingeniería de Aguas Residuales. Tratamiento, vertido y reutilización. Volumen I. 2a Ed. McGraw-Hill. Madrid, España. 505 p. MILLAR, A. 2003. Diseño de un instrumento para recopilar información en la evaluación de sistemas de tratamiento de residuos industriales líquidos, en industrias de alimentos. Tesis Med. Vet. Valdivia. Universidad Austral de Chile, Facultad de Ciencias Veterinarias. 58 p. NADAIS, H., CAPELA, I., ARROJA, L. y DUARTE, A. 2003. Biosorption of milk substrates onto anaerobic flocculent and granular sludge. Biotechnol Bioeng 19: 1053–1055. NADAIS, H. 2001. Treatment of dairy effluents with UASB reactors operated in an intermittent mode. Ph.D. Thesis, University of Aveiro, Aveiro, Portugal, (Portuguese). 116 NING, J., KENNEDY, K. y FERNANDES, L. 1996. Biosorption of 2,4dichlorophenol by live and chemically inactivated anaerobic granules. Water Res 30(9):2039–2044. ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA EL DESARROLLO INDUSTRIAL (ONUDI). 2007. ¿Que es producción mas limpia? Disponible:http://www.conep.org.pa/prodlimpia/templates/quepl.php. Leído: 29 de abril 2007. ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD (O.M.S). 1995. Guías para la calidad del agua potable. Vol. I: Recomendaciones. 2a Ed. Ginebra, Suiza. PANNELL, S. 2001. Dilute your water costs. Dairy Industries International. 66 (9): 27. PAVLOSTATHIS, S. y GIRALDO-GOMEZ, E. 1991. Kinetics of anaerobic treatment. Water Sci Technol 24 (8): 35–59. POTTER, N. y HOTCHKISS, J.1999. Ciencia de los Alimentos. Editorial Acribia, Zaragoza, España. 667 pp. RAMALHO, R.S. 1996. Tratamiento de aguas residuales. Ed. Reverté, S.A. Barcelona,España. SALAZAR, P. 2005. Sistema Tohá; una alternativa ecológica para el tratamiento de aguas residuales en sectores rurales. Tesis Cons. Civ. Valdivia. Universidad Austral de Chile, Facultad de Ciencias de la Ingeniería. 117 p. SAWYER, C. 2001. Química para ingeniería ambiental. Editorial Mc- Graw Hill.Bogotá, Colombia.713 p. SEOANEZ, M. 1998. Ecología Industrial: Ingeniería medioambiental aplicada a la industria y a la empresa. Manual para responsables medioambientales. 2a Ed. Mundi-prensa. Barcelona, España. SOTO, M. A. y TOHÁ, J. 1998. ―Ecological wastewater treatment‖, en Proceedings, Advanced Wastewater Treatment, Recycling and Reuse, Milán, Italia. Septiembre 1998. Pág. 1091. STEWAERT, D. 2001. Wastewater Treatment. The New Brewer. Volumen 18:49-51. 117 UNDA, F. 2002. Ingeniería sanitaria aplicada a saneamiento y salud pública. Linusa – Noriega Ed., D.F., México. VEGA DE KUYPER, J. 1997. Manejo de residuos de la industria química y afín. 1ª Ed. Ediciones Universidad de Chile. Chile. Santiago. 140 pp. WALKER, S. I. 2000. Water Charges: the Modgen formula explained? International Journal of Dairy Technology. 53 (2): 37 – 40. WALKER, S. I. 2001. Waste water treatment in the dairy industry. International Journal of Dairy Technology. 54 (2): 78 – 80. WINDSOR, M. y S. BARLOW.1984. Introducción a los subproductos de pesquería. Acribia. Zaragoza.204p. WINKLER, M. 2000. Tratamiento biológico de aguas de desecho. 7a Ed. Limusa. México D.F, México. 338 pp. www.e-seia.cl. Declaración de Impacto Ambiental: Proyecto de Tratamiento y Disposición Controlada de Residuos Líquidos Agroindustriales Vía Riego Planta D_26/03.Información obtenida el 10 de Noviembre del 2008. www.elaguapotable.com/tratamiento_de_lodos.htm. Fangos producidos en el tratamiento del agua potable. Información obtenida el 04 de diciembre del 2008. www.wikilosrios.cl/index.php/R%C3%ADo_Valdivia. Río Valdivia. Información obtenida el 06 de febrero del 2009. ZAROR, C. 2000. Introducción a la ingeniería ambiental para la industria de procesos. Universidad de Concepción. 499 p. ZEEMAN, G, SANDERS, W, WANG, K. y LETTINGA, G. 1997. Anaerobic treatment of complex wastewater and waste activated sludge— application of an upflow anaerobic solid removal (UASR) reactor for the removal and pre-hydrolysis of suspended COD. Water Sci Technol 35(10):121–128. 118 8 ANEXOS 119 ANEXO 1 Definiciones Las siguientes definiciones fueron extraídas del Decreto Supremo Nº90/2000: Cuerpos de agua receptor. Es el curso o volumen de agua natural o artificial, marino o continental superficial, que recibe la descarga de residuos líquidos. No se comprenden en esta definición los cuerpos de agua artificiales que contengan, almacenen o traten relaves y/o aguas lluvias o desechos líquidos provenientes de un proceso industrial o minero. Descargas de residuos líquidos. Es la evacuación o vertimiento de residuos líquidos a un cuerpo de agua receptor, como resultado de un proceso, actividad o servicio de una fuente emisora. Fuente emisora. Es el establecimiento que descarga residuos líquidos a uno o más cuerpos de agua receptores, como resultado de su proceso, actividad o servicio. Las siguientes definiciones se encuentra explicadas en la Norma Chilena 410.Of 96: Acuífero. Formación que contiene agua (lecho o estrato), constituida por rocas permeables, arena o grava, capaz de ceder cantidades significativas de agua. Afluente. Entrada de agua a un proceso industrial o de aguas residuales a una planta de tratamiento. Agua industrial. Cualquier agua usada para, o durante, un proceso industrial. Agua de lluvia. Agua meteórica; aguas lluvias. Agua proveniente de las precipitaciones atmosféricas, que aún no contiene materia soluble proveniente de la tierra. Aguas residuales. Aguas que se descargan después de haber sido usadas en un proceso, o producidas por éste, y que no tienen ningún valor inmediato para ese proceso. Coagulación química. Proceso en el que se agrega un producto químico (coagulante), el cual causa la desestabilización de las cargas eléctricas de las partículas coloidales dispersas, y que facilita posteriormente su aglomeración en forma de flóculos. Corriente de agua; curso de agua. Masa de agua que fluye en forma continua o intermitente a través de un cauce bien definido. 120 Cuenca hidrográfica. Área continental, que en razón de sus características de relieve, drena naturalmente hacia un punto determinado y que tiene una salida única para su escorrentía superficial. Decantación. Proceso de extracción del líquido sobrenadante después de la sedimentación de los sólidos suspendidos o después de la separación de un líquido de mayor densidad. Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) Cantidad de oxígeno requerido por los microorganismos para oxidar o biodegradar la materia orgánica y/o inorgánica contenida en el agua. Es un proceso biológico y aeróbico. Falta completar definición. Demanda química de oxígeno (DQO). Medida del oxígeno, equivalente al contenido de materia orgánica en la muestra, y que es susceptible de ser oxidada por un agente químico fuerte. El agente de oxidación estandarizado es el dicromato de potasio en ambiente fuertemente ácido. Dren. Ducto por el que se evacua por gravedad el agua del suelo o de un acuífero, para su captación o para controlar el nivel de agua. Efluente. Salida de agua o de aguas residuales desde el lugar que las contiene tal como una planta de tratamiento o un proceso industrial. Emisario. Tubería o ducto que recibe el agua efluente de toda una red de alcantarillado y la conduce hasta una planta de tratamiento o hasta el punto de descarga final. Estanque de homogeneización. Estanque para retener los efluentes, de modo de descargarlos en forma relativamente uniforme en términos de sus características físicas y químicas (pH, color, turbiedad, etc.). Estuario. Cuerpo de agua, parcialmente encerrado, en el tramo inferior de un río unido libremente con el mar y que se alimenta con agua dulce proveniente del drenaje de áreas elevadas. Filtro biológico; filtro percolador; filtro de escurrimiento.: Lecho de materiales inertes recubiertos por una película biológica activa, a través del cual percola un agua residual para su purificación. Floculación. Proceso físico-químico que consiste en la aglomeración de partículas no sedimentables para formar flóculos; el proceso generalmente es acelerado por medios, físicos, artificiales o naturales. 121 Flóculo. Partícula macroscópica formada en un líquido por floculación, generalmente separable por sedimentación o por flotación. Flotación por aire. Proceso en el cual se circula aire a presión, en forma ascendente, a través de un filtro de gravedad para agitar el medio (los medios) de filtración, con el objeto de liberar los sólidos retenidos antes del lavado a contracorriente. Lodos. Acumulación de sólidos sedimentables separados de varios tipos de agua mediante procesos naturales o artificiales. 122 ANEXO 2 Ficha para la evaluación de sistemas de tratamiento de riles, en industrias de alimentos. FICHA N°______/______ 1. REGISTRO DE LA FICHA: Fecha de auditoria:_____/___/___.Auditado: Sr. ____________________________________ Cargo: ___________________________________ 2. DE LA INDUSTRIA: Nombre o razón social: ____________________________________________ RUT: ____________________________ Giro: __________________________ Ubicación: __________________________________ Comuna: _______________ Tipo de industria: CARNES LÁCTEOS PESCADOS OTROS N ° Res. Sanitaria: ____________________________ Máxima producción mensual: __________________________________________ Lugar de descarga del efluente: _________________ Verificación (GPS):_______ Cuerpo de agua receptor: RÍO Nivel contaminante: BAJO LAGO MAR MEDIO ALTO INFILTRACIÓN 123 Norma de fiscalización: D.S. Nº 46 D.S. Nº 90 3. DE LOS PROCESOS: Tipos de materias primas: Volumen materia prima (mensual): Volumen producto final (mensual): 4. DE LOS TRATAMIENTOS: Variables medidas (inicial): Realiza tratamiento de Riles: SI NO Si la respuesta es afirmativa, continúe con este cuestionario. Si la respuesta es negativa, pase de inmediato al punto 5. 4.1 Tipo de Tratamiento: Marque la (s) respuesta (s) necesaria (s). Primario o físico: SI NO Propio Secundario o biológico: Externos SI NO Propio Terciario o químico: Externos SI NO Propio Disposición tratamientos es autorizada: Externos SI Empresa que maneja RILes ¿Esta autorizada?: Resolución Sanitaria (empresa RILes): NO SI NO 124 ¿Cuál? (Indique nombre y ubicación): ________________________________________________________________ _____________ 4.2 Descripción del sistema si es propio: 4.2.1 PRE–TRATAMIENTO: Realiza Pre-tratamiento en los Riles: SI NO SI NO SI NO SI NO Cal: SI NO Ácidos: SI NO SI NO ¿Qué tipo de procesos utiliza?: Cribas: Reja de gruesos: ¿Realiza neutralización de pH?: Ph final: ¿Con qué?: ¿Existe ecualización de flujo?: 4.2.2 TRATAMIENTO PRIMARIO: Sedimentación: SI NO ¿Tipo de tanque de sedimentación usado?: De flujo horizontal: SI NO De flujo radial: SI NO De flujo ascendente: SI NO ¿Ocupa compuesto químico en la sedimentación?: SI NO 125 ¿De que tipo?: Coagulante Naturales: Almidón: SI NO Gelatina: SI NO Resina natural: SI NO Coagulante Inorgánico: Sales de Hierro: SI NO Sales de Aluminio: SI NO Coagulante Sintético: Otros:___________________________________________________________ _________________________________ Flotación: SI Flotación con aire disuelto (FAD): NO SI Electroflotación: SI NO ¿Elimina Lodos?: SI NO NO Características del Lodo: Humedad: ____ %. Nitrógeno: ____ %. Fósforo: ____ %. Manejos de Lodos: Propio Externos Disposición final de Lodos a vertedero autorizado: SI NO Empresa que maneja los lodos ¿Esta autorizada?: SI NO Resolución Sanitaria (empresa de lodos): ¿Cuál? (Indique nombre y ubicación): ________________________________________________________________ ____________________________ 126 Descripción del sistema si es propio: ¿Existe reutilización de Lodos?: SI NO ¿En qué?: ________________________________________________________________ ____________________________ Variables medidas: 4.2.3 TRATAMIENTO SECUNDARIO: Procesos aeróbicos: SI NO Procesos anaeróbicos: SI NO Lagunaje: SI NO Procesos aeróbicos: Lodos activados: SI NO Lagunas aireadas: SI NO Reactores discontinuos secuenciales (SBR): SI NO Filtro percolador: SI NO Bio-discos: NO SI Otros:___________________________________________________________ ________________________________________________________________ Procesos anaeróbicos: Digestión anaerobia: SI NO Otros:___________________________________________________________ ________________________________________________________________ Lagunaje: Tipo de lagunas: Aeróbicas: SI NO Nº:______________ Facultativas: SI NO Nº:______________ 127 Variables medidas: 4.2.4 TRATAMIENTO TERCIARIO: Precipitación Química: SI NO SI NO Desinfección: SI NO Existen procesos avanzados: SI NO Elimina olores: Precipitación Química: Productos usados: Sulfato de Aluminio: SI NO Sulfato Férrico: SI NO Polielectrólitos: SI NO Eliminación de olores: Adsorbentes: Carbón activado: SI NO Otro: __________________________ Desinfección: Cloro gas: SI NO Hipoclorito de Sodio: SI NO Luz U.V: SI NO Ozono: SI NO Procesos avanzados: Intercambio iónico: SI NO Osmosis inversa: SI NO Electrodiálisis: SI NO Otros: Variables medidas (final): 128 5. DEL EFLUENTE: Marque el (los) análisis solicitado (s): DBO5 Sólidos Suspendidos Aceites y Grasas Coliformes totales Nitrógeno total Fósforo pH Temperatura Metales (Indique) _________________________________________ Otros (Indique) ___________________________________________ Empresa que realiza los análisis: 6. DEL MUESTREO: 6.1 TIEMPO DE DESCARGA DEL CAUDAL: Continúo Intermitente Caudal de más de cuatro horas: SI NO Caudal de menos de cuatro horas: SI NO Caudal Diario Inicial: Caudal Diario Final: Carga del RIL (inicial): Carga del RIL (final): 129 Observaciones: ___________________________________________________ ________________________________________________________________ 7. Estadísticas Producción: Volumen Ril Final (mensual): Ritmo de producción Mensual: Continua Discontinuó Factores que afectan: Diagrama de flujo del proceso: 8. Consumo de aguas: Aguas Industriales Finales: RIL Alcantarillado Aguas Limpias Finales: RIL Alcantarillado Aguas Domesticas Finales: RIL Alcantarillado Gasto de agua x producto elaborado: Gasto de agua x materia prima procesada: 130 ANEXO 3 Limites permitidos por la legislación vigente Tabla 2 Límites máximos permitidos para la descarga de residuos líquidos a cuerpos de aguas fluviales considerados la capacidad de dilución del receptor Parámetro Límite Unidad Tipo de Muestra Aceites y grasas 50 mg/L Compuesto Caudal (volúmen de descarga) Coliformes fecales 20 m3/h Puntual continuo 1000 NMP/100 ml Puntual discreto DBO5 300 mg/L Compuesto Fósforo 15 mg/L Compuesto Nitrógeno total kjeldahl 75 mg/L Compuesto pH 6 unidades de pH Puntual discreto pH 8,5 unidades de pH Puntual discreto Poder espumógeno 7 Mm Compuesto Sólidos suspendidos totales 300 mg/L Compuesto Temperatura 40 °C Puntual discreto FUENTE: CHILE, Decreto Supremo N° 90. 2000. Tabla 2 Límites máximos permitidos para la descarga de residuos líquidos a cuerpos de agua fluviales considerando capacidad de dilución del receptor. Parámetro Límite Unidad Tipo de Muestra Aceites y grasas 50 mg/L Compuesto Caudal (volúmen de descarga) Cloruros 162 m3/h Puntual continuo 2000 mg/L Compuesto Coliformes fecales 1000 NMP/100 ml Puntual discreto DBO5 300 mgO2/L Compuesto Fósforo 15 mg/L Compuesto Nitrógeno total kjeldahl 75 mg/L unidades de pH unidades de pH Compuesto pH pH 6 8,5 Puntual discreto Puntual discreto 131 Poder espumógeno 7 mm Compuesto Sólidos suspendidos totales 300 mg/L Compuesto Temperatura 40 °C Puntual discreto FUENTE: CHILE, Decreto Supremo N° 90. 2000. Tabla 5 Límites de concentración para descarga de residuos líquidos a cuerpos de aguas marinos fuera de la zona de protección litoral Parámetro Límite Unidad Tipo de Muestra Aceites y grasas 150 mg/L Compuesto DBO5 999999 mgO2/L unidades de pH unidades de pH mg/l Compuesto pH 5,5 pH 9 Sólidos suspendidos totales 300 Puntual discreto Puntual discreto Compuesto FUENTE CHILE, Decreto Supremo N° 90. 2000. TABLA 2 Límites máximos para descarga residuos líquidos en condiciones de vulnerabilidad baja Parámetro Límite Unidad Tipo de Muestra Aceites y grasas 10 mg/L Compuesto 55 m3/d Puntual continuo 15 mg/L unidades de pH unidades de pH Compuesto Caudal (volumen de descarga) Nitrógeno total kjeldahl pH pH 6 8,5 FUENTE: CHILE, Decreto Supremo N° 46. 2002. Puntual discreto Puntual discreto 132 ANEXO 4 Datos entregados por las empresas para ser fiscalizados por la SISS Datos entregados por A_18/02 para ser fiscalizada por SISS Mes Fecha Muestreo Parámetro ene-08 04/01/2008 Aceites y grasas Valor Informado Unidad 5 mg/L 3418 m3/h 316 mg/L 2 NMP/100 ml 68 9,33 mgO2/l mg/L 12,42 mg/L 7,8 Unidades de pH ene-08 04/01/2008 Poder espumógeno 1 mm ene-08 04/01/2008 Sólidos suspendidos totales 9 mg/L 24 °C 5 mg/L 3234 m3/h 432 mg/L 71 mgO2/l 12,21 mg/L ene-08 10/01/2008 Nitrógeno total kjeldahl 15 mg/L ene-08 10/01/2008 pH 7,8 Unidades de pH 1 mm 15 mg/L 20,9 °C Caudal (volumen de descarga) ene-08 04/01/2008 Cloruros ene-08 04/01/2008 ene-08 04/01/2008 Coliformes fecales ene-08 04/01/2008 DBO5 ene-08 04/01/2008 Fósforo ene-08 04/01/2008 Nitrógeno total kjeldahl ene-08 04/01/2008 pH ene-08 04/01/2008 Temperatura ene-08 10/01/2008 Aceites y grasas ene-08 10/01/2008 Caudal (volumen de descarga) ene-08 10/01/2008 Cloruros ene-08 10/01/2008 DBO5 ene-08 10/01/2008 Fósforo ene-08 10/01/2008 Poder espumógeno ene-08 10/01/2008 Sólidos suspendidos totales ene-08 10/01/2008 Temperatura 133 ene-08 17/01/2008 Aceites y grasas 5 mg/L 3413 m3/h 347 mg/L 2 NMP/100 ml 32 8,69 mgO2/l mg/L 11,49 mg/L 7,6 Unidades de pH ene-08 17/01/2008 Poder espumógeno 1 mm ene-08 17/01/2008 Sólidos suspendidos totales 5 mg/L 23,3 °C 5 mg/L 3343 m3/h 249 mg/L 2 NMP/100 ml 29 12,51 mgO2/l mg/L ene-08 24/01/2008 Nitrógeno total kjeldahl 9,4 mg/L ene-08 24/01/2008 pH 7,6 Unidades de pH 1 mm 16 mg/L 27,8 °C 5 mg/L 2985 m3/h 156 mg/L feb-08 14/02/2008 Coliformes fecales 170 NMP/100 ml feb-08 14/02/2008 DBO5 feb-08 14/02/2008 Fósforo 20 6,96 mgO2/l mg/L Caudal (volumen de descarga) ene-08 17/01/2008 Cloruros ene-08 17/01/2008 ene-08 17/01/2008 Coliformes fecales ene-08 17/01/2008 DBO5 ene-08 17/01/2008 Fósforo ene-08 17/01/2008 Nitrógeno total kjeldahl ene-08 17/01/2008 pH ene-08 17/01/2008 Temperatura ene-08 24/01/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) ene-08 24/01/2008 Cloruros ene-08 24/01/2008 ene-08 24/01/2008 Coliformes fecales ene-08 24/01/2008 DBO5 ene-08 24/01/2008 Fósforo ene-08 24/01/2008 Poder espumógeno ene-08 24/01/2008 Sólidos suspendidos totales ene-08 24/01/2008 Temperatura feb-08 14/02/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) feb-08 14/02/2008 Cloruros feb-08 14/02/2008 134 feb-08 14/02/2008 Nitrógeno total kjeldahl 3,26 mg/L 7,7 Unidades de pH 1 mm 12 mg/L 24,8 °C 5 mg/L 2650 m3/h 164 mg/L 50 NMP/100 ml feb-08 21/02/2008 DBO5 feb-08 21/02/2008 Fósforo 36 6,95 mgO2/l mg/L feb-08 21/02/2008 Nitrógeno total kjeldahl 6,83 mg/L 7,6 Unidades de pH 1 mm 25 mg/L 25,1 °C 5 mg/L 2698 m3/h 317 mg/L 23 NMP/100 ml 50 11,19 mgO2/l mg/L 3,34 mg/L 7,6 Unidades de pH 1 mm feb-08 28/02/2008 Sólidos suspendidos totales 23 mg/L feb-08 28/02/2008 Temperatura 26 °C feb-08 14/02/2008 pH feb-08 14/02/2008 Poder espumógeno feb-08 14/02/2008 Sólidos suspendidos totales feb-08 14/02/2008 Temperatura feb-08 21/02/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) feb-08 21/02/2008 Cloruros feb-08 21/02/2008 feb-08 21/02/2008 Coliformes fecales feb-08 21/02/2008 pH feb-08 21/02/2008 Poder espumógeno feb-08 21/02/2008 Sólidos suspendidos totales feb-08 21/02/2008 Temperatura feb-08 28/02/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) feb-08 28/02/2008 Cloruros feb-08 28/02/2008 feb-08 28/02/2008 Coliformes fecales feb-08 28/02/2008 DBO5 feb-08 28/02/2008 Fósforo feb-08 28/02/2008 Nitrógeno total kjeldahl feb-08 28/02/2008 pH feb-08 28/02/2008 Poder espumógeno 135 mar-08 06/03/2008 Aceites y grasas 5 mg/L 3154 m3/h 318 mg/L 2 NMP/100 ml 37 6 mgO2/l mg/L 1,35 mg/L 7,6 Unidades de pH 1 mm 13 mg/L 23,5 °C 5 mg/L 2923 m3/h 490 mg/L 2 NMP/100 ml mar-08 13/03/2008 DBO5 mar-08 13/03/2008 Fósforo 54 6,06 mgO2/l mg/L mar-08 13/03/2008 Nitrógeno total kjeldahl 8,52 mg/L 7,8 Unidades de pH 1 mm 30 mg/L 24,9 °C 5 mg/L 2148 m3/h 294 79 9,57 mg/L mgO2/l mg/L 21 mg/L Caudal (volumen de descarga) mar-08 06/03/2008 Cloruros mar-08 06/03/2008 mar-08 06/03/2008 Coliformes fecales mar-08 06/03/2008 DBO5 mar-08 06/03/2008 Fósforo mar-08 06/03/2008 Nitrógeno total kjeldahl mar-08 06/03/2008 pH mar-08 06/03/2008 Poder espumógeno mar-08 06/03/2008 Sólidos suspendidos totales mar-08 06/03/2008 Temperatura mar-08 13/03/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) mar-08 13/03/2008 Cloruros mar-08 13/03/2008 mar-08 13/03/2008 Coliformes fecales mar-08 13/03/2008 pH mar-08 13/03/2008 Poder espumógeno mar-08 13/03/2008 Sólidos suspendidos totales mar-08 13/03/2008 Temperatura mar-08 20/03/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) mar-08 20/03/2008 Cloruros mar-08 20/03/2008 DBO5 mar-08 20/03/2008 Fósforo mar-08 20/03/2008 mar-08 20/03/2008 Nitrógeno total kjeldahl 136 mar-08 20/03/2008 pH mar-08 20/03/2008 Poder espumógeno mar-08 20/03/2008 Sólidos suspendidos totales mar-08 20/03/2008 Temperatura mar-08 28/03/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) mar-08 28/03/2008 Cloruros mar-08 28/03/2008 mar-08 28/03/2008 Coliformes fecales mar-08 28/03/2008 DBO5 mar-08 28/03/2008 Fosforo mar-08 28/03/2008 Nitrógeno total kjeldahl mar-08 28/03/2008 pH mar-08 28/03/2008 Poder espumógeno mar-08 28/03/2008 Sólidos suspendidos totales mar-08 28/03/2008 Temperatura abr-08 03/04/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) abr-08 03/04/2008 Cloruros abr-08 03/04/2008 DBO5 abr-08 03/04/2008 Fósforo abr-08 03/04/2008 abr-08 03/04/2008 Nitrógeno total kjeldahl abr-08 03/04/2008 pH abr-08 03/04/2008 Poder espumógeno abr-08 03/04/2008 Sólidos suspendidos totales abr-08 03/04/2008 Temperatura abr-08 10/04/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) abr-08 10/04/2008 Cloruros abr-08 10/04/2008 7,7 Unidades de pH 1 mm 29 mg/L 23,4 °C 30 mg/L 2756 m3/h 364 mg/L 2 NMP/100 ml 111 12,97 mgO2/l mg/L 8,75 mg/L 7,2 Unidades de pH 1 mm 42 mg/L 21,1 °C 20 mg/L 3379 m3/h 178 78 6,23 mg/L mgO2/l mg/L 13,3 mg/L 7,5 Unidades de pH 1 mm 15 mg/L 22,7 °C 5 mg/L 2935 m3/h 1043 mg/L 137 abr-08 10/04/2008 Coliformes fecales 2 NMP/100 ml 165 7,35 mgO2/l mg/L abr-08 10/04/2008 Nitrógeno total kjeldahl 14 mg/L abr-08 10/04/2008 pH 7,8 Unidades de pH 1 mm 22 mg/L 19,7 °C 5 mg/L 3194 m3/h 808 mg/L 2 NMP/100 ml abr-08 17/04/2008 DBO5 abr-08 17/04/2008 Fósforo 70 8,6 mgO2/l mg/L abr-08 17/04/2008 Nitrógeno total kjeldahl 14 mg/L abr-08 17/04/2008 pH 7,8 Unidades de pH 1 mm 17 mg/L 21,2 °C 28 mg/L 2967 m3/h 238 89 9,1 mg/L mgO2/l mg/L abr-08 23/04/2008 Nitrógeno total kjeldahl 14 mg/L abr-08 23/04/2008 pH 7,6 Unidades de pH 1 mm 23 mg/L abr-08 10/04/2008 DBO5 abr-08 10/04/2008 Fósforo abr-08 10/04/2008 Poder espumógeno abr-08 10/04/2008 Sólidos suspendidos totales abr-08 10/04/2008 Temperatura abr-08 17/04/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) abr-08 17/04/2008 Cloruros abr-08 17/04/2008 abr-08 17/04/2008 Coliformes fecales abr-08 17/04/2008 Poder espumógeno abr-08 17/04/2008 Sólidos suspendidos totales abr-08 17/04/2008 Temperatura abr-08 23/04/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) abr-08 23/04/2008 Cloruros abr-08 23/04/2008 DBO5 abr-08 23/04/2008 Fósforo abr-08 23/04/2008 abr-08 23/04/2008 Poder espumógeno abr-08 23/04/2008 Sólidos suspendidos totales 138 abr-08 23/04/2008 Temperatura 19,8 °C 10 mg/L 3011 m3/h 418 mg/L 2 NMP/100 ml abr-08 30/04/2008 DBO5 abr-08 30/04/2008 Fósforo 86 7,4 mgO2/l mg/L abr-08 30/04/2008 Nitrógeno total kjeldahl 15 mg/L abr-08 30/04/2008 pH 7,8 Unidades de pH 1 mm 12 mg/L 16,4 °C 5 mg/L 3138 m3/h 199 163 8,49 mg/L mgO2/l mg/L may-08 08/05/2008 Nitrógeno total kjeldahl 21 mg/L may-08 08/05/2008 pH 7,8 Unidades de pH 1 mm 34 mg/L 18,1 °C 5 mg/L 3748 m3/h 141 176 7,62 mg/L mgO2/l mg/L may-08 15/05/2008 Nitrógeno total kjeldahl 26 mg/L may-08 15/05/2008 pH 7,9 Unidades de pH abr-08 30/04/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) abr-08 30/04/2008 Cloruros abr-08 30/04/2008 abr-08 30/04/2008 Coliformes fecales abr-08 30/04/2008 Poder espumógeno abr-08 30/04/2008 Sólidos suspendidos totales abr-08 30/04/2008 Temperatura may-08 08/05/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) may-08 08/05/2008 Cloruros may-08 08/05/2008 DBO5 may-08 08/05/2008 Fósforo may-08 08/05/2008 may-08 08/05/2008 Poder espumógeno may-08 08/05/2008 Sólidos suspendidos totales may-08 08/05/2008 Temperatura may-08 15/05/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) may-08 15/05/2008 Cloruros may-08 15/05/2008 DBO5 may-08 15/05/2008 Fósforo may-08 15/05/2008 139 may-08 15/05/2008 Poder espumógeno 1 mm 34 mg/L 19,5 °C 5 mg/L 3859 m3/h 223 mg/L may-08 22/05/2008 Coliformes fecales 800 NMP/100 ml may-08 22/05/2008 DBO5 may-08 22/05/2008 Fósforo 150 7,71 mgO2/l mg/L may-08 22/05/2008 Nitrógeno total kjeldahl 14 mg/L may-08 22/05/2008 pH 7,4 Unidades de pH 1 mm may-08 22/05/2008 Sólidos suspendidos totales 17 mg/L may-08 22/05/2008 Temperatura 19 °C 5 mg/L 3711 m3/h 88 171 6,7 mg/L mgO2/l mg/L jun-08 10/06/2008 Nitrógeno total kjeldahl 16 mg/L jun-08 10/06/2008 pH 7,4 Unidades de pH 1 mm 27 mg/L 20,4 °C 5 mg/L 3335 m3/h 259 185 12 mg/L mgO2/l mg/L may-08 15/05/2008 Sólidos suspendidos totales may-08 15/05/2008 Temperatura may-08 22/05/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) may-08 22/05/2008 Cloruros may-08 22/05/2008 may-08 22/05/2008 Poder espumógeno jun-08 10/06/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) jun-08 10/06/2008 Cloruros jun-08 10/06/2008 DBO5 jun-08 10/06/2008 Fósforo jun-08 10/06/2008 jun-08 10/06/2008 Poder espumógeno jun-08 10/06/2008 Sólidos suspendidos totales jun-08 10/06/2008 Temperatura jun-08 12/06/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) jun-08 12/06/2008 Cloruros jun-08 12/06/2008 DBO5 jun-08 12/06/2008 Fósforo jun-08 12/06/2008 140 jun-08 12/06/2008 Nitrógeno total kjeldahl 28 mg/L jun-08 12/06/2008 pH 7,2 Unidades de pH 1 mm 51 mg/L 19,5 °C 18 mg/L 3452 m3/h 185 mg/L jul-08 03/07/2008 Coliformes fecales 170 NMP/100 ml jul-08 03/07/2008 DBO5 jul-08 03/07/2008 Fósforo 150 5,53 mgO2/l mg/L jul-08 03/07/2008 Nitrógeno total kjeldahl 15 mg/L jul-08 03/07/2008 pH 7,4 Unidades de pH 1 mm 20 mg/L 20,2 °C 11 mg/L 3540 m3/h 103 mg/L jul-08 10/07/2008 Coliformes fecales 800 NMP/100 ml jul-08 10/07/2008 DBO5 jul-08 10/07/2008 Fósforo 242 14 mgO2/l mg/L 22 mg/L jul-08 10/07/2008 pH 7 Unidades de pH jul-08 10/07/2008 Poder espumógeno 1 mm 27 mg/L 20,6 °C jun-08 12/06/2008 Poder espumógeno jun-08 12/06/2008 Sólidos suspendidos totales jun-08 12/06/2008 Temperatura jul-08 03/07/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) jul-08 03/07/2008 Cloruros jul-08 03/07/2008 jul-08 03/07/2008 Poder espumógeno jul-08 03/07/2008 Sólidos suspendidos totales jul-08 03/07/2008 Temperatura jul-08 10/07/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) jul-08 10/07/2008 Cloruros jul-08 10/07/2008 jul-08 10/07/2008 Nitrógeno total kjeldahl jul-08 10/07/2008 Sólidos suspendidos totales jul-08 10/07/2008 Temperatura 141 jul-08 22/07/2008 Aceites y grasas 25 mg/L 3144 m3/h 72 mg/L 2 NMP/100 ml 30 3,86 mgO2/l mg/L 12,33 mg/L 7,3 Unidades de pH 1 mm 17 mg/L 21,2 °C 27 mg/L 3262 m3/h 185 mg/L 22 NMP/100 ml 231 9,18 mgO2/l mg/L jul-08 31/07/2008 Nitrógeno total kjeldahl 19 mg/L jul-08 31/07/2008 pH 7,1 Unidades de pH 1 mm 23 mg/L 19,4 °C 24 mg/L 2937 m3/h 89 mg/L 70 NMP/100 ml 209 5,18 mgO2/l mg/L Caudal (volumen de descarga) jul-08 22/07/2008 Cloruros jul-08 22/07/2008 jul-08 22/07/2008 Coliformes fecales jul-08 22/07/2008 DBO5 jul-08 22/07/2008 Fósforo jul-08 22/07/2008 Nitrógeno total kjeldahl jul-08 22/07/2008 pH jul-08 22/07/2008 Poder espumógeno jul-08 22/07/2008 Sólidos suspendidos totales jul-08 22/07/2008 Temperatura jul-08 31/07/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) jul-08 31/07/2008 Cloruros jul-08 31/07/2008 jul-08 31/07/2008 Coliformes fecales jul-08 31/07/2008 DBO5 jul-08 31/07/2008 Fósforo jul-08 31/07/2008 Poder espumógeno jul-08 31/07/2008 Sólidos suspendidos totales jul-08 31/07/2008 Temperatura ago-08 08/08/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) ago-08 08/08/2008 Cloruros ago-08 08/08/2008 ago-08 08/08/2008 Coliformes fecales ago-08 08/08/2008 DBO5 ago-08 08/08/2008 Fósforo 142 ago-08 08/08/2008 Nitrógeno total kjeldahl 14 mg/L ago-08 08/08/2008 pH 7,2 Unidades de pH 1 mm 22 mg/L 20,4 °C 22 mg/L 3210 m3/h 304 mg/L 9 NMP/100 ml 304 9,29 mgO2/l mg/L 11,48 mg/L 7,3 Unidades de pH 1 mm 40 mg/L 20,3 °C 3007 m3/h 71 mg/L 2 NMP/100 ml 196 6,62 mgO2/l mg/L sep-08 10/09/2008 Nitrógeno total kjeldahl 18 mg/L sep-08 10/09/2008 pH 7,3 Unidades de pH 1 mm 33 mg/L 19,5 °C 31 mg/L ago-08 08/08/2008 Poder espumógeno ago-08 08/08/2008 Sólidos suspendidos totales ago-08 08/08/2008 Temperatura ago-08 21/08/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) ago-08 21/08/2008 Cloruros ago-08 21/08/2008 ago-08 21/08/2008 Coliformes fecales ago-08 21/08/2008 DBO5 ago-08 21/08/2008 Fósforo ago-08 21/08/2008 Nitrógeno total kjeldahl ago-08 21/08/2008 pH ago-08 21/08/2008 Poder espumógeno ago-08 21/08/2008 Sólidos suspendidos totales ago-08 21/08/2008 Temperatura Caudal (volumen de sep-08 10/09/2008 descarga) sep-08 10/09/2008 Cloruros sep-08 10/09/2008 Coliformes fecales sep-08 10/09/2008 DBO5 sep-08 10/09/2008 Fósforo sep-08 10/09/2008 Poder espumógeno sep-08 10/09/2008 Sólidos suspendidos totales sep-08 10/09/2008 Temperatura sep-08 16/09/2008 Aceites y grasas 143 Caudal (volumen de descarga) sep-08 16/09/2008 Cloruros sep-08 16/09/2008 3212 m3/h 65 mg/L 8 NMP/100 ml 176 6,53 mgO2/l mg/L sep-08 16/09/2008 Nitrógeno total kjeldahl 46 mg/L sep-08 16/09/2008 pH 7,1 Unidades de pH 1 mm 31 mg/L 21,6 °C 13 mg/L 3351 m3/h 107 mg/L 2 NMP/100 ml 49 7,12 mgO2/l mg/L sep-08 25/09/2008 Nitrógeno total kjeldahl 19 mg/L sep-08 25/09/2008 PH 7,5 Unidades de pH 1 mm sep-08 25/09/2008 Sólidos suspendidos totales 16 mg/L sep-08 25/09/2008 Temperatura 22 °C sep-08 16/09/2008 Coliformes fecales sep-08 16/09/2008 DBO5 sep-08 16/09/2008 Fósforo sep-08 16/09/2008 Poder espumógeno sep-08 16/09/2008 Sólidos suspendidos totales sep-08 16/09/2008 Temperatura sep-08 25/09/2008 Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) sep-08 25/09/2008 Cloruros sep-08 25/09/2008 sep-08 25/09/2008 Coliformes fecales sep-08 25/09/2008 DBO5 sep-08 25/09/2008 Fósforo sep-08 25/09/2008 Poder espumógeno FUENTE: Datos fiscalizados por la SISS. Datos entregados por B_19/02 para ser fiscalizados por SISS Parámetro Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) Nitrógeno total kjeldahl Valor Informado 4 Unidad 4 4 4 4 6 4 4 4 mg/L 34 63 53 50 37 44 36 38 46 m3/d 12 14 6,8 17 20 17,8 9,68 3,84 17,6 mg/L 144 pH Unidades de pH 7,1 6,4 7,3 6,9 6,7 7,2 7,12 7,42 7,32 38 66 43 37 25 47 26 59 31 m3/d 50 40 10 32 35 38 47 58 52 m3/d Caudal (volumen de descarga) 55 12 55 29 33 42 46 50 41 m3/d Caudal (volumen de descarga) 38 15 46 32 28 48 33 54 56 m3/d Caudal (volumen de descarga) 40 29 36 52 55 19 44 28 12 m3/d Caudal (volumen de descarga) 31 43 34 11 37 27 35 48 23 m3/d Caudal (volumen de descarga) 45 48 55 43 34 35 38 21 41 m3/d Caudal (volumen de descarga) 50 54 35 7 32 23 52 21 53 m3/d Caudal (volumen de descarga) 53 40 52 24 40 49 46 39 45 m3/d Caudal (volumen de descarga) Caudal (volumen de descarga) Mes de muestreo ene feb mar abr may jun jul ago sep Datos entregados por C_20/02 para ser fiscalizados por SISS Mes Fecha Muestreo ene08 ene08 ene08 ene08 ene08 ene08 ene08 ene08 ene08 ene08 ene08 Parámetro Valor Informado Unidad 700 m3/h 7 Unidades de pH Temperatura 33,9 °C 14/01/2008 0:00 Caudal (volumen de descarga) 680 m3/h 14/01/2008 0:00 Coliformes fecales 2 NMP/100 ml 18/01/2008 0:00 Caudal (volumen de descarga) 650 m3/h 18/01/2008 0:00 pH 7 Unidades de pH 18/01/2008 0:00 Temperatura 29 °C 21/01/2008 0:00 Caudal (volumen de descarga) 700 m3/h 21/01/2008 0:00 pH 7 Unidades de pH 21/01/2008 0:00 Temperatura 19,4 °C 08/01/2008 0:00 Caudal (volumen de descarga) 08/01/2008 0:00 pH 08/01/2008 0:00 145 ene08 ene08 ene08 ene08 ene08 ene08 ene08 ene08 ene08 30/01/2008 0:00 Aceites y grasas 13 mg/L 30/01/2008 0:00 DBO5 195 mgO2/L 30/01/2008 0:00 Fósforo 1,6 mg/L 30/01/2008 0:00 Nitrógeno total kjeldahl 52 mg/L 30/01/2008 0:00 Poder espumógeno 2 Mm 30/01/2008 0:00 Sólidos suspendidos totales 10 mg/L 31/01/2008 0:00 Caudal (volumen de descarga) 650 m3/h 31/01/2008 0:00 pH 7 Unidades de pH 31/01/2008 0:00 Temperatura 22,4 °C FUENTE: Datos monitoreado por la SISS Datos entregados por D_26/03 para ser fiscalizados por SISS 221 343 337 237 Valor Informad o 1126 70,4 842 971 849 12273 22,3 496 1236 1791 6474 3621 6 1871 4681 18,3 15,9 9,8 8446 11,1 2901 644 120 15 Parámetro Aceites y grasas Caudal (volumen de descarga) Cloruros DBO5 Fósforo 18,8 Índice de fenol 0,1 Mercurio 0,00 1 Nitrógeno total 119 kjeldahl Unida d 493 39 559 300 mg/L m3/h 0,00 1 0,00 1 102 0,1 0,1 0,1 0,1 0,2 6770 3054 mg/L 5 6,6 mgO2/ L 0,1 0,1 mg/L 0,00 1 174 0,00 1 133 0,001 0,00 1 48 0,00 1 310 0,00 1 358 mg/L 208 0,00 1 184 900 1038 682 2376 1194 326 550 1995 mg/L 7,26 Unidad es de pH 6,61 mg/L pH 6,95 78,2 2 10,4 9 8,27 4,03 18,5 12,7 7,86 Sólidos suspendidos totales Temperatura 930 5,85 6,05 7,72 5,65 6,75 7,05 7,84 25,4 22,8 5 feb 23,3 18,7 6 abr 22,2 20,3 17,8 may jun 20,6 4 jul Fecha Muestreo ene mar ago 22,8 5 sep mg/L °C 146 Datos entregados por E_26/03 para ser fiscalizados por SISS Mes Fecha Muestreo ene-08 feb-08 mar-08 abr-08 may-08 jun-08 jul-08 jul-08 ago-08 sep-08 25/01/2008 29/02/2008 20/03/2008 29/04/2008 23/05/2008 18/06/2008 07/07/2008 30/07/2008 28/08/2008 15/09/2008 Parámetro Valor Informado DBO5 DBO5 DBO5 DBO5 DBO5 DBO5 DBO5 DBO5 DBO5 DBO5 Unidad 45 15 11 50 6 200 6 16 24 11 mgO2/L mgO2/L mgO2/L mgO2/L mgO2/L mgO2/L mgO2/L mgO2/L mgO2/L mgO2/L FUENTE: Datos entregados por la SISS. Datos entregados por F_10/04 para ser fiscalizados por SISS Mes ene08 feb08 feb08 feb08 feb08 mar08 mar08 mar08 mar08 abr08 abr08 abr08 abr08 may08 may08 may08 Fecha Muestreo Parámetro Valor Informado Unidad No Descarga 8,05 Unidades de pH Aceites y grasas 4,8 mg/L 29/02/2008 DBO5 518 mgO2/l 29/02/2008 Sólidos suspendidos totales 91,7 mg/L 25/03/2008 pH 6,94 Unidades de pH 25/03/2008 Aceites y grasas 12,7 mg/L 25/03/2008 DBO5 288 mgO2/l 25/03/2008 Sólidos suspendidos totales 260 mg/L 15/04/2008 pH 7,92 Unidades de pH 15/04/2008 Aceites y grasas 4,3 mg/L 15/04/2008 DBO5 648 mgO2/l 15/04/2008 Sólidos suspendidos totales 325 mg/L 07/05/2008 pH 7,44 Unidades de pH 07/05/2008 Aceites y grasas 6 mg/L 07/05/2008 DBO5 173 mgO2/l 29/02/2008 pH 29/02/2008 147 may07/05/2008 08 Sólidos suspendidos totales 164 jun-08 24/06/2008 pH 6,51 jun-08 jun-08 jun-08 jul-08 ago08 ago08 ago08 ago08 24/06/2008 24/06/2008 24/06/2008 Aceites y grasas DBO5 Sólidos suspendidos totales No Descarga 6,6 228 24,4 21/08/2008 pH 7,43 Unidades de pH 21/05/2008 Aceites y grasas 14,9 mg/L 21/05/2008 DBO5 209 mgO2/l 21/05/2008 Sólidos suspendidos totales 98 mg/L FUENTE: Datos entregados por SISS. mg/L Unidades de pH mg/L mgO2/l mg/L
