UNIVERSIDAD TECNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERIA CARRERA DE INGENIERIA QUIMICA TITULO: DISEÑO DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE EFLUENTES PARA LA COMPAÑÍA DE ALIMENTOS Ltda. “DELIZIA” – LA PAZ TUTOR: ING. MARIO FERNANDO HOSSE SAHONERO AUTOR: INGRID CLAURE ÁLVAREZ FECHA DE DEFENSA: 17 DE OCTUBRE DE 2007 1. INTRODUCCION Según Naciones Unidas el líquido elemento agua, es escaso y tiende a agotarse en tiempo breve. Aunque un 70 por ciento de la superficie de la Tierra está cubierto por el agua, únicamente el 2,5 por ciento es agua dulce y menos del uno por ciento de esta fracción es accesible para el consumo y uso humano; por ello el cuidado que debe ponerse en el uso correcto y racional del recurso hídrico es imprescindible, lo que quiere decir que debe generarse conciencia entre los consumidores sobre la importancia de aprovechar apropiadamente el agua, pero al mismo tiempo protegerla para que no se desperdicie ni se contamine. En mayor o menor medida el agua que se utiliza en aplicaciones domésticas e industriales y como medio de transporte para eliminar productos residuales, se convierte en agua contaminada. En el caso de la industria alimentaría LECHERA esta contribuye en gran medida a la contaminación, sobre todo a lo que se refiere a contaminantes de origen orgánico. Según la información existente en la Compañía de Alimentos Ltda. respecto a análisis de laboratorio y monitoreo realizado por la empresa los parámetros físico – químico y materia orgánica son muy elevados y fuera de los limites permisibles Reglamentados según el convenio de descargas con A.I.S.A, más aun cuando es utilizada para el lavado de tanques y maquinaria con Soda Cáustica, ácidos y otros descontaminates. 2. JUSTIFICACIÓN Las operaciones que involucran el proceso de elaboración de helados, yogurt y bebidas refrescantes tienen consumos y descargas de agua elevadas (consumo total aprox. 16 m3/hr y una descarga promedio de 10 m3/hr), que se justifica considerando el proceso de la elaboración de productos y el proceso de lavado, tanto de envases, equipos y ambientes; que garantiza las condiciones de higiene estrictas. Los residuos contaminantes que descarga la Compañía de Alimentos Ltda. “DELIZIA” en su mayoría constituyen: material particulado ó sólidos, soluciones demasiado básicas y ácidas (pH 11, pH 3) y materia orgánica. Es importante, sin embargo puntualizar el aporte y beneficio del presente proyecto que se plantea para cada componente técnico a considerar: Teniendo en cuenta la Protección del Medio Ambiente en relación con el cumplimiento de la Ley del Medio Ambiente Nº 1333 del 27 de abril de 1992 que en su Título XI Capítulo-V. se ve la necesidad de realizar un estudio de las descargas de la empresa, para minimizar la contaminación de dichas fuentes receptoras, para dar cumplimiento a los requisitos del convenio de descargas Ref. (MIA) mediante métodos de tratamiento de efluentes. Haciendo un análisis de los costos de operación de los procesos de la empresa, los gastos de materia prima como es el agua; representan un porcentaje elevado de los volúmenes que maneja la planta. A causa de las descargas que desecha la empresa, existe reclamos de los vecinos del lugar, ya que ocasiona sifonamientos en el alcantarillado; por ello la Compañía de Alimentos Ltda. “DELIZIA”, debe tener un sistema de tratamiento de efluentes para disminuir las descargas liquidas que genera la empresa al alcantarillado público. 3. OBJETIVO GENERAL Diseño de un sistema de tratamiento de efluentes, de la Compañía de Alimentos Ltda. DELIZIA, con el fin de minimizar la carga orgánica y los parámetros físico-químicos desechados al sistema de alcantarillado público. 4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Realizar el diagnostico inicial y caracterización de las descargas líquidas, en las operaciones principales del proceso general. Identificar los puntos críticos de descargas en cada operación, bajo criterios de alto consumo, nivel de carga de contaminantes y derroche. Proponer un plan de reducción y uso de agua. Determinar en base a un estudio Teórico – experimental los parámetros de proceso que dan mejor rendimiento para la eliminación de la materia grasa. Diseñar el sistema de tratamiento de efluentes, proponiendo el método y técnica adecuado al tipo de efluente final generado en los procesos de la planta de producción. 5. METODOLOGIA En el presente proyecto se realiza el diseño de un sistema de tratamiento de efluentes, en el cual debido a la elevada concentración de carga orgánica como materia grasa y DBO5, es necesario diseñar un reactor – desengrasador como pre – tratamiento, un tanque Imhoff como tratamiento primario y un filtro anaerobio como tratamiento secundario. Todos los equipos mencionados trabajaran a temperatura ambiente por lo que las pruebas tanto en laboratorio como a escala piloto se realizaran en estas mismas condiciones. Ya que el flujo de las descargas liquidas que desecha la planta es continuo los equipos también se diseñaran para un sistema de flujo continuo. Para el proyecto de grado se considera un tratamiento de aguas residuales que desecha la Compañía de Alimentos Ltda. “DELIZIA”; como efluente industrial. Las pruebas experimentales se realizan en los ambientes de la fábrica, instalando el equipo experimental diseñado. 6. ALCANCE El alcance de este proyecto de grado se enfoca en proponer un tratamiento de efluentes apropiado para disminuir la carga orgánica y los parámetros físico – químicos de los efluentes que genera la empresa según convenio de A.I.S.A., en función de las características del agua que utiliza y deshecha la empresa. Con el pre – tratamiento se logra una disminución en gran medida de la materia orgánica como materia grasa con el fin de prevenir el sifonamiento de la entrada del tanque Imhoff, este a su vez reduce los sólidos suspendidos totales, por sedimentación gravitacional para un mejor funcionamiento del filtro anaerobio. El filtro anaerobio opera en flujo ascendente continuo. Al ser el mayor problema en la planta la cantidad de materia grasa que generan los procesos de elaboración de yogurt y helado, se tiene la necesidad de eliminar la mayor cantidad de grasas de la descarga liquida por lo tanto se diseña un reactor – desengrasador, al cual se adiciona un flujo de oxigeno para que las partículas de grasa se adhieran a las burbujas de oxigeno, facilitando así la flotación. Al mismo tiempo se propone un plan de reducción y reuso del consumo y derroche del agua, tomando en cuenta las Buenas Practicas de Manufactura, para aquellas descargas que pueden reducirse en su generación, de esta manera creando una concienciación al personal de la empresa sobre el consumo y uso del agua. 7. CONCLUSIONES Los datos obtenidos en la caracterización de las descargas liquidas industriales de la planta, el análisis de los resultados logrados mediante el diseño experimental junto a las pruebas de laboratorio, la observación de los fenómenos y su comportamiento conducen a los siguientes resultados. Permitirá a la planta aumentar su rendimiento y eficiencia, reduciendo los gastos de tratamiento. Permitirá la reducción e identificación de las mermas del proceso productivo. Mejoramiento de los procesos involucrados, como es el saneo de equipos, maquinaria y pisos. Teniendo como resultado final una reducción del 2.355 %, que representa más de 294736 [lt/mes]. La empresa lograría adecuar la carga orgánica y los parámetros físico – químicos de las descargas líquidas; que son vertidos al sistema de alcantarillado de Aguas del Illimani S.A. sujeto al convenio de descargas; en su totalidad en parámetros de DBO5 y grasas. Con los valores obtenidos se reducirá en gran medida la contaminación hídrica de las descargas desechadas. Evitara reclamos de los vecinos de la zona. La variación existente del flujo de la descarga liquida es muy evidente, dependiendo esta variación por los diferentes procesos que se realiza en la nave de producción. Como resultado de los cambios biológicos y físico – químicos observados en el proceso de tratamiento se concluye que estos son de naturaleza compleja por la intervención de una variedad de reacciones bioquímicas producidas por millones de microorganismos. Estudio al cual no se dirigió el proyecto, sino al análisis de las variables operacionales del sistema de tratamiento y que se puede controlar a nivel industrial, permitiendo el planteamiento de un modelo matemático, que es función del tiempo y del flujo de aire, para la eliminación de la materia grasa. Siendo el tiempo de residencia o retención de todo el tratamiento 12 horas. Este proyecto contribuye en la respuesta a la importancia que tiene al preservar la condiciones ambientales e inicia una investigación para tratamientos de descargas liquidas. 8. RECOMENDACIONES Efectuar un intensivo programa de concienciación a los trabajadores de la planta sobre el uso óptimo de agua. Establecer un Programa de Operación y mantenimiento de las diferentes unidades de tratamiento primario en base a las recomendaciones presentadas en los apartados del capitulo anterior, haciendo énfasis en la limpieza diaria de las grasas y aceites, removidos en el desengrasador y los Tanques Imhoff. Establecer un programa de monitoreo y control de los parámetros establecidos por el Convenio con EPSAS, para cumplir la normativa ambiental y tomar las medidas correspondientes oportunamente.