A y G - Instituto de Ingeniería, UNAM

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