evaluación del sistema de tratamiento de aguas residuales de una

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD DEL ZULIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
CENTRO DE INVESTIGACION DEL AGUA
EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
DE UNA PROCESADORA AVICOLA
Nibis Bracho
Patricia Fernández*
Gerardo Aldana
Douglas Galán
Edixón Gutiérrez
2nd IWA Latin-American conference on stabilization ponds
INTRODUCCION
9Empresa procesadora de aves solicitó un trabajo de investigación
para evaluar un sistema conformado por dos lagunas, de acuerdo al
propietario fueron construidas como dos lagunas facultativas en
serie de 60mx30m y de 60mx20m con una profundidad de diseño de
2 m.
9El diseño existente se construyó hace 5 años, para tratar los
desechos líquidos del procesado de 2000 aves, mientras que en la
actualidad se procesan 20.000 aves.
9En las procesadoras de aves se esperan altas carga orgánicas.
9De acuerdo a lo reportado por Rolim (2000) los mataderos de aves
pueden tener una DBO promedio de 200 mg/l, mientras que Zamora,
(2001), reporta 2080 mg/l, como consecuencia del contenido de
sangre que se maneja en este tipo de industria.
OBJETIVO
9Evaluar el funcionamiento de las
lagunas
de estabilización de
una
procesadora avícola con la finalidad de
proponer soluciones que mejoren la
calidad de su efluente, para cumplir con
las normativas vigentes, para el reuso en
la irrigación de pasto para ganado.
METODOLOGIA
9 Se efectuaron visitas de campo con la finalidad de
verificar el manejo de la operación del sistema.
METODOLOGIA
Efluente
Punto 3
Líneas de Flujo
Punto 1
Punto 2
Afluente
Puntos de muestreo en las lagunas de estabilización de
CRIAZUCA.
METODOLOGIA
9 Se realizó una batimetría, construyendo cuadriculas
imaginarias de 3 m x 3 m.
Vista de las cuadrículas imaginarias de 3 m x 3 m en la segunda laguna
METODOLOGIA
9 Se estudió la alternativa de ampliación del sistema.
9 Se registró el caudal en un vertedero rectangular de
pared gruesa, con la siguiente ecuación:
Qm = 1.84 LH 1.5
CONSTANTE DE DESAPARICION DE COLIFORMES (Kb)
Análisis Técnica de Filtración por membrana
Ayres y Mara, 1996
Reactor por carga de 60 l
Día 0
Día 1 al 5
1 Muestra (No)
3 Muestras diarias
Promedio geométrico (Nf)
Gráfico de Concentración de bacterias Vs. tiempo
Kb =
log10 N 0 − log10 N f
0,434 (t f − t o )
Ley Chick (1910)
CONSTANTE DE DEGRADACION DE LA MATERIA ORGANICA (KT)
Demanda ultima de Oxigeno
Captación de una muestra diaria, 5 días consecutivos
Método respirométrico
APHA, 1995
KT
K20
DBO1‐20 … DBO28‐20
Fujimoto
Gráfico de Thomas
Mínimos Cuadrados
Oxitop
K T = K 20⋅θ T − 20
Ecuación Clásica de Arrhenius
RESULTADOS
Valores promedios de DBO, DQO y Temperatura del afluente
y efluente a la entrada y salidas de cada una de las lagunas.
DBO
Punto de
Monitoreo
DQO
Temperatura
Prom.
(mg/l)
Efic.
(%)
SD
Prom.
(mg/l)
Efic.
(%)
SD
Prom.
oC
SD
EL1
1.056,20
-
175,43
2.501,40
-
497,79
30,18
0,04
SL1
356,60
66,23
144,62
1.093,40
56,29
481,45
28,38
0,53
SL2
240,00
32,70
39,89
690,40
36,86
120,97
27,40
0,28
RESULTADOS
Calculo de caudal promedio
Máximo
procesado
de pollos
Altura
registrada
Q
Q
Agua por
pollo
(cm)
(l/día)
(l/seg.)
(l)
25.000
4,43
489.600
5,67
19,58
Concentración de DBO y DQO en el afluente y
efluente de cada laguna
Profundidad promedio de lodos
Afluente
10 cm
Afluente
Efluente
Efluente
Batimetría de la laguna
Constante de desaparición de Coliformes (Kb)
CONCENTRACION DE COLIFORMES TOTALES
EXPRESADA EN LOGARITMO
8
Kb =
7
6
log10 N 0 − log10 N f
0,434 (t f − t o )
Kb= 2.36 día‐1
5
4
3
2
1
0
0
1
2
3
TIEMPO (dias)
4
5
6
Kb experimental vs. Kb calculada por la ECUACION DE MARAIS
(1974)
Kb calculada
Marais
(1974)
Autor
Descripción
Temperatura
Kb
experimental
Bracho et. al
(2006 a)
A.R. domésticas
14,5 °C
KbCF= 1,659 d-1
0,99 d-1
Zambrano
(2007)
A.R. domésticas
32 ° C
KbCF= 7,66 d-1
20.97 d-1
Autores
(2008)
A.R. Avícolas
30 ° C
KbCT= 2,36 d-1
14,81 d-1
Fernández
(2009)
A.R.
combinadas
(laboratorios y
domésticas)
28,90 ° C
KbCT= 3,62 d-1
KbCF= 3,67 d-1
12,23 d-1
Demanda ultima (L) y K20 obtenida experimentalmente.
Tipo de Agua
Residual
Industriales
(Avícolas)
Demanda
Última (L)
k
(base e)
K
(base 10)
(mg/L)
(días-1)
(días-1)
Método de Fujimoto
2216
0.04
0.08
Gráfico de Thomas
2382
0.04
0.08
Pendiente de Thomas
(mínimos cuadrados)
2048
0.07
0.16
Promedio
2215
0.05
0.11
Método empleado
KT = 0,17 d-1
PERFIL HIDRAULICO DE LAS
LAGUNAS
9Se solicito un estudio topográfico del terreno y un
levantamiento altimétrico de tanquillas y tuberías.
9Basada en la información anterior se calculo el perfil
hidráulico de las lagunas existentes en el cual se
observo que el agua se descargaba por rebose.
9Lo anterior es una limitación hidráulica para la
ampliación del sistema, por lo cual se procedió a
diseñar un sistema nuevo.
9Parámetros de diseño obtenidos experimentalmente:
Qm, Kb, KT, DBO5-20 y, coliformes fecales y totales.
VISTA DE PLANTA DE LAS LAGUNAS DE
ESTABILIZACIÓN DE CRIAZUCA
Válvulas que envía el flujo de la A-A2, a la
FA y FB, durante el mantenimiento de la AB2 y A-B1.
Válvulas que envía el flujo de la A-B2, a la
FA y FB, durante el mantenimiento de la AA2 y A-A1.
Una tanquilla de donde se derivan las
tuberías, que envían el flujo a cada
serie de lagunas.
Canal parshall de 4 m de largo x
76.4 m de ancho.
Pasto regado
con el efluente
de la laguna
Lagunas existentes
Lagunas anaeróbicas de
27.5mx27.5m (A1=A2)
Lagunas anaeróbicas de
19.5mx19.5m (A1=A2)
Lagunas facultativas de
22.5mx 82.5m (F1 = F2)
Lagunas de Maduración de
13.5 m x 130m (M1 = M2)
Angulo de 2 ½” x 1
½” x 55 cm.
1.5 m
3m
Yee 8”
1m
0.10 m
A
A’
Canal de Aproximación
V= 0.60 m/seg.
T = 3 seg.
Concreto Rc= 250 Kg/cm2
I= 4.5%
1.5 m
Concreto Rc= 250 kg/cm2
0.20 m
Ø 3/8”
en ambos sentidos
0.35 m
0.65 m
0.10
m
Tubo 8”
Yee 8”
Hacia T2
I = 1%
3m
CONCLUSIONES
9 El sistema se encuentra operando con una laguna anaeróbica, con
una gruesa capa de nata, además de la presencia de áreas
totalmente sedimentadas. Esta laguna presentó una eficiencia de
66% de remoción para la DBO, mientras que la segunda opera como
facultativa con un 33% de remoción de DBO, siendo la concentración
de su efluente de 240 mg/l y para los CT y CF resulto ser de 106 y 105
ufc/100ml, respectivamente.
9 En las lagunas existentes el agua descarga por rebose, por lo cual se
dificulta su ampliación.
CONCLUSIONES
9 Se requiere del diseño de un nuevo sistema de tratamiento de
laguna anaeróbica-facultativa-maduración, cuyo efluente cumpla
con las normativas para re-usar el efluente en la irrigación de pasto
para ganado.
9 El nuevo sistema debe incluir las válvulas de paso, que permitan
desviar el efluente cuando se vaya a efectuar la limpieza de los
lodos de las lagunas anaeróbicas. Por otra parte, se debe mejorar el
sistema interno de recolección de plumas de la procesadora y el
desbaste de la planta de tratamiento, con la finalidad de reducir el
volumen de sólidos sedimentables en la laguna anaeróbica, lo cual
permitirá la reducción de lodo en esta laguna.