Planta depuradora Gala
Tratamiento de aguas residuales de la industria láctea
Desde la década de los años 60, con el aumento de la industrialización y del crecimiento demográfico, la polución de nuestras aguas y de nuestro aire se ha visto seriamente atacado. Desde entonces se ha empezado a contemplar nuestro entorno, como algo muy delicado que hay que preservar, pues de no ser así se podrían producir alteraciones irreversibles. Existe una grave polución ambiental, que hay que corregir. De hecho, la Unión Europea, desde hace ya muchos años, está legislando muy seriamente en esta dimensión, para eliminar drásticamente este gran problema.
¿Cuál fue el detonante de esta llamada de atención, para la corrección de estas anomalías?. Era el suero lácteo que se vertía en los ríos sin ningún tratamiento. El poder contaminante del suero lácteo es muy elevado, de tal forma que el tratamiento previo con depuradoras normales y convencionales no cumplía su función, debida a la riqueza en materias orgánicas que vehiculan los sueros lácteos.
Tal y como señala Ramón Margalef (Barcelona 1919 – 2004). “El estado de los ríos está profundamente influido por la actividad humana, en mayor grado que los lagos. La incorporación de suero lácteo a las corrientes fluviales, y siempre de acuerdo con el caudal de sus aguas, produce un enriquecimiento de materia orgánica, que en pequeñas concentraciones estimulan la producción primaria de peces, bacteria, algas, crustáceos, etc., pero cuando la contaminación es avanzada, por una gran concentración de materia orgánica, el consumo de oxígeno está elevado, existe un desmesurado crecimiento de seres microscópicos con una demanda enorme de oxígeno en concentraciones mayores que la que es capaz de disolverse en el agua. Si a pesar de la agitación de la corriente fluvial, hay deficiencias o carencias de oxígeno, el resultado es que los organismos aeróbicos, tanto de plantas como de animales, no pueden vivir muriendo por asfixia, desarrollándose una población anaerobia, en un agua turbia, maloliente, con formación de gases, depositándose lodos, con abundante materia muerta en descomposición”.
La contaminación orgánica de las corrientes fluviales depende de la cantidad de materia orgánica que se vierta en el río y del volumen de agua limpia que existe para su dilución. Tomamos a consideración lo escrito, sobre este tema, por D. Francisco Tribaldo López:
“La descomposición del suero en los ríos ha de acarrear fuertes consecuencias para la fauna fluvial: Su riqueza en azúcares, proteína y sales minerales, hacen que este producto sea el principal responsable de la polución causada por el sector lácteo. Basta para ello comparar los diferentes coeficientes específicos de contaminación, para cada una de las diversas actividades contaminantes, como puede ser la fabricación de quesos, pasteurización de la leche, etc.”
Para el estudio de estos problemas se trabaja con las técnicas de la DBO, DQO y DBO5, en la primera se mide la cantidad de oxígeno consumido por los microorganismos aerobios para realizar le descomposición de la materia orgánica contenida en el agua sujeta al análisis; en la segunda, no se mide con microorganismo sino con sustancias oxidantes. El DBO5, es un valor obtenido en la incubación del agua con microorganismos a una temperatura de 20º C durante cinco días.
Hemos hablado de la DBO5 como indicador del poder contaminante de un fluyente, en el siguiente cuadro se dan algunos DBO5 comparativos:
Agua de río limpia, 1-4.
·Agua residual depurada, 30-60.
·Agua residual doméstica, 150-300.
·Agua lavado central láctea, 2.000-3.000.
·Lactosuero, 35.000-50.000
(Medidas en gramos de oxígeno por litro de agua.)
Es decir, el agua residual diaria de cada habitante necesita para su descomposición en 5 días a 20º C 54 g. de oxígeno, si se ha vertido en el cauce de evacuación sin depurar. Esta es la referencia para el valor equivalente-habitante. Estimando un consumo medio de agua de 200 litros por habitante y día se obtiene una DBO5 de 270 g de oxígeno por litro de agua residual, sin depurar. En cinco días.
La forma habitual de expresar la carga contaminante de un fluyente industrial, es mediante el valor equivalente-habitante. La impurificaron media por habitante es la magnitud de referencia. A partir del agua residual de las industrias, se calcula un número teórico de habitante. (DBO5) = 54 g/habitante/día. A continuación se citan algunos valores medias que se toman de referencia:
1- Agua residual doméstica. DBO5 = 54 g/habitante/día.
2- Agua residual doméstica, depurada mecánicamente. DBO5 = 35 g/litro/ habitante/día.
3.-Agua doméstica, depurada mecánica y biológicamente. DBO5 = 0 g/ litro/habitante/día.
Considerando la carga contaminante de diversos fluyentes, el valor de un equivalente-habitante se corresponde a la elaboración de:
·3-8 kg de productos cárnicos.
·1 kg de mantequilla.
·35 litros de leche de vaca.
·1 kg de queso sin suero.
·2 kg de conservas de frutas o verduras.
·0,3-1,0 kg de azúcar de remolacha.
·0,15-0,25 kg de celulosa.
·1-10 kg de papel.
·0,25-0,30 litros de suero.
Es decir, 0,25-0,30 litros de suero sin depurar equivalen, aproximadamente, a la contaminación de las aguas residuales correspondientes a un habitante en un día. Una industria quesera media que produzca diariamente 30.000 litros de suero sin depurar, está produciendo una contaminación diaria similar a una población de 125.000 habitantes. La eliminación de los sueros lácteos a los ríos está prohibida, moral y legalmente, por lo tanto hay que seguir dos caminos: Aprovechamiento íntegro del suero, o Depuración.
Resultados obtenidos con el Tratamiento Electroquímico de aguas residuales de los lácteos.
Para la realización de las pruebas se utilizó suero, con el fin de tratar el residuo líquido más complejo; después del tratamiento el resultado obtenido lo podemos calificar de extraordinario.
SUERO LACTEO | INICIAL | FINAL | % REDUCCION |
* DQO | 66.240 mg/l | 2.960 mg/l | 95,53 % |
* DBO5 | 49.505 mg/l | 80 mg/l | 99,84 % |
Los datos en la columna “INICIAL” corresponden a los resultados de la muestra antes del tratamiento y los de “FINAL” a los resultados obtenidos después del tratamiento con la tecnología SAFELAND.
Nota: Resultados del análisis efectuado con suero por laboratorio certificado. Todos los datos son informativos y pueden ser susceptibles de cambios en la medida que avanzamos en las investigaciones, por lo que no tienen carácter vinculante.
Ejemplos de residuos que puedes tratar:
Tratamiento de suero, lactosa y proteínas
Tratamiento de aguas residuales del proceso de enfriamiento y procesamiento de la leche
Tratamiento del agua de limpieza de las instalaciones y equipos de la industria láctea
Descubre todas las normativas y MTDs que cumplirás en el tratamiento de purines gracias a Safeland
Ventajas del tratamiento electroquímico
Bajos costes operativos a partir de 0.10€/m³
Los equipos de tratamiento de agua residual mediante electroquímica son autónomos y de bajo coste de funcionamiento, siendo así de operación automática y necesitando mínima supervisión, con costes a partir de los 0,10€/M³
Instalación de reducidas dimensiones
Nuestras plantas depuradoras se fabrican e instalan en un contenedor compacto de 10 o 20 pies (dependiendo de la gama), ocupando muy poco espacio en la explotación.
El proceso no se ve afectado por los paros
Las plantas depuradoras electroquímicas de Safeland pueden ser paradas en cualquier momento tras el tratamiento de agua residual necesario y seguirán funcionando a la perfección al momento de volver a encenderlas.
Trata todas las variantes de vertidos
Elimina el color del agua de vertido
Tratamiento sin olor
No genera residuos
Las depuradoras de Safeland, no generan ningún residuo extra, a parte del sólido que se separa previamente a nuestro tratamiento.
Recuperación y reutilización del agua
Recuperación del agua una vez tratada para la desinfección y desodorización de las instalaciones, para fertiriego o evaporar, lo que supone un ahorro considerable en el consumo de agua.
No se ve afectada por cambios en los vertidos
Su funcionamiento no varía por cambios de temperatura
Escalable a cualquier cantidad
Vertido sin variaciones dentro de la normativa
Admite cualquier carga orgánica sin alterar el funcionamiento de los equipos.
No altera la calidad del vertido establecido de salida, nunca realizarás un vertido fuera de la normativa.
Funcionalidad
Se puede controlar el equipo a distancia, seleccionando de forma remota el programa de funcionamiento deseado según las necesidades de tu explotación.
Mejora la gestión del agua residual
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Centro de control
Nuestros equipos disponen de aplicación y sistema propios con alertas e información.
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Proceso electroquímico en industrias lácteas
El Potasio es eliminado en forma de sal al formarse Cloruro de Potasio (KCl), formando parte de los cloruros residuales.
Ecuación de reacción
K + Cl2 → KCl
O: K0 → K+1Cl-1 + e- (K)
R: Cl02 + 2e- → 2K+1Cl-1 (Cl)
Mediante la electrólisis se produce un fenómeno de floculación que permite la precipitación de los fosfatos.
El proceso de nitrificación es una reacción REDOX en la que una especie específica de nitrógeno se oxida (amonio, NH₄⁺) para dar otra (nitrógeno gas, N2).
Reacción de oxidación del amonio.
2NH₄⁺→𝑁2+4𝐻++2𝑒−
La desnitrificación es una reacción no espontanea; por tanto, requiere de la aplicación de energía para que se produzca. En el ánodo es donde la oxidación se produce, y en el cátodo la reducción.
Mecanismo de la electrooxidación de amoniaco.
Adsorción de amoniaco.
*N adsorbido (Nads)
𝑁𝐻3(𝑎𝑞)→𝑁𝐻3,𝑎𝑑𝑠
Oxidación de amoniaco.
𝑁𝐻3,𝑑𝑠+𝑂𝐻- →𝑁𝐻2,𝑎𝑑𝑠+𝐻2𝑂+𝑒−
Oxidación de NH2.
𝑁𝐻2,𝑑𝑠+𝑂𝐻−→𝑁𝐻𝑎𝑑𝑠+𝐻2𝑂+𝑒−
Reacción entre especies adsorbidas de nitrógeno.
𝑁𝐻𝑥,𝑑𝑠+𝑁𝐻𝑦,𝑎𝑑𝑠→𝑁2𝐻𝑥+𝑦,𝑎𝑑𝑠
Formación de nitrógeno gas.
𝑁2𝐻𝑥+𝑦,𝑑𝑠+(𝑥+𝑦)𝑂𝐻−→𝑁2+(𝑥+𝑦)𝐻2𝑂+(𝑥+𝑦)𝑒−
Oxidación de NH.
𝑁𝐻𝑎𝑑𝑠+𝑂𝐻−→𝑁𝑎𝑑𝑠+𝐻2𝑂+𝑒
Se sabe que el amonio, durante el proceso electroquímico se oxida mediante varias rutas, acabando en varios componentes del nitrógeno tales como el propio N2, nitrato, NOx, etc. Aunque la ruta directa también ocurre en la oxidación electroquímica, la ruta indirecta tiene mayor influencia en la eliminación de amonio.
Intensidades de corriente conllevan una reducción de los iones de cloro contenido en el agua, mejorando así el proceso electroquímico ya que reduce la concentración de amonio debido a que el ion hipoclorito y el ácido hipocloroso son los componentes más importantes responsables de la oxidación indirecta del amonio hacia nitrógeno gas. Cuando se aplica electricidad al agua residual, en el ánodo se produce oxígeno gas debido a la ruptura de las moléculas de agua (reducción del agua), formando también protones, los cuales hacen disminuir el pH:
Evolución del oxígeno.
2𝐻2𝑂+4𝑒−→𝑂2+4𝐻+
Sin embargo, mientras que en el ánodo el pH disminuye debido a la reducción del agua, en el cátodo, el pH aumenta por la formación de iones hidroxilo a partir de la oxidación del agua:
Ruptura del agua para producir hidrogeno.
2𝐻2𝑂+2𝑒−→𝐻2+2𝑂𝐻−
Debido a la disminución del pH en el ánodo, el cloro gas se genera en las soluciones a partir del ion cloro (ion cloro puede encontrarse naturalmente el agua residual, o es aportado en volúmenes muy bajos a través de sal común (CL2Na).
Producción de cloro a partir de soluciones con ion cloro.
2𝐶𝑙−→ 𝐶𝑙2 + 2𝑒−
El cloro molecular generado es hidrolizado para formar ácido hipocloroso (HOCl), que es después convertido en ion hipoclorito (OCl), dependiendo del pH de la solución.
Producción de ácido hipocloroso
𝐶𝑙2 + 𝐻2𝑂→𝐻𝑂𝐶𝑙 + 𝐻+ + 𝐶𝑙−
A partir de estos productos generados (ion hipoclorito y ácido hipocloroso), también se puede producir la electrooxidación del amonio, en este caso llamado proceso indirecto de electrooxidación. Mientras que el proceso directo de electrooxidación usa radicales hidroxilos para oxidar el amonio, el proceso indirecto utiliza el ácido hipocloroso y el hipoclorito según las siguientes reacciones:
Mecanismo de oxidación indirecta de amonio con ácido hipocloroso.
2NH₄⁺+3𝐻𝑂𝐶𝑙→𝑁2+3𝐻2𝑂+5𝐻++3𝐶𝑙−
Mecanismo indirecto de oxidación del amonio con ion hipoclorito
2NH₄⁺+2𝑂𝐶𝑙- →𝑁2+2𝐻𝐶𝑙+2𝐻2𝑂+2𝐻+