Planta de tratamiento de aguas residuales para mataderos y plantas procesadoras de carne

Planta de tratamiento de aguas residuales para mataderos y plantas procesadoras de carne

Las aguas residuales de los mataderos constituyen un importante problema, existiendo numerosos puntos en el proceso de sacrificio como focos importantes de contaminación. Por un lado, todos los lavados que se realizan a lo largo de la cadena productiva, desde la ducha de los animales hasta el lavado de las partes comestibles acabadas (canales y despojos), el sangrado de los animales va a verter al agua una elevada carga orgánica, el escalado aporta una gran cantidad de grasas y proteínas que están disueltas en el agua, la tripería constituye un foco importante de contaminación proveniente sobre todo de la limpieza de estómagos e intestinos.

A continuación, el análisis de las aguas residuales generadas en cada una de las etapas de un proceso de sacrificio.

  • Recepción de animales y lavado camiones: En esta etapa las aguas residuales contienen principalmente restos de productos de limpieza con restos orgánicos procedentes de la orina y deyecciones de los animales.
  • Estabulación: Durante la estabulación los animales van a orinar y defecar, confiriéndole el agua residual de esta sección un alto contenido en compuestos nitrogenados. Se estima un consumo de agua entre 5 y 15 litros/m2 para la limpieza de los establos.
  • Aturdido: Debido a las características de esta operación el animal va a producir una gran cantidad de orina, que conlleva una contaminación del agua con compuestos nitrogenados.
  • Sangrado: A pesar de que se disponga de métodos de recogida de sangre, siempre habrá perdidas por goteo, que van a conferirle al agua una alta carga en materia orgánica. La sangre cruda del animal tiene una DBO5 de 200.000mg/l. La eliminación de sangre del efluente general es, por tanto, la medida correctora más importante para disminuir la contaminación de las aguas residuales de los mataderos.
  • Escaldado (porcino): Las aguas residuales que se originan incluyen, grasas, sólidos en suspensión, proteínas, sangre excrementos y otros compuestos orgánicos.
  • Depilado (porcino): Las aguas residuales provienen del agua caliente que se emplea en la máquina depiladora. Esta agua lleva restos de pelos, incrementando por tanto la cantidad de materia orgánica.
  • Escalado y desplumado (aves): Las aguas residuales de esta operación incluyen grasas, sólidos en suspensión (restos de plumas), proteínas, sangre, excrementos y otros compuestos orgánicos. – Chamuscado (porcino): En esta operación se van a generar aguas residuales con elevada carga orgánica (restos de pelos, escamas de la piel etc.)
  • Eviscerado y lavado: Las aguas residuales proceden del lavado de los canales, arrastrando una elevada carga orgánica.
  • Triperías: Las aguas residuales proceden del lavado de estómagos e intestinos, arrastrando una gran cantidad de materia orgánica (restos del contenido digestivo, etc.…) y grasas procedentes del raspado de la tripa al eliminar la capa de mucosa y serosa propia de los intestinos, así como del desangrado de los estómagos. El agua del lavado de tripas posee una DBO5 de 80.000mg/l.
  • Lavado: Las aguas residuales de esta operación son las más abundantes, y contienen sustancias orgánicas y grasas, así como restos de agentes detergentes y desinfectantes. El consumo estimado de agua para la limpieza de los locales de faenado es de 5 litros/m2 y día.

Caracterización de las aguas residuales

Las aguas residuales de los mataderos constituyen un importante problema, existiendo numerosos puntos en el proceso de sacrificio como focos importantes de contaminación. Por un lado, todos los lavados que se realizan a lo largo de la cadena productiva, desde la ducha de los animales hasta el lavado de las partes comestibles acabadas (canales y despojos), el sangrado de los animales va a verter al agua una elevada carga orgánica, el escalado aporta una gran cantidad de grasas y proteínas que están disueltas en el agua, la tripería constituye un foco importante de contaminación proveniente sobre todo de la limpieza de estómagos e intestinos. A continuación, el análisis de las aguas residuales generadas en cada una de las etapas de un proceso de sacrificio.

  • Recepción de animales y lavado camiones: En esta etapa las aguas residuales contienen principalmente restos de productos de limpieza con restos orgánicos procedentes de la orina y deyecciones de los animales.
  • Estabulación: Durante la estabulación los animales van a orinar y defecar, confiriéndole el agua residual de esta sección un alto contenido en compuestos nitrogenados. Se estima un consumo de agua entre 5 y 15 litros/m2 para la limpieza de los establos.
  • Aturdido: Debido a las características de esta operación el animal va a producir una gran cantidad de orina, que conlleva una contaminación del agua con compuestos nitrogenados.
  • Sangrado: A pesar de que se disponga de métodos de recogida de sangre, siempre habrá perdidas por goteo, que van a conferirle al agua una alta carga en materia orgánica. La sangre cruda del animal tiene una DBO5 de 200.000mg/l. La eliminación de sangre del efluente general es, por tanto, la medida correctora más importante para disminuir la contaminación de las aguas residuales de los mataderos.
  • Escaldado (porcino): Las aguas residuales que se originan incluyen, grasas, sólidos en suspensión, proteínas, sangre excrementos y otros compuestos orgánicos.
  • Depilado (porcino): Las aguas residuales provienen del agua caliente que se emplea en la máquina depiladora. Esta agua lleva restos de pelos, incrementando por tanto la cantidad de materia orgánica.
  • Escalado y desplumado (aves): Las aguas residuales de esta operación incluyen grasas, sólidos en suspensión (restos de plumas), proteínas, sangre, excrementos y otros compuestos orgánicos.
  • Chamuscado (porcino): En esta operación se van a generar aguas residuales con elevada carga orgánica (restos de pelos, escamas de la piel etc.)
  • Eviscerado y lavado: Las aguas residuales proceden del lavado de los canales, arrastrando una elevada carga orgánica.
  • Triperías: Las aguas residuales proceden del lavado de estómagos e intestinos, arrastrando una gran cantidad de materia orgánica (restos del contenido digestivo, etc.…) y grasas procedentes del raspado de la tripa al eliminar la capa de mucosa y serosa propia de los intestinos, así como del desangrado de los estómagos. El agua del lavado de tripas posee una DBO5 de 80.000mg/l.
  • Lavado: Las aguas residuales de esta operación son las más abundantes, y contienen sustancias orgánicas y grasas, así como restos de agentes detergentes y desinfectantes. El consumo estimado de agua para la limpieza de los locales de faenado es de 5 litros/m2 y día.
Caracterización del agua residual de mataderos e industrias procesadoras cárnicas

Solución para el tratamiento de aguas residuales

El proceso de depuración está basado en un pretratamiento de Desbaste tanto de medios mediante unas rejas manuales y otras automáticas como de finos mediante un Tamiz Rotativo. Después de la realización de estas operaciones el vertido se someterá un tratamiento de flotación por aire disuelto, para posteriormente a continuación ser sometido a un tratamiento biológico SBR para reducir la carga hasta los niveles permisibles de vertido. Por último, los lodos generados en este proceso de depuración, serán sometidos a Deshidratación mediante una centrifuga, con el que aumentaremos la sequedad de los mismos.

Valores máximos parámetros de contaminación Ley 10/1993 CAM (Madrid, España) para agua residuales de mataderos e industrias de procesadoras cárnicas.

La solución propuesta de Tratamiento Diseñado para cumplir los límites de vertido consta de las siguientes etapas:

Proceso de tratamiento de aguas residuales de mataderos e industrias procesadoras cárnicas
Rendimientos alcanzables mediante la secuencia de tratamiento propuesta

Pretratamiento

  • Desbaste grueso-medio

El canal de desbaste es la primera etapa de la depuración. Una gran cantidad de la contaminación que arrastran las aguas del matadero está constituida por pequeños trozos de carne o piel, así como partículas de grasa, pelos, etc. La misión de este canal de desbaste es extraer todos estos contaminantes suspendidos de la corriente de agua, sirviendo, de paso, como protección a los equipos posteriores del sistema de depuración.

En este canal el agua pasa por una reja de medios de 8mm consiguiendo así la eliminación de materias presentes de gran tamaño cuya presencia no se preveía en el agua residual. Los residuos obtenidos son trasladados mediante una cinta transportadora hasta una prensa mecánica donde son compactados reduciendo el volumen de residuos generados. El agua se conduce por gravedad hasta el pozo de bombeo dispuesto a continuación.

  • Pozo de bombeo

El pozo de bombeo es el encargado de enviar agua residual al resto de la Estación Depuradora. Desde aquí se eleva el agua hasta el Tamiz Rotativo. En el pozo de bombeo están colocadas dos bombas sumergibles: la primera de ellas trabaja a caudal medio y la segunda se acciona cuando se producen sobre caudales, siendo cada una de ellas, capaces de elevar el caudal punta establecido y ser utilizadas independientemente como bombas de reserva.

  • Tamizado

El Tamiz rotativo está ubicado sobre una estructura metálica de soportes a una altura sobre el nivel del suelo de 1,5m. Durante esta etapa se consigue eliminar los sólidos con un tamaño superior a 1mm, incluso pueden llegar hasta 0.5mm de apertura. Tras el tamizado el agua se conduce por gravedad hasta el tanque de homogeneización.

Tratamiento primario

  • Homogenización

El agua procedente del tamiz rotativo se recoge en la balsa de homogeneización. La homogeneización es una medida que se emplea para superar los problemas de explotación que las variaciones de caudal provocan en las instalaciones y para mejorar la efectividad de los procesos de tratamientos. El agua se mantiene en constante movimiento por la actuación de un agitador sumergible, evitando así la posible sedimentación de la carga contaminante, manteniendo las condiciones aerobias del vertido mediante un aireador sumergible autoaspirante. Se trata de un depósito realizado en PRVF con el fondo plano y abierto. Cuenta con vaciado y tubo de rebose interno.

  • Neutralización

La neutralización de la carga del vertido se produce en la balsa de homogeneización. Ajustaremos el pH del agua mediante adición de Ácido Sulfúrico y Sosa. Dos bombas dosificadoras se encargarán de suministrarlo según proceda e indique el medidor de pH.

  • Aeroflotación (DAF)

Se opta por el tratamiento de eliminación de grasas mediante aire disuelto (DAF) con el objetivo de la eliminación en un alto porcentaje (Superior al 70%) de la materia grasa presente en el agua. El tanque donde tendrá lugar el proceso tendrá forma piramidal y estará construido en Acero Inoxidable. El mecanismo para la separación de las grasas y aceites en los sistemas de flotación se consigue introduciendo microburbujas (10-20 um) de gas en la fase líquida que al adherirse a las partículas floculadas forma un conjunto Partícula-burbuja que asciende hasta alcanzar la superficie donde es retirada por medio de rascadores. La materia grasa flotante eliminada se recoge en un pozo de flotantes contiguo. El agua tratada mediante el proceso de aeroflotación se dirigirá por gravedad hacia el reactor biológico SBR.

Tratamiento secundario biológico (secuencial batch reactor)

El tratamiento biológico consistirá en una variante de fangos activos denominada SBR (cuyo funcionamiento se basa en la secuencia de ciclos de llenado y vaciado. En este tipo de reactores tanto el proceso de oxidación biológica como el de clarificación del efluente tienen lugar en el mismo depósito. El objetivo del proceso biológico es la eliminación, estabilización o transformación de la materia orgánica, presente en las aguas como sólidos no sedimentables. Esta acción se logra por la acción de los microorganismos presentes, mediante dos acciones complementarias entre sí: metabólica y físico-química.

El reactor SBR en el que se llevará este tratamiento tendrá forma rectangular, siendo su base de tipo piramidal para facilitar la decantación de los lodos. La agitación y la aireación se realizará mediante Turbinas Sumergidas y Soplantes cuya función será la de provocar una buena aireación del agua asegurando una buena mezcla del efluente. Es importante mantener un contenido de oxígeno disuelto entre 2-3 mg/L durante la etapa de oxidación.

Una vez acabado la última fase del ciclo operativo, el agua clarificada es extraída mediante bombas centrifugas para posteriormente trasladarse por gravedad hasta la arqueta central donde el agua depurada es transportada al alcantarillado. Por otro lado, los fangos decantados se bombean hasta el Espesador de fangos, para reducir la cantidad de agua presente en los mismos y así facilitar una mejor evacuación de la planta.

Tratamiento de fangos o lodos

  • Acondicionamiento de Fangos

Para una buena deshidratación posterior se procederá al acondicionamiento del fango dosificando Polielectrolito en línea para favorecer la floculación utilizando para ello un polielectrolito catiónico. La mezcla fluido polielectrolito se puede realizar en planta mediante un mezclador estático donde se inyecta polielectrolito diluido.

  • Espesamiento de fangos

Los lodos sedimentados en el reactor biológicos son bombeados hasta el espesador de Gravedad, la función que se persigue es una reducción del volumen de fango. El espesador consiste en una cuba cilíndrica en cuyo interior van colocados brazos con rasquetas, siendo su función la de concentrar los sólidos y conducirlos por su parte central de fondo cónico del espesador. Su misión y modo de funcionamiento es similar a la de un decantador, con la diferencia que las concentraciones de sólidos en suspensión son superiores en el espesador de fangos. El fango depositado en el fondo del espesador será posteriormente enviado hasta el equipo encargado de la deshidratación de los fangos. Los lodos que se obtiene del SBR tienen 1% de materia seca y el resto es agua, luego del espesador podemos incrementar hasta 5% de materia seca en el lodo.

  • Deshidratación de fangos

Una vez espesados y previamente a ser introducidos en la centrifugadora de fangos estos pueden ser tratados químicamente con un polietrolito catiónico. La centrifugadora se compone de un tambor Cilíndrico-Cónico que gira sobre el eje horizontal. En el interior del tambor la parte más pesada se deposita en el interior donde es arrastrada por un tornillo helicoidal que gira a distinta velocidad que el Tambor. Obtenemos dos productos, por una parte, la Torta de fangos que debido al proceso llevado a cabo tiene una mayor concentración de sólidos sedimentables, y por otra agua clarificada. Se pueden lograr hasta 20-25% de materia seca en lodo.

  • Estabilización

Esta etapa tiene como objetivo convertir los fangos en un producto estable para su posterior evacuación o uso. Gracias a este proceso se reduce la cantidad de patógenos y se disminuyen los olores. El fango resultante de esta operación podrá ser llevado a un vertedero, si bien se le pueden dar otro tipo de usos.

El agua tratada es bombeada hacia la red de alcantarillado publica cumplimiento con la legislación ambiental vigente.

imagen recuperada de images.engormix.com
Autora: Génesis Belén Gonzales Olortegui
(Participante del programa de empleabilidad Líderes por el Agua 2021-2022)

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