Depuración de aguas residuales de la industria alimentaria
Nuestra empresa —y su predecesora legal— cuenta con numerosas referencias en el sector alimentario: hemos construido tecnologías completas de depuración fisicoquímica de aguas residuales, basadas en la dosificación de reactivos, para diversas plantas lácteas, mataderos y plantas de procesamiento cárnico. Estas soluciones comparten varios pasos tecnológicos idénticos, con independencia del tipo de planta de que se trate. Un esquema de tratamiento general puede constar de los siguientes elementos:
Cribado y pretratamiento mecánico
Las aguas residuales procedentes de los procesos productivos —en particular las de la industria alimentaria— pueden contener grandes cantidades de contaminantes sólidos. Conviene extraerlos del sistema cuanto antes, antes de que provoquen problemas tecnológicos (p. ej., obstrucciones). La eliminación de los sólidos suele realizarse de forma mecánica, mediante tamices y rejillas. El material extraído puede, en el mejor de los casos, aprovecharse como subproducto; en caso contrario debe gestionarse y eliminarse como residuo.
Recogida y homogeneización
Las aguas residuales de los procesos productivos proceden de distintas etapas tecnológicas, por lo que su caudal y su calidad pueden variar dentro de amplios márgenes. Estas fluctuaciones se compensan en el depósito de recogida y homogeneización, que garantiza una carga más uniforme para las siguientes etapas de depuración.
Ajuste de pH
El ajuste de pH es uno de los pasos habituales de las tecnologías de depuración, necesario tanto para el tratamiento químico como para la degradación biológica. Suele realizarse en dos reactores agitados conectados en serie: en el primero se efectúa el ajuste grueso y en el segundo el ajuste fino. Los productos ácidos y alcalinos se almacenan en depósitos de almacenamiento y dosificación especiales (de doble pared, con cubeto de retención) diseñados para tal fin, y las bombas dosificadoras se controlan mediante sondas de pH.
Coagulación
La coagulación se produce prácticamente al mismo tiempo y en el mismo punto que el ajuste de pH. Los contaminantes característicos de las aguas residuales de la industria alimentaria —grasas, aceites y proteínas— están presentes en el agua en forma coloidal emulsionada; esta estabilidad coloidal se rompe mediante el coagulante a base de hierro o aluminio. El objetivo es eliminar los contaminantes en forma sólida y fijarlos en flóculos de hidróxido metálico de gran superficie (flóculos de lodo). Además de los reactivos de coagulación, también está previsto dosificar cal hidratada para neutralizar el pH del agua residual: esta forma un precipitado de carbonato cálcico con el contenido de bicarbonato, que se incorpora a los flóculos en formación, mejorando la posterior capacidad de deshidratación del lodo y, con ello, el contenido de materia seca tras la deshidratación.
Fundamento químico para profesionales
Los reactivos básicos empleados en el proceso son sales de hierro o aluminio disueltas en ácido, que se disuelven en el agua residual y precipitan en forma de hidróxido metálico a un pH neutro o ligeramente alcalino:
Fe(II)SO4 → Fe2+ + SO42-
Al(OH)xCl3-x → Al(OH)x- + (3-x) Cl-
Fe2+ + Ca2+ + 2 OH- → Fe(OH)2↓ + Ca2+ (pH>8,8)
Al3+ + 1,5 Ca2+ + 3 OH- → Al(OH)3↓ + 1,5 Ca2+ (pH>6,0)
Los precipitados de hidróxido metálico resultantes se unen entre sí formando flóculos de gran tamaño que retienen los contaminantes orgánicos coloidales del agua. La cal hidratada empleada para neutralizar el pH ofrece varias ventajas prácticas frente a la sosa o la potasa cáustica: reacciona con el bicarbonato presente en el agua residual formando carbonato cálcico,
Ca(OH)2 + 2 HCO3- → CaCO3↓ + 2 H2O
que se incorpora a los flóculos en formación, mejorando así la capacidad de cesión de agua del lodo, lo que se traduce en un mayor contenido de materia seca en la posterior etapa de deshidratación. Con un fin similar, también está previsto dosificar bentonita, formada por partículas de estructura porosa. Otra ventaja de la dosificación de cal hidratada es que, en comparación con la sosa o la potasa cáustica, incrementa relativamente poco el contenido de sales disueltas del agua, ya que estas formarían con el bicarbonato sales solubles en agua.
Floculación
Los flóculos de hidróxido metálico y contaminantes (lodo) formados durante la coagulación son de tamaño reducido y, debido a su carga superficial, se comportan de forma estable en el agua residual. Para poder separarlos de la fase acuosa es necesario aumentar su tamaño, lo cual se logra dosificando el floculante (también llamado polielectrolito). El floculante se basa en una cadena polimérica (p. ej., poliacrilamida) cuya longitud, carga y densidad de carga se determinan durante la fabricación en función de la aplicación; puede presentarse en forma de polvo o líquido. El tipo óptimo se selecciona siempre mediante ensayos de laboratorio y se dosifica después en forma de disolución acuosa diluida (0,1–0,4 %), preparada en un equipo disolvente de polímero.
Separación de fases y deshidratación de lodos
La separación de las fases agua-lodo puede realizarse mediante un equipo de sedimentación o de flotación: en la sedimentación, la gravedad obliga a los flóculos de lodo a depositarse en el fondo del equipo, mientras que en la flotación las microburbujas liberadas del aire disuelto a presión los hacen ascender a la superficie. El lodo separado sigue siendo en esta fase muy diluido (1–3 %), por lo que se deshidrata con el fin de reducir los costes de gestión y transporte. Las soluciones habituales en la práctica son: filtro prensa de cámaras plásticas, centrífuga, filtro prensa de banda y prensa de tornillo para lodos. A la hora de seleccionar el equipo se valoran numerosos factores (funcionamiento discontinuo/continuo, demanda energética, capacidad, contenido de materia seca alcanzable); en nuestra opinión, ninguna solución puede calificarse de antemano como "la mejor": el óptimo lo determinan siempre los parámetros de la planta en cuestión.
Vertido del agua depurada
Una parte importante de las aguas residuales de la industria alimentaria puede depurarse mediante el proceso químico descrito anteriormente, especialmente cuando el agua tratada se vierte al alcantarillado público; en ese caso, la eficacia de eliminación de la materia orgánica disuelta (DQO, demanda química de oxígeno) suele ser suficiente para cumplir los valores límite de vertido establecidos por la normativa. Si el medio receptor es un cauce natural y la eficacia del tratamiento químico (fisicoquímico) por sí sola no basta, la tecnología se completa con una etapa adicional, generalmente biológica, que elimina las sustancias no tóxicas y biodegradables disueltas en la fase acuosa.
Si desea consultarnos sobre el diseño, la modernización o la ampliación de capacidad de la tecnología de depuración de aguas residuales de su planta alimentaria, póngase en contacto con nosotros por cualquiera de nuestros canales.