Condorchem Envitech | English

Tag : DQO

Home/Posts Tagged "DQO"

Caracterización del agua residual

Caracterización de aguas residualesCuando se requiere tratar un importante caudal de aguas residuales, la primera alternativa que generalmente conviene considerar es la utilización de un proceso biológico, puesto que es uno de los tratamientos completos más económicos y la cantidad de residuos que se generan es relativamente baja. No obstante, será decisivo conocer la naturaleza de la contaminación presente en el agua para evaluar la idoneidad de un tratamiento u otro, puesto que éstos son muy selectivos en cuanto al tipo de contaminación que eliminan.

Para conocer el tipo de contaminación es necesario llevar a cabo una caracterización del agua residual, la cual proporciona una amplia variedad de información sobre el tipo y la concentración de los contaminantes. Los parámetros que deberán ser analizados, a parte de los generales como pH y conductividad, serán los que den idea del contenido de materia orgánica, nutrientes (nitrógeno y fósforo), sólidos en suspensión, alguno relacionado con la toxicidad de las aguas residuales en relación a los microorganismos, además de los más específicos y relacionados con el tipo de actividad que genera el efluente (metales, tensioactivos, sulfatos, cianuros, etc.).

Para conocer la cantidad de materia orgánica que los microorganismos son capaces de asimilar, la demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) ha sido un parámetro muy utilizado a la hora de caracterizar las aguas residuales, aunque es poco preciso (la aclimatación de los microorganismos al agua residual influye en la medida), de determinación lenta (se requieren al menos 5 días para realizar la medida) y no es práctico para su utilización en la gestión de las plantas de tratamiento. En contrapartida, la demanda química de oxígeno (DQO) es un parámetro preciso, de rápida obtención, que mide toda la materia orgánica del agua (la biodegradable y la no biodegradable), por lo que es el mayormente empleado. Pero, precisamente porque mide toda la materia orgánica, a la hora de conocer mejor el efluente que se desea tratar, es una información necesaria pero no suficiente. Para realizar una caracterización completa y profunda del efluente, junto a los parámetros citados, se deberá llevar a cabo un fraccionamiento de la DQO, que aportará información del efluente en términos de las diferentes velocidades de degradación de las distintas fracciones de DQO.

Las fracciones de la DQO con las que se acostumbra trabajar son las mismas que emplean los modelos de lodos activados de la International Association of Water Quality (IAWQ) y son las siguientes:

  • DQO fácilmente biodegradable (DQOfb). Esta fracción, que se asimila a la DQO soluble en el agua, es la que la biomasa consume más rápidamente (en pocos minutos), generando una rápida y elevada demanda de oxígeno. Los compuestos que conforman esta fracción son sustancias solubles, de bajo peso molecular, como es el caso de los azúcares, alcoholes y ácidos grasos.
  • DQO lentamente biodegradable (DQOlb). Esta fracción se relaciona con la DQO biodegradable no soluble, o particulada, y habitualmente es la fracción biodegradable mayoritaria. Está formada por moléculas solubles de elevado peso molecular, sustancias coloidales y partículas sólidas. Todas ellas tienen en común que no son de fácil degradación por la biomasa. Antes, deben ser hidrolizadas por las enzimas segregadas por los microorganismos y convertidas en moléculas solubles, de bajo peso molecular y, por tanto, de fácil asimilación para las células. La etapa de hidrólisis es lenta, es la etapa que controla el proceso y lleva asociadas tasas de consumo de oxígeno mucho más bajas que las de consumo de la DQO fácilmente biodegradable.
  • DQO soluble no biodegradable (DQOsnb). Esta fracción no se ve alterada por el contacto con la biomasa, no sufre ningún tipo de variación durante el tratamiento y sale con el efluente. Si esta fracción es mayoritaria en el efluente, los procesos biológicos quedan directamente descartados.
  • DQO particulada no biodegradable (DQOpnb). Esta fracción, aunque no es consumida por la biomasa, gran parte decanta junto a los lodos, reduciéndose la concentración a la salida en relación a la entrada.

El hecho de que la DQO soluble no se corresponda perfectamente con la DQO fácilmente biodegradable, de la misma manera que la DQO particulada no se corresponde totalmente con la DQO lentamente biodegradable, hace que la forma idónea de determinación de las diferentes fracciones sea mediante respirometría. Esta técnica mide el consumo de oxígeno por parte de la biomasa al degradar los sustratos en relación al tiempo, lo cual proporciona una información muy precisa tanto de la actividad de los organismos como de la velocidad a la que los diferentes sustratos son consumidos. La tasa de respiración es la velocidad de consumo de oxígeno, por unidad de volumen y tiempo. Representando los datos obtenidos de la tasa de respiración respecto al tiempo se obtiene un respirograma, como el ejemplo de la figura, en el cual se diferencian las siguientes áreas:

NECESITO MÁS INFORMACIÓN

Póngase en contacto con nosotros y uno de nuestros expertos atenderá su consulta de forma personalizada.

Contactar

  • A1: área proporcional a la concentración de DQO fácilmente biodegradable. Es la primera DQO que se consume y con la tasa de respiración más elevada.
  • A2: área proporcional a la concentración de DQO lentamente biodegradable. La velocidad de consumo de oxígeno es menor y se prolonga más en el tiempo.
  • A3: área proporcional a la cantidad de oxígeno consumido en el proceso de nitrificación.
  • A1+A2+A3: indica la cantidad de oxígeno necesaria para una oxidación completa de los contaminantes.
  • Una vez finalizada la respirometría, si se realiza una DQO del licor mezcla filtrado (0,45 m) se obtiene la DQO soluble no biodegradable. Y finalmente, si a la DQO inicial (total) se le resta la DQO biodegradable (suma de la fácilmente biodegradable y de la lentamente biodegradable) y la DQO soluble no biodegradable, por diferencia se obtiene la fracción de DQO particulada no biodegradable.

respirograma

Una vez determinadas las diferentes fracciones en función de su respectiva biodegradabilidad, se dispone de una caracterización completa de la materia orgánica del agua residual, la cual complementa el resto de parámetros analizados. Esta información será fundamental para tomar decisiones en la etapa de diseño del sistema de tratamiento de los efluentes; servirá para seleccionar los procesos que pueden ser eficientes y cuáles pueden ser descartados directamente. Por ejemplo, un agua con una fracción lentamente biodegradable que sea mayoritaria, no puede ser tratada mediante un sistema biológico en el que el agua esté muy poco tiempo en contacto con la biomasa.

Asimismo, la determinación de las diferentes fracciones en base a su diferente biodegradabilidad también permite calibrar los modelos cinéticos que posteriormente describirán el comportamiento del sistema (calidad del efluente, demanda de oxígeno, producción de lodos, etc.) en respuesta a fluctuaciones en tiempo real de la carga y del caudal del afluente.

Así pues, la caracterización completa del agua residual es fundamental para poder acometer con garantías de éxito la etapa de selección del tipo de tratamiento y su posterior diseño.

Tratamiento de aguas residuales en la industria agroalimentaria: producción de zumos

Oranges, Juice and Leafs

La producción de zumos conlleva la generación de aguas residuales, que pueden aparecer en diferentes momentos del proceso de producción. Principalmente se trata de los reboses de las maquinas de llenado, o de las aguas resultantes tras las distintas operaciones de lavado, tanto de la fruta como de la maquinaria utilizada.

Para el vertido de estas aguas residuales es necesario separar los contaminantes tóxicos de aquellas aguas no contaminadas, de forma que se obtenga una calidad final del agua apta para vertido a cauce público, que cumpla con los niveles de DQO exigidos por la legislación en la materia.

A continuación os detallamos la solución instalada para un fabricante de zumos (manzana, pera, nectarina y melocotón) que genera un caudal de aguas residuales de 50 m3/h. La producción en la fábrica no es constante ya que existen dos épocas de producción diferenciadas en la fábrica: de Junio a Octubre se trabaja durante 24 h/día de modo que el caudal de aguas a tratar es de 1200 m3/día, mientras que de Noviembre a Mayo se trabaja durante 8 h/día de modo que el caudal de aguas a tratar es de 400 m3/día

1. Etapa de pretratamiento. El primer paso consiste en eliminar los residuos sólidos y las partículas procedentes del lavado de la fruta. Tras ello, el efluente se bombea hasta un tanque de homogenización que servirá para almacenar y a la vez mezclar los efluentes procedentes del proceso de producción de los distintos zumos para obtener un único efluente que pueda ser enviado a la segunda etapa de depuración de aguas residuales. Las tecnologías utilizadas en esta primera etapa son:

  • Desbaste de finos (filtro rotativo) para la eliminación de los residuos sólidos y particulas.
  • Pozo de bombeo.
  • Tanque de homogenización del efluente.

2. Etapa de tratamiento mediante depuración anaerobia. Esta es la etapa principal y tiene como objetivo degradar la materia orgánica disuelta en el efluente homogeneizado. Es la etapa en la que vamos a eliminar la mayor parte de la carga contaminante del efluente y se realiza en ausencia de aire, con lo cual se obtiene como subproducto de la depuración biogás. Tras llevarla a cabo se habrá de comprobar si el efluente obtenido ya cumple con los límites de vertido, o si se ha de someter a una tercera fase de tratamiento. Esta etapa se compone de dos subetapas:

NECESITO MÁS INFORMACIÓN

Póngase en contacto con nosotros y uno de nuestros expertos atenderá su consulta de forma personalizada.

Contactar

  • Tanque de neutralización: para el ajuste del pH del efluente y para la dosificación de producto floculante y antiespumante
  • Reactor ECSB (External Circulation Sludge Bed), para la degradación de la materia orgánica y obtención de biogás (combustible). Este proceso de tratamiento biológico, permite trabajar tanto en los meses de producción alta (24 h/día) como en los meses de producción baja (8 h/día)

3. Etapa de post-tratamiento biológico. Tras el proceso anterior no siempre se llega a los límites de vertido adecuados, por lo cual el efluente obtenido todavía ha de ser sometido a un último proceso de depuración biológica, que acabe de eliminar la materia orgánica, y a su posterior ajuste para poder ser vertido. Las tecnologías utilizadas en esta etapa son:

  • Reactor biológico aerobio MBBR (moving bed birreactor), para ajuste de los parámetros del efluente a límites de vertido.
  • Clarificación del efluente mediante sistema de floculación + clarificación por flotación tipo DAF con lamelas.
  • Tratamiento de la purga de lodos mediante decantador troncocónico y centrífuga.

Tras todo el proceso de tratamiento se obtiene un efluente final de calidad apta para vertido a cauce público y, como único residuo, un fango biológico que ha de ser enviado a un gestor de residuos. El biogás obtenido en el mismo proceso puede ser aprovechado como combustible.