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FUNDAMENTOS TEÓRICOS:
Agua---- Sustancia líquida sin olor, sabor ni color. Cubre el 71% de la tierra. Aguas residuales---- Agua con presencia de distintos contaminantes provenientes del hombre. CARACTERÍSTICAS: Las aguas residuales de la cervecería provienen tanto de la fabricación de malta y cerveza, como de los lavados y limpieza de equipos, instalaciones y envases. El volumen total del agua residual en su mayoría es producido por la limpieza de los equipos e instalaciones, debido a que las soluciones para la limpieza contienen sustancias químicas, teniendo así un incremento de carga contaminante. Estas aguas residuales son caracterizadas por una carga orgánica elevada, pH variable y concentraciones apreciables de sólidos en suspensión. El contenido en nitrógeno total suele ser alto, como consecuencia de los aportes de levadura a las aguas residuales. Las aguas residuales generadas en la planta de acondicionamiento, son complicadas para valorar ya que dependen del agua entrante y del sistema de acondicionamiento, columnas de intercambio iónico, sistemas de ósmosis inversa o electrodiálisis para lograr garantizar la composición constante del agua de proceso, que luego se pueden verter corrientes de rechazo o de regeneración de resinas importantes, tanto en volumen como en carga inorgánica, originada por la concentración alta de sales. Los sistemas de depuración y el modo en que son manejados tienen un factor de variabilidad importante como se observa en la tabla anterior. Los datos medios básicos de estas aguas residuales, procedentes de varias fábricas cerveceras, son los siguientes:
LIMITES MÁXIMOS PERMISIBLES:
Los LMP se encargan de que los efluentes perjudiquen al bienestar humano. ESTÁNDARES DE CALIDAD AMBIENTAL: Los estándares de calidad ambiental se aplican a zonas (cuencas) buscando que el aire, agua o suelo, mantengan una calidad sin representar riesgos para las personas y el ambiente. Estos no se exigen de forma legal, pero se deben implementar para reducir la contaminación. FUENTES DE AGUAS RESIDUALES
- AGUA RESIDUAL INDUSTRIAL Provienen de cualquier proceso industrial en donde se emplee agua. Dependiendo del tipo de producción estas se emiten en horas o épocas específicas y varían en cuanto a caudal y composición. Los contaminantes son mucho más difíciles de eliminar comparadas con las aguas residuales urbanas. Es necesario un estudio para lograrlo.
- TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Antes de volver a la naturaleza, estas aguas deben ser depuradas para regresar de forma óptica, esto en una planta especial. Son procesos que implican la extracción, tratamiento y control sanitario de los productos de desechos arrastrados por las aguas residuales. La composición de las aguas residuales se analiza por mediciones físicas, químicas y biológicas a fin de reducir en la medida necesaria las sustancias de riesgo para el medio ambiente.
- TIPOS DE TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES En función de la calidad del agua el vertido depende del cauce o alcantarillado que lo conduce a otra instalación de depuración, puede realizarse un tipo de tratamiento u otro. Se exponen los límites tan dispares de autorización existentes para cuatro cerveceras Ilustración 1 - Limites cerveceras Tipos de tratamientos:
4. NIVELES DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
Tratamientos preliminares Utilizada para aumentar la efectividad de los tratamientos primarios y secundarios. Las aguas residuales que fluyen desde los alcantarillados traen consigo gran cantidad de residuos, en algunos casos estos pueden llegar a obstruir las unidades en donde se realizan los tratamientos, es por eso que deben pasar por un filtrado antes. Tratamiento primario Tiene como objetivo remover los sólidos que puedan sedimentar, como los sólidos sedimentables o aquellos que pueden aflorar, como las grasas. El tratamiento primario presenta diferentes alternativas según la configuración general y el tipo de tratamiento que se haya adoptado. Se puede hablar de una sedimentación primaria como último tratamiento biológico, de una coagulación cuando se opta por tratamientos de tipos fisicoquímicos. Sedimentación primaria: Se realiza en tanques ya sea rectangulares o cilíndricos en donde se remueve de un 60 a 65 % de los sólidos sedimentables y de 30 a 35% de los sólidos suspendidos en las aguas residuales. Precipitación química: La coagulación en aguas residuales se realiza a través de la precipitación química, agregando distintos compuestos químicos (sulfato de aluminio, cloruro férrico, cal, etc.) con el fin de remover sólidos. Ilustración 2 - Precipitación química Tratamiento secundario Tiene como objetivo remover la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), en aproximadamente 85%, además de remover cantidades adicionales de sólidos sedimentables. No remueve cantidades significativas de nitrógeno, fosforo, etc. El tratamiento secundario intenta reproducir los fenómenos naturales de estabilización de la materia orgánica, para facilitar la descomposición de los contaminantes orgánicos en periodos cortos de tiempo.
Tratamiento terciario Tiene el objetivo de remover contaminantes específicos, usualmente tóxicos o compuestos no biodegradables, incluyendo también los no removidos totalmente en el tratamiento secundario. El pulido de efluentes de tratamiento biológico se suele hacer con capas de granulometría creciente, duales o multimedia, filtrado en arena fina son preferibles cuando hay que filtrar flóculos formados químicamente y aunque su ciclo sea más corto pueden limpiarse con menos agua. La adsorción con carbón activado se utiliza para eliminar la materia orgánica residual que se ha pasado en el tratamiento biológico. Tratamiento de fangos Todos los Fangos retirados de los decantadores pasan a otra instalación (digestor) donde son tratados antes de ser almacenados o destinados a otros usos. En esta fase se produce gas que es utilizado como combustible en la propia instalación (Para la calefacción de los edificios o para producir energía eléctrica). Ilustración 3 - Tratamiento de fangos APLICACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES EN LAS INDUSTRIAS CERVECERAS: Consumo de agua y contaminación de efluentes Para la elaboración de la cerveza, el agua es de vital importancia, ya que este representa el 95% de dicho producto. Además de ser incorporada en el producto esta sirve para la limpieza, refrigeración, calderas y envasado. La composición química del agua debe ser la idónea, es por eso que antes de entrar al proceso debe ser tratada para evitar perjudicar la calidad del producto. Al realizar el tratamiento del agua se pierde cierta cantidad aumentando su consumo. Con dicha perdida se hacen concentrados, con la técnica de electrodiálisis. El volumen del agua residual que se produce en las instalaciones cerveceras corresponde al total de agua consumida, restando la agregada al producto final, la evaporada en las operaciones de fabricación y servicios auxiliares y el exceso que fue absorbida en la matriz
Tratamiento primario En esta etapa, los sólidos en suspensión se eliminan en una losa gruesa seguida de una losa delgada; para ello se suelen utilizar tamices de distinta luz de filtración. A continuación, se produce un precipitado primario en el que se separa aproximadamente un tercio de la materia orgánica (en forma de suspensión en forma de pequeño sólido o coloide). Tratamiento secundario Luego de homogenizar viene el tratamiento biológico que reduce en un 80% la DQO, es llevado a cabo a unos 25-30°C. Este tratamiento es actualizable y requiere pocos nutrientes. La DQO es de 1000 ppm o más, alcanzando el límite comúnmente requerido por las autoridades para las emisiones a los sitios industriales y otras plantas de tratamiento de aguas residuales a través de este tratamiento. El fango producido de los clarificadores primario y secundario se concentra en un espesante y se envía a un digestor aeróbico. Estos residuos finalmente se deshidratan en una centrífuga u otro sistema de secado mecánico o térmico. La siguiente figura muestra el procesamiento que se muestra en la línea principal. Ilustración 5 - Tratamiento del agua residual
En este caso, la línea de tratamiento de la planta de tratamiento de aguas residuales se puede simplificar enormemente. Esta tecnología se aplica a los lodos secos para reducir el volumen y el costo del vertedero. La energía liberada por el procesamiento anaeróbico (biogás) se puede utilizar para describir la evaporación. Durante la fermentación, aproximadamente 4 veces la cantidad de levadura producida se muestra en la tina al final de la fermentación. Parte de esta levadura desechada se devuelve al tubo para maximizar la actividad de fermentación y la mayoría debe administrarse como un subproducto que se puede utilizar en otras industrias. La producción de levadura se puede utilizar como materia prima en las industrias alimentaria, cosmética y farmacéutica, así como en la alimentación animal. Estos serán aceptados dependiendo del contenido de agua, mientras más deshidratado, más posibilidades hay de ser aceptado. Además, en la empresa Condorchem Envitech utiliza la técnica más eficaz para secar la caña de azúcar y la levadura, la pulverización. El evaporador de aguas residuales es la mejor tecnología para implementar un sistema de descarga que no convierte las aguas residuales en dos corrientes. Uno contiene residuos sólidos que contienen recursos reutilizables (principalmente materias primas y subproductos) y el otro contiene agua de alta calidad. Podemos entregar un sistema de vertido cero que le permitirá a su empresa lograr los siguientes objetivos: Reutilizar el 98% del agua. Recuperar materias primas valiosas y subproductos disueltos en el agua. Minimizar el lodo final a gestionar. La gran variación en el valor del rango de producción de levadura residual se debe a la gran diferencia en el grado de sequedad que se puede mantener durante la dosificación y el número de veces que se devuelve al fermentador. El polvo de malta es uno de los principales aspectos ambientales potenciales de las emisiones atmosféricas. El sistema de control de emisión de polvo de malta facilita la recuperación parcial de este polvo. Este polvo puede reintroducirse en el proceso o ser utilizado como alimento por un tercero, dependiendo de factores como las condiciones de recolección y el tipo de proceso que se esté operando.
