Tecnologías para la gestión de vertimientos · despulpado y lavado. Se hace utilizando una bomba centrífuga de caudal y un tanque de concreto de bajo volumen que debe construirse

Tecnologías para la gestión de vertimientos

¿Qué es un Plan de Reconversión a Tecnologías

Limpias en Gestión de Vertimientos (PRTLGV)?

Mecanismo que promueve la reconversión tecnológica de los procesos productivos de los generadores de vertimientos para: • Cumplir con la norma de vertimientos (Resolución 631 de 2015). • Reducir y minimizar la carga contaminante por unidad de producción, antes del

sistema de tratamiento o antes de ser mezclada con aguas residuales domésticas. • Reutilizar o reciclar subproductos o materias primas, por unidad de producción o

incorporar a los procesos de producción materiales reciclados, relacionados con la generación de vertimientos.

¿Por qué optar por un PRTLGV?

Disminuir la cantidad de agua vertida Reducir costos de descarga y disposición final

¿Qué debe contener un PRTLGV? 1. Descripción de la actividad industrial, comercial y de servicio.

• Breve descripción de la actividad • Diagrama de flujo para presentar el proceso esquemáticamente.

2. Objetivo general y objetivos específicos y alcances del plan. • Se debe dar claridad en relación a los parámetros a reducir y minimizar,

relacionándolos con los indicadores que medirán los resultados de la tecnología a implementar.

Ejemplo: “Evaluar diferentes opciones posibles para la reducción de las cargas de

DQO en el beneficio del café”. El indicador asociado podría ser: gramos de DQO /kg café pergamino seco

3. Caracterización de las aguas residuales antes del sistema de tratamiento

• Volumen vertido durante el tiempo de operación del proceso. • Información de cada uno de los parámetros exigidos por la normatividad.

¿Qué debe contener un PRTLGV?

4. Carga contaminante de las aguas residuales antes del sistema de tratamiento por unidad de producto.

• Medición de caudal (Q)


• Cálculo de la carga

CARGA (Kg/día) = (Q)*(C)*(0,0864)*(t/24) Q: Caudal promedio en L/s C: Concentración del contaminante (mg/L) t : Tiempo de generación de aguas residuales en horas por día (h) Factor de conversión de unidades: 0,0864 • Cálculo de la Carga por Unidad de Producto (CUP)

CUP = (CARGA)/(P) P: Kg de producto por día (Kg/día)

g DQO/kg café pergamino seco


5. Definición precisa de los cambios parciales o totales en los procesos de producción

Para ello resulta pertinente analizar las siguientes alternativas:

• Optimización de procesos

• Fuentes alternas de abastecimiento de agua Por ejemplo aguas lluvias • Efectuar reúso y/o recirculación de agua, siempre que sea viable técnica y

económicamente


6. Definición de los indicadores con base en los cuales se realizará el seguimiento al cumplimiento de los objetivos del Plan Ejemplos: Consumo total de agua (L/h) Consumo de agua por unidad producida (m3/Und) Cantidad de agua reutilizada (m3/Und)

7. Estimativo de la reducción o minimización de las cargas contaminantes por unidad de producto, antes de ser tratados por los equipos de control y antes de ser mezclados con aguas residuales domésticas.


8. Descripción técnica de los procesos de optimización, recirculación y reúso del agua, así como de las cantidades de los subproductos o materias primas recicladas o reutilizadas, por unidad de producción . • Presentar diseño y planos de los procesos que involucran la gestión integral del agua. • Indicar la carga de cada parámetro a reducir en el proceso, cantidad de materias primas

reutilizadas, cantidad de agua reutilizada, etc.

9. Plazo y cronograma de actividades para el cumplimiento de la norma de vertimientos, y presupuesto del costo total de la reconversión.


¿Qué cambios se deben hacer para mejorar la

gestión de vertimientos? Tecnologías de cambio de proceso: Por lo obsoleto del proceso productivo, se produce una elevada utilización del agua, materias primas y aditivos inadecuados y peligrosos.

Optimización de procesos: Perfeccionar los procesos individuales y los equipos en las principales áreas de

consumo de agua. Cambio de procesos, reemplazando la forma en la que se usa el agua. Cambios tecnológicos: Las mejores técnicas disponibles y tecnologías

desarrolladas, generalmente son más eficientes, con rendimientos óptimos y generan cada vez menos contaminación.

Tecnologías de minimización de los vertimientos: A través de procesos de optimización, modernización y utilización de elementos e instalaciones adicionales, puede llegar a neutralizarse, parcial o totalmente, el potencial contaminante del vertimiento en concentración o volumen, minimizando su peligrosidad. Tecnologías de reciclaje y reutilización: Aumentan el volumen de agua reciclada en el proceso y proporcionan una reutilización de los productos secundarios, con significativo ahorro de agua y materias primas, que implica a su vez un vertimiento menos contaminante.


gestión de vertimientos?


gestión de vertimientos?

El concepto de contaminación está referido, desde un punto de vista práctico, a los usos posteriores del agua.

¿Qué calidad de agua necesito?

Reúso o reutilización

Reúso o reutilización

Utilización en serie, consiste en el empleo del agua en circuito abierto, en dos o más funciones sucesivas y diferentes, con una posible fase intermedia entre ellas de toma o tratamiento. La segunda utilización es menos exigente en cuanto a calidad del agua.

Ley 373, Artículo 5 Reúso obligatorio del agua Establece que las aguas utilizadas, sean éstas de origen superficial, subterráneo o lluvias, en cualquier actividad que genere efluentes líquidos, deberán ser utilizadas en actividades primarias y secundarias cuando el proceso técnico y económico así lo ameriten y aconsejen según el análisis socio económico y las normas de calidad ambiental.

Resolución 1207 de 2014: Por la cual se adoptan disposiciones relacionadas con el uso de aguas residuales tratadas

Parámetros de Calidad de acuerdo al uso

del agua

Razones para llevar a cabo el reúso

La empresa no tiene acceso al alcantarillado público y está retirada de cauces de agua para hacer el vertimiento.

Los límites permisibles de contaminantes en la Resolución 631 de 2015 son muy exigentes. La calidad del agua residual podría ser similar a la del agua cruda.

La disponibilidad del recurso agua es limitado. Tarifas de alcantarillado y tasas retributivas altas vs costos de

reúso.

Reúso de Aguas Residuales

EL REÚSO del agua significa su utilización en otra aplicación diferente a la previa.

Regeneración y Reúso

Recirculación o reciclaje

Utilizar indefinidamente una misma agua para un mismo fin, compensando únicamente las pérdidas por purgas o evaporación. El grado de recirculación puede ser alto y por ende la concentración de sales aumentará

Grados de recirculación

El grado de recirculación se verá afectado por acumulaciones tales como: Sulfatos y carbonatos que precipiten. Sales que incrementan la conductividad. Materia orgánica degradable, sales amoniacales y fosfatos que favorecen

crecimientos bacterianos. Detergentes que generan espumas. Materias en suspensión que puedan causar obstrucciones.

Efectos del Reúso o Recirculación

Corrosión, debido al aumento en la concentración de: Sólidos Disueltos Totales (SDT) Conductividad pH Cloruros Sulfuros Amonio

Incrustación, debido al aumento en la concentración de: Dureza Fosfatos Sílice Alcalinidad pH

Efectos del Reúso o Recirculación

Ensuciamiento (Fouling), debido al aumento en: Sólidos Suspendidos Totales

(SST) Grasas y Aceites Hierro

Deposición microbiana, debido al aumento de la: Carga orgánica Amonio Fosfatos Tiempo de retención

Acciones a seguir

Clasificar las corrientes de agua y sus usos. Adaptar las categorías de aguas con los usos potenciales. Determinar el grado de mejoramiento de las corrientes de agua

seleccionadas.

Segregación de corrientes.

Chequeo de impacto de los proyectos a realizar en el balance global de agua.

Priorización de proyectos.

RECOMENDACIONES TECNOLÓGICAS PARA EL CUMPLIMIENTO DE LA RESOLUCIÓN

631 DE 2015 Y/O EL REÚSO DE AGUA

Las mismas tecnologías que son utilizadas para purificar las fuentes de agua cruda (purificación del agua), pueden ser utilizadas para tratar las aguas residuales para su reúso.

La clave para el reúso del agua es tener una variedad de tecnologías disponibles

para remover de manera eficiente los contaminantes peligrosos o no deseados del suministro de aguas residuales.

No existe ninguna tecnología en particular que pueda eliminar eficientemente

todos los tipos de contaminantes.

Existen tecnologías de tratamiento que pueden, de manera colectiva, reducir eficazmente la concentración de virtualmente cualquier contaminante a niveles aceptables para cualquier uso del agua













OPCIONES DE AHORRO DE AGUA

BENEFICIO DE CAFÉ

Recirculación o retorno del agua: La recirculación del agua consiste en retornar el agua del proceso de despulpado y lavado. Se hace utilizando una bomba centrífuga de caudal y un tanque de concreto de bajo volumen que debe construirse en la parte más baja del beneficio, conocido como “tanque recolector decantador”. Al cual debe llegar por gravedad toda el agua de despulpado y lavado.

OPCIONES DE AHORRO DE AGUA BENEFICIO DE CAFÉ

BENEFICIO ECOLÓGICO DEL CAFÉ (MÓDULO BECOLSUB)

Recomendaciones tecnológicas para el

tratamiento de vertimientos

En el beneficio húmedo o convencional se emplea agua en las etapas de despulpado y de lavado, con un consumo global cercano a los 40 litros de agua por cada kilogramo de café pergamino seco.



Las aguas residuales producidas por el mucílago fermentado del café, en el lavado del mismo en los tanques de fermentación (tanque tina), tienen las siguientes características: El consumo de agua es de 4,1 L/kg de café pergamino seco. El pH de estos residuos oscila entre 4,0 y 4,5 unidades de pH.

La Demanda Química de Oxígeno (DQO) tiene un valor cercano a 27400 mg/L

(Cenicafé)



Tratamiento anaerobio La digestión anaerobia es el proceso fermentativo que ocurre en el tratamiento anaerobio de las aguas residuales. El proceso se caracteriza por la conversión de la materia orgánica a metano y de CO2, en ausencia de oxígeno y con la interacción de diferentes poblaciones bacterianas.



Digestión anaerobia La digestión anaerobia es un proceso que se produce en ambientes naturales como: Los pantanos Zonas anegadas para cultivos Sedimentos de los lagos y mares En las zonas anóxicas del suelo Fuentes de agua termales sulfurosas Tracto digestivo de los rumiantes



Tratamiento anaerobio vs aerobio En el campo del tratamiento de las aguas residuales, la contaminación orgánica es evaluada a partir de la DQO (Demanda Química de Oxígeno).

¿Cómo tratar los vertimientos?

Sistema Modular de Tratamiento Anaerobio (SMTA) Este tipo de sistema está compuesto básicamente por dos unidades de tratamiento: reactor hidrolítico y el reactor metanogénico.


Sistema Modular de Tratamiento Anaerobio (SMTA) El sistema se debe ubicar de tal forma que el agua pueda circular por

gravedad.

Las unidades están conectadas con mangueras de polietileno y a la salida del tanque de lavado en el beneficiadero se debe construir una recámara que permita recibir las aguas residuales del lavado.


Sistema Modular de Tratamiento Anaerobio (SMTA) Reactor hidrolítico acidogénico: Está constituido por una bolsa negra de Plastilona 500, con una capacidad de 8000 L. Los líquidos se almacenan por un tiempo límite de dos días, en donde se llevan a cabo un conjunto de reacciones bioquímicas de hidrólisis.



Las reacciones que ocurren al interior del reactor hidrolítico son causa de la actividad de los microorganismos presentes en el mucílago y que son responsables de la fermentación en los tanques. Así, resultan aguas residuales acidificadas. Recámara de dosificación: Esta unidad sigue los mismos principios de la filtración lenta, reteniendo materia orgánica insoluble que no fueron hidrolizadas en el reactor hidrolítico. Se tiene entonces un lecho filtrante de gravilla o piedra caliza.


Reactor metanogénico: Está constituido por un tanque cilíndrico negro de 2000L con un tubo para la salida del biogas producido en el interior.


Inoculación del reactor metanogénico: Es necesario inocular el reactor metanogénico con bacterias metanogénicas que se obtiene del estiércol de ganado vacuno. Igualmente, las bacterias necesitan un medio de soporte.


El buen desempeño del sistema se verifica porque el efluente del reactor debe tener un pH superior a 6. De manera práctica se debe verificar que el agua que sale de este reactor tiene un olor característico a estiércol vacuno. También se puede constatar la producción de metano.

Limitaciones asociadas con la Digestión Anaerobia Arranque de reactores anaerobios: Una característica particular de los microorganismos anaerobios es su baja tasa de crecimiento; por lo tanto, al iniciar el proceso de arranque del reactor se requiere de un periodo que dependerá de la calidad y cantidad de inóculo utilizado. Pos-tratamiento: Es eficiente para la remoción de materia orgánica, pero tiene poco efecto sobre la concentración de nutrientes (nitrógeno y fósforo), y sobre la remoción de patógenos es apenas parcial. Producción de olores: Una de las características es la producción de malos olores, atribuida a la generación de compuestos azufrados (H2S) en el biogás.




Pos-tratamiento: Se puede implementar un filtro adicional como postratamiento, compuesto por gravilla y piedra caliza, sembrado con especies vegetales. La función principal de esta unidad adicional es: Prevenir el impacto ecológico que ocasionarían episodios eventuales de

acidificación del reactor metanogénico. Remover gran parte de la DQO aún remanente en el líquido efluente,

presente principalmente en forma de nitrógeno y fósforo mineralizado. Aumentando de esta forma la eficiencia global del sistema de tratamiento.


Pos-tratamiento:


Pos-tratamiento: El material vegetal se conoce como “Enea”

Destilación solar

Es un proceso que permite purificar los componentes de una solución basándose en las diferencias de volatilidad, reemplazando la utilización de la energía convencional por la solar. En todo destilador solar se reconocen tres zonas importantes: El colector solar, el evaporador y el condensador.

Destilación solar

DESTILACIÓN SOLAR

BENEFICIO DE CAFÉ

En el beneficio de café se generan los subproductos pulpa y mucílago. Los que al descomponerse generan lixiviados que generan altas cargas contaminantes. El manejo de estos lixiviados se puede realizar mediante destilación solar.

DESTILACIÓN SOLAR

BENEFICIO DE CAFÉ

En un caso de aplicación, el destilador solar consiste en una bandeja de aluminio, usualmente de poca profundidad, donde se coloca el lixiviado por destilar expuesto a la radiación solar. Esta se absorbe en dicha bandeja, calienta y evapora el agua, quedando los elementos contaminantes concentrados en el fondo. El agua evaporada se condensa en la cubierta de plástico, escurre por ella y se recoge en canales que la llevan al exterior donde se colecta.

DESTILACIÓN SOLAR

BENEFICIO DE CAFÉ

Resultados Destilación Solar

Fuente: Carreño et al. Tratamiento de lixiviados de pulpa de café mediante destilación solar

Reutilización de aguas domésticas

Referencias

Carreño J. Tratamiento de lixiviados de pulpa de café mediante destilación solar. Universidad de Manizales. 2011.

Federación Nacional de Cafeteros de Colombia. Tratamiento de aguas residuales del lavado del café. Boletín técnico No. 20. 1999.

Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. Guía Metodológica de Planes de

Reconversión a Tecnologías Limpias. Versión preliminar 2011.

Vega M y Martínez H. Adaptación del SMTA al tratamiento de aguas residuales del beneficio ecológico del café con la tecnología Becolsub. Universidad de Manizales. 2011.

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