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Jornada sobre renovación de las declaraciones de producción de aguas residuales
correspondientes al Canon de Saneamiento por usos industriales del agua
CAMPAÑA 2014
Valencia, 9 Abril 2014
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
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Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
Valencia, 9 de abril 2014
Gestión Integral del Agua en Industrias Alimentarias: Técnicas de análisis y muestreo para el control
de vertidos
Javier Claros, Mireia FiterDepartamento de Medio Ambiente, Bioenergía e Higiene Industrial
Vicente CarbonellDepartamento de Análisis Químico
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1. Introducción2. Actividades de ainia en materia de aguas3. Caracterización de corrientes líquidas residuales industriales.
Índice de contenidos
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La producción de aguas residuales constituyen el aspecto medioambiental más relevante de la industria alimentaria.
1. Introducción
Los efluentes pueden clasificarse según su origen, en aguas de:
•PROCESO. Acondicionado de materias primas, transporte de productos, tratamientos térmicos de conservación, etc.
•LIMPIEZA y DESINFECCIÓN. Máquinas, equipos, herramientas, tuberías, mesas, paredes y suelos, etc.
•SERVICIO. Aguas de refrigeración, purgas de calderas, regeneración de intercambiadores, etc.
•SANITARIAS. Duchas, aseos, lavabos, etc. Similares a las aguas domésticas.
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En general, las aguas residuales de la industria agroalimentaria presentan:
• Gran variabilidad: Las características de las aguas residuales son muy variables a lo largo de la jornada laboral en caudal y carga en función de las operaciones de proceso y limpieza que se estén ejecutando. Variabilidad por Variabilidad por campacampaññas de produccias de produccióón.n.
• Elevados volúmenes de aguas residuales
• Contaminantes típicos:• Contaminación Orgánica: Sólidos en suspensión y sólidos orgánicos disueltos, azúcares, aceites y grasas, detergentes, contaminantes específicos (sangre, leche, etc.). Es una corriente con alta biodegradabilidadEs una corriente con alta biodegradabilidad.
• Sólidos en Suspensión: Arena, piedras, restos de materias primas, productos de rechazo,…
• A menudo pH extremos (ácidos / alcalinos) y presencia de nutrientes (P y N), espumas detergentes, desinfectantes.
Antes de planificar un programa de muestreo, deben considerarse las características específicas de la industria
1. Introducción
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1. Introducción
Vertidos
Límites de vertido:
• Posibles sanciones por incumplimiento• Posible clausura de actividad
Canon de vertido:
Mayor coste cuanto más agua se consume y más contaminada está
La empresa debe:
Adoptar estrategias de actuación frente al problema.
MinimizaciónGestión
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1. Introducción2. Actividades de ainia en materia de aguas 3. Caracterización de corrientes líquidas residuales industriales.
Índice de contenidos
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ainia desarrolla un amplio abanico de actividades en torno a las aguas, al servicio de las empresas del sector y afines a través de estudios y proyectos de diverso alcance y grado de complejidad. Desde servicios de asesoría en torno al cumplimiento de requisitos administrativos en materia de aguas a proyectos de desarrollo de nuevos sistemas para la desinfección o eliminación de contaminantes.
• Asistencia en requisitos administrativos (canon, modelos de declaración, convalidación medioambiental, etc).
+ +
2. Actividades de ainia en aguas residuales
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• Estudios de Gestión Integral de Agua en la Industria: minimización de consumos y de producción de aguas residuales. Opciones de reutilización y huella hídrica.
¿Es posible eliminar el uso de agua en la fuente?
¿Es posible reducir el consumo de agua?
¿Es posible reutilizar agua o agua residual?
¿Es posible recuperar o reciclar agua o agua residual?
¿Cuáles son los costes de tratamientoy gestión del agua residual?
No
No
No
No
Si
Mejora de la gestión del agua
¿Es posible eliminar el uso de agua en la fuente?
¿Es posible reducir el consumo de agua?
¿Es posible reutilizar agua o agua residual?
¿Es posible recuperar o reciclar agua o agua residual?
¿Cuáles son los costes de tratamientoy gestión del agua residual?
No
No
No
No
Si
Mejora de la gestión del agua
2. Actividades de ainia en aguas residuales
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Mapa de corrientes
Análisis cualitativo
Análisis cuantitativo
Caja Negra (black box) Caja Gris (grey box) Caja Blanca (white box)
Balance de agua:
Mapa de corrientes
Análisis cualitativo
Análisis cuantitativo
Caja Negra (black box) Caja Gris (grey box) Caja Blanca (white box)
Mapa de corrientes
Análisis cualitativo
Análisis cuantitativo
Caja Negra (black box) Caja Gris (grey box) Caja Blanca (white box)
Balance de agua:
•• IdentificaciIdentificacióón de opciones de minimizacin de opciones de minimizacióón en el uso del aguan en el uso del agua•• IdentificaciIdentificacióón de opciones de reutilizacin de opciones de reutilizacióón.n.
• Estudios de Gestión Integral de Agua en la Industria: minimización de consumos y de producción de aguas residuales. Opciones de reutilización y huella hídrica.
2. Actividades de ainia en aguas residuales
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• Estudios de caracterización (muestreo, análisis, caudales, etc)
- Sólidos totales- Sólidos en suspensión- Sólidos disueltos- Sólidos volátiles
ParParáámetros fmetros fíísicosico--ququíímicosmicos
- Amonio- Nitrógeno Kjeldahl Total (NKT)- Nitritos/Nitratos- Nitrógeno total (Nt) = NKT + Nitritos/Nitratos
- Fósforo total (Pt)- Fosfatos
- Conductividad- pH- OD, RedOx, Turbidez,...
- Metales pesados- Plaguicidas
- Coliformes fecales, coliformes totales, ...
ParParáámetros microbiolmetros microbiolóógicosgicos
2. Actividades de ainia en aguas residuales
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Resultados pruebas interlaboratorio año 2013
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Control de calidad de los ensayos
Entre - 2 y 2 : Resultado satisfactorio
Entre - 3 y 3 : Resultado cuestionable
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LODOS DEPURADORALODOS DEPURADORA-- FANGOS ACTIVOSFANGOS ACTIVOS
Metales pesados y oligoelementos : Pb, Cd, Hg, Cr, K, P, Ca, Mg…
Sólidos totales y sólidos volátiles : Materia orgánica.
Ácidos grasos de cadena corta: acético, propiónico, butírico, valérico..
Relación C/N
Etc.
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PLAGUICIDASPLAGUICIDAS
• Plaguicidas multiresiduo GC-MS (150)
• Plaguicidas multiresiduo HPLC-MS-MS (150)
• Plaguicidas multiresiduo (MSPD)
• Plaguicidas (clorados, piretroides y otros)
• Ditiocarbamatos
• Plaguicidas alimentación infantil
• Plaguicidas farmacopea
• Ditiocarbamatos
Reglamento (UE) nº 396/2005alimentos de origen vegetal y animal
DIRECTIVA 2006/125/CEalimentos infantiles
Ph. Eur. European Pharmacopoeiaproductos con propiedades medicinales
• Plaguicidas aguas GC-MS (42)ORDENANZAS MUNICIPALES
ORGANISMOS DE CUENCA
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150 sustancias activas en 15 min de análisis cromatográfico
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Applied Biosystems API 3200 LC MS/MS
Applied Biosystems API 3200 Q TRAP
Agilent 7000 GC-QQQ
Varian CP-3800 4000MS
ainia Laboratorio de cromatografía 10 HPLC 4 MS y 10 GC 5 MS
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
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• Espectroscopía y técnicas básicas– ICP– Potenciometría– Gravimetría– Volumetría– Espectroscopía– IRMS (C, O, N)– Cromatografía iónica
Oferta del laboratorio Análisis Químico
• Cromatografía
– HPLC/PDA/FLUO/IR/...– HPLC-MS/MS– GC/FID– GC/MS Purge and Trap– GC/MS/MS
+ 700 SERVICIOS
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• Estudios de tratabilidad de aguas residuales (jar-test, respirometrías, etc)
• Diagnósticos del funcionamiento de depuradoras. Diseño de alternativas de optimización y planes de explotación.
• Regeneración de aguas depuradas y Vertido Cero.
• Proyectos de I+D+i: tratamiento de corrientes refractarias y tóxicas, eliminación de contaminantes específicos, y contaminantes emergentes, entre otros.
RecisalRegena
2. Actividades de ainia en aguas residuales
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
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• Físico-Químicas convencionales: flotación, sedimentación, coagulación-floculación, centrifugación, secado.• Membranas: micro-, ultra-, nano-filtración, ósmosis inversa• Adsorción: carbón activo, alúmina activada,...• Ozono• Cavitación: ultrasonidos, cavitación hidrodinámica• Procesos de Oxidación Avanzada: Ozonización alcalina, O3+UV, O3+US, Fenton, cavitación hidrodinámica oxidativa ...• Procesos Biológicos: Fangos activados MBR, SBR, convencional.• Digestión Anaerobia (DA) de lodos de depuradora: convencional, DA oscura(biohidrógeno), DA en dos fases• Microalgas: Fotobiorreactor Tubular.• Pilas de Combustible Biológicas• Agua Supercrítica• Absorción
> Tecnologías
2. Actividades de ainia en aguas residuales
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
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> Campos de aplicación• Estudios de tratabilidad de aguas residuales mediante procesos físico-químicos y/o biológicos aerobios/anaerobios. • Desinfección/reutilización de aguas depuradas.• Depuración de aguas residuales (N,P,...) con micro- macroalgas• Recuperación de nutrientes (N y P)• Tratamiento de salmueras residuales. • Eliminación de compuestos refractarios en las aguas (pesticidas, colorantes...).• Eliminación de contaminantes nuevos y emergentes en las aguas (disruptores endocrinos, fármacos,...).
• Pretratamientos lodos depuradora.• Desinfección lodos depuradora.• Ensayos de potencial producción de biogás (norma VDI 4630) de lodos depuradora.• Ensayos de codigestión anaerobia con lodos de depuradora.• Producción de biomasa algal con fines energéticos a partir de aguas residuales. • Producción de biohidrógeno a partir de residuos orgánicos. • Producción de bioelectricidad a partir de aguas residuales.
2. Actividades de ainia en aguas residuales
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
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1. Introducción2. Actividades de ainia en materia de aguas3. Caracterización de corrientes líquidas residuales industriales.
Índice de contenidos
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
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• Concepto
• Medida del caudal
• Toma de muestras
• Otras mediciones y control integrado
• Prevención de riesgos
• Ejemplos
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Volumen Cond DQO
3. Caracterización de corrientes líquidas residuales industriales
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La caracterización debe permitir la determinación cualitativa y cuantitativa de las propiedades físicas, químicas y microbiológicas de la corriente líquida a través de un programa de muestreo lo más representativo del conjunto que considere los factores específicos de la empresa (variabilidad, naturaleza de las aguas, prácticas operativas, tipos de procesos) así como la finalidad de la información a obtener.
Cualitativa
Qué?
Cuantitativo
Cuánto?
Finalidad
Para qué??
Muestreo
Cómo? Cuando?
Físicos
Químicos
Microbiológicos
Caudal
Temperatura, etc
Conductividad
pH
DQO
Fósforo, etc.
m3/h
ºC
Coliformes fecales
E. Coli, etc
microS/cm
ud
mg O2/l
mg P/l
u.f.c
Autorizaciones
Autocontrol
Canon
Bases diseño EDARI
Explotación EDARI
etc.
•Periodo muestreo
•Número muestras
•Tipo de muestra
•Simple
•Compuesta
•Integrada
Proporcional t
Proporcional Q
Definición de un programa de caracterización
Concepto
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• Concepto
• Medida del caudal
• Toma de muestras
• Otras mediciones y control integrado
• Prevención de riesgos
• Ejemplos
Evolución del vertido jornada del viernes
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Volumen Cond DQO
3. Caracterización de corrientes líquidas residuales industriales
27Área-velocidadUltrasonidos Sensor Sumergido Burbujeo
> Medida de caudal
La medida de caudal en canal abierto es la tecnología más utilizada en la caracterización de aguas residuales industriales.
Según medida del nivel del flujo:UltrasonidosBurbujeoSensor sumergido
Según medida de área-velocidad del flujo:DopplerElectromagnéticos
3. Caracterización de corrientes líquidas residuales industriales
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Accesorios de un caudalímetro
Sensor
Anillo
Caudalímetro
Módemtelefónico
Posibilidad de monitorización on-line
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
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> Medida de caudal
3. Caracterización de corrientes líquidas residuales industriales
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
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• Concepto
• Medida del caudal
• Toma de muestras
• Otras mediciones y control integrado
• Prevención de riesgos
• Ejemplos
Evolución del vertido jornada del viernes
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3. Caracterización de corrientes líquidas residuales industriales
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
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Tipos de muestras
• Muestra puntual
• Muestras compuestas: Una serie de muestras individuales tomadas con una frecuencia estipulada a lo largo de la jornada de trabajo:
a) Muestras en función del tiempo: tomadas a intervalos regulares de tiempo.
b) Muestras en función del volumen: tomadas a intervalos regulares de volumen.
c) Muestras en función del caudal: tomadas de forma proporcional al caudal circulante.
>Toma de muestras
El objetivo de un muestreo de aguas es recoger muestras que representen con precisión el cuerpo/matriz de las aguas que se muestrean.
3. Caracterización de corrientes líquidas residuales industriales
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
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Evolución del vertido jornada del viernes
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>Toma de muestras
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Descripción de un tomamuestras automático
Controlador del tomamuestras
Bomba peristáltica
>Toma de muestras
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Brazo de distribución
Guía del tubo para compuestas
>Toma de muestras
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
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Filtros de succión
Suction line
Pump
Distribution arm
No-Metálicas (A) para muestreos de flujos corrosivosPolipropileno (B) con deflector. Con peso para muestreosen general.Acero Inoxidable (C) para caudales.
>Toma de muestras
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• Concepto
• Medida del caudal
• Toma de muestras
• Otras mediciones y control integrado
• Prevención de riesgos
• Ejemplos
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3. Caracterización de corrientes líquidas residuales industriales
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Muestreos complejos
> Otras mediciones/control integrado
Otras medidas pueden ser necesarias “in situ”
Oxígeno disuelto pH Conductividad
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
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• Concepto
• Medida del caudal
• Toma de muestras
• Otras mediciones y control integrado
• Prevención de riesgos
• Ejemplos
Evolución del vertido jornada del viernes
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0-1
5:0
0
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0
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0-1
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0
17:0
0-1
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0
18:0
0-1
9:0
0
19:0
0-2
0:0
0
20:0
0-2
1:0
0
21:0
0-2
2:0
0
22:0
0-2
3:0
0
23:0
0-2
4:0
0
0:0
0-1
:00
1:0
0-2
:00
2:0
0-3
:00
3:0
0-4
:00
4:0
0-5
:00
0
1
2
3
4
5
6
7
m3
Volumen Cond DQO
3. Caracterización de corrientes líquidas residuales industriales
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
Valencia, 9 Abril 2014 l www.ainia.es39
Atmósferas adversas – El registro o arqueta podría contener gases inflamables, tóxicos o carentes de oxígeno. Por ello puede ser necesario dispositivos de ventilación forzada.
Instalaciones deterioradas – Registros, accesos, escalerillas etc. pueden haber sufrido corrosión de forma que no soporten el peso de una persona.
Tráfico – El punto de muestreo puede estar ubicado en viales o en zonas de Paso de carretillas de la empresa. Señalizar la zona de muestreo y restringir el acceso o paso.
Caída de objetos.
Bordes cortantes
Heridas por elevación de cargas
En la planificación de un programa de muestreo debe prestarse atención en identificar previamente los posibles riesgos laborales que puedan existir en el lugar de muestreo, por ejemplo:
>Prevención de riesgos
3. Caracterización de corrientes líquidas residuales industriales
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
Valencia, 9 Abril 2014 l www.ainia.es40
Precauciones durante la toma de muestra:
•Casco, mono, impermeable, botas, guantes, arnés, protección ojos/cara, etc según requerido, calzado con punta de acero, etc
•No fumar
•Limpiar y desinfectar manos tras cada muestreo
•Realizar el muestreo en presencia de un representante de la empresa
>Prevención de riesgos
3. Caracterización de corrientes líquidas residuales industriales
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
Valencia, 9 Abril 2014 l www.ainia.es41
• Concepto
• Medida del caudal
• Toma de muestras
• Otras mediciones y control integrado
• Prevención de riesgos
• Ejemplos
Evolución del vertido jornada del viernes
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
50000
5:0
0-6
:00
6:0
0-7
:00
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:00
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0-9
:00
9:0
0-1
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0
10:0
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0
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0
19:0
0-2
0:0
0
20:0
0-2
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0
21:0
0-2
2:0
0
22:0
0-2
3:0
0
23:0
0-2
4:0
0
0:0
0-1
:00
1:0
0-2
:00
2:0
0-3
:00
3:0
0-4
:00
4:0
0-5
:00
0
1
2
3
4
5
6
7
m3
Volumen Cond DQO
3. Caracterización de corrientes líquidas residuales industriales
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
Valencia, 9 Abril 2014 l www.ainia.es42
Ejemplo de variabilidad en las características del vertido(Empresa de zumos de fruta. Muestras horarias durante 48 h. 2 TM)
>Ejemplos
3. Caracterización de corrientes líquidas residuales industriales
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
Valencia, 9 Abril 2014 l www.ainia.es43
Ejemplo de condiciones características en las propiedades del vertido(Empresa de pelado de frutos secos. Temperatura 75ºC)
44
Ejemplo de condiciones características en las propiedades del vertido(Empresa matadero de aves. Espumas durante turno de limpieza)
45
B A
Ejemplo situación compleja(Variabilidad, espumas, subcorrientes generales)
3. Caracterización de corrientes líquidas residuales industriales
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
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RECEPCTION
CUTTING-DEHULLING
SOAKING
CAUSTIC PEELING
WASHING
GRADING
SORTING
CANNING
STERILISATION / COOLING
(continuous process)
CLEANING
STERILISATION / COOLING
(Batch Autoclaves)
Ejemplo: caracterización vertido empresa melocotón en almíbar
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
Valencia, 9 Abril 2014 l www.ainia.es47
Ejemplo: caracterización vertido empresa melocotón en almíbar
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
Valencia, 9 Abril 2014 l www.ainia.es48
Case Study 1
work time
Picos de Conductividad
regeneración de descalcificadores.
Ejemplo: caracterización vertido empresa melocotón en almíbar
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
Valencia, 9 Abril 2014 l www.ainia.es49
Case Study 1
work time
Picos de Temperatura
Descarga de autoclaves
Ejemplo: caracterización vertido empresa melocotón en almíbar
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
Valencia, 9 Abril 2014 l www.ainia.es50
work time
•Primer pico pH inicio de pelado alcalino
•2º pico descarga de solución alcalina de balsas de pelado
Ejemplo: caracterización vertido empresa melocotón en almíbar
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
Valencia, 9 Abril 2014 l www.ainia.es51
Case Study 1
work time
•Picos según descargas puntuales
• Regeneración resinas
•Autoclaves
•Lavado filtro arena
•Identificado una rotura en tubería suministro ocurrido en la noche
Ejemplo: caracterización vertido empresa melocotón en almíbar
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
Valencia, 9 Abril 2014 l www.ainia.es52
Datos bombeo
Datos ecualización
Volume Profile per hour (m3). Wednesday 06-9-06
0
5
10
15
20
25
9:0
0-1
0:0
0
10:0
0-1
1:0
0
11:0
0-1
2:0
0
12:0
0-1
3:0
0
13:0
0-1
4:0
0
14:0
0-1
5:0
0
15:0
0-1
6:0
0
16:0
0-1
7:0
0
17:0
0-1
8:0
0
18:0
0-1
9:0
0
19:0
0-2
0:0
0
20:0
0-2
1:0
0
21:0
0-2
2:0
0
22:0
0-2
3:0
0
23:0
0-2
4:0
0
0:0
0-1
:00
1:0
0-2
:00
2:0
0-3
:00
3:0
0-4
:00
4:0
0-5
:00
5:0
0-6
:00
6:0
0-7
:00
7:0
0-8
:00
8:0
0-9
:00
m3
Volume
Total Volume (m3). Wednesday 06-9-06
0
20
40
60
80
100
120
140
160
9:0
0-1
0:0
0
10:0
0-1
1:0
0
11:0
0-1
2:0
0
12:0
0-1
3:0
0
13:0
0-1
4:0
0
14:0
0-1
5:0
0
15:0
0-1
6:0
0
16:0
0-1
7:0
0
17:0
0-1
8:0
0
18:0
0-1
9:0
0
19:0
0-2
0:0
0
20:0
0-2
1:0
0
21:0
0-2
2:0
0
22:0
0-2
3:0
0
23:0
0-2
4:0
0
0:0
0-1
:00
1:0
0-2
:00
2:0
0-3
:00
3:0
0-4
:00
4:0
0-5
:00
5:0
0-6
:00
6:0
0-7
:00
7:0
0-8
:00
8:0
0-9
:00
m3
146 m3
Ejemplo: caracterización vertido empresa melocotón en almíbar
Jornada: Canon de saneamiento por usos industriales del agua
Valencia, 9 Abril 2014 l www.ainia.es53
Integración de la muestra
Volume Profile per hour (m3). Wednesday 06-9-06
0
5
10
15
20
25
9:0
0-1
0:0
0
10:0
0-1
1:0
0
11:0
0-1
2:0
0
12:0
0-1
3:0
0
13:0
0-1
4:0
0
14:0
0-1
5:0
0
15:0
0-1
6:0
0
16:0
0-1
7:0
0
17:0
0-1
8:0
0
18:0
0-1
9:0
0
19:0
0-2
0:0
0
20:0
0-2
1:0
0
21:0
0-2
2:0
0
22:0
0-2
3:0
0
23:0
0-2
4:0
0
0:0
0-1
:00
1:0
0-2
:00
2:0
0-3
:00
3:0
0-4
:00
4:0
0-5
:00
5:0
0-6
:00
6:0
0-7
:00
7:0
0-8
:00
8:0
0-9
:00
m3
0
2000
4000
6000
8000
10000
mg O
2 /
lVolumeCOD
Ejemplo: caracterización vertido empresa melocotón en almíbar
54
GRACIAS POR SU ATENCIÓN
Mireia Fiter; [email protected]
Javier Claros; [email protected]
Vicente Carbonell; [email protected]