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XXXII CONGRESO INTERAMERICANO DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL
E VA L UA CI ÓN Y E STA B L E CI M I E NTO D E A L TE R NA TI VA S D E P R E -TR A TA M I E NTO
D E L OS E F L UE NTE S D E UNA L Í NE A D E P R OD UCCI ÓN D E J A B ÓN
I ng. A dr ián SierraI ng. J eanet F inol
AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALESXXXII CONGRESO INTERAMERICANO DE
INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL
UNIVERSIDAD DE CARABOBOFACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE QUÍMICADEPARTAMENTO DE QUÍMICA TECNOLÓGICA
VENEZUELA
AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALESXXXII CONGRESO INTERAMERICANO DE
INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL
Planteamiento del problema.
Objetivos Perseguidos.
Objetivo General
Objetivos Específicos
Metodología.
Resultados Obtenidos.
Conclusiones.
CONTENIDO GENERAL
P lanteamiento del P roblemaL ej ías A lcal inas o A guas Gl icer inosasL ej ías A lcal inas o A guas Gl icer inosas
M ezcla M ezcla L odos / GrasaL odos / Grasa
Capacidad M áxima P TA R : 720 m3/ día
Capacidad Uti l izada P TA R : 300 m3/ día
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INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL
ObjetivosOB J E TI VO GE NE R A L
E valuar y establecer alternativas de pre-tratamiento de los efluentes de una l ínea de producción de jabón para mejorar sus parámetros físico-químicos y asegurar la cal idad del agua a la sal ida de la planta de tratamiento de aguas residuales.
OB J E TI VOS E SP E CÍ F I COS1.- Caracter izar los efluentes provenientes del proceso de elaboración de jabón, para la determinación de los parámetros que se requieren ajustar para su poster ior tratamiento.2.- Generar alternativas para reducir el grado de contaminación de los efluentes y así disminuir el volumen de lodos generados en la P TA R .3.- Seleccionar la alternativa más adecuada de acuerdo a las caracter ísticas técnicas para obtener el sistema más conveniente.4.- D iseñar los equipos necesar ios para la alternativa seleccionada y real izar un análisis costo – beneficio para su implementación.
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INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL
M etodologíaR ealización del diagnóstico de operaciones y procesos involucrados en la elaboración del jabón.
R eal ización de muestreo de efluentes.
Caracter ización de efluentes.
P ropuesta y selección de alternativas de pre-tratamiento
R eal ización de corr idas exper imentales para establecer condiciones y dosificaciones óptimas de pre-tratamiento
Caracter ización de efluentes una vez apl icado el pre-tratamiento
D imensionamiento de equipos para el pre-tratamiento
E valuación económica del procedimiento seleccionado
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INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL
D iagnóstico de OperacionesP roducción A ctual de J abón: P roducción A ctual de J abón:
154,58 Tm/ mes154,58 Tm/ mesP roducción A ctual de L ej ía: P roducción A ctual de L ej ía:
55,27 Tm/ mes55,27 Tm/ mes
L imitante para aumentar la producción de jabón, ya que no
puede ser procesada en la P TA R
P roducción de J abón: P roducción de J abón: 200 a 350 Tm/ mes200 a 350 Tm/ mes
P roducción de L ej ía: P roducción de L ej ía: 105 Tm/ mes 105 Tm/ mes
P R OYE CCI ÓN A 10 A ÑOS
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Toma de M uestrasP rocedimiento Norma COVE NI N (2709:2002)
1.- Seleccionar tanques pr incipales de recolección de efluentes
2.- Seleccionar tipo de muestra: puntuales y simples captadas manualmente
4.- M antener las muestras aisladas y a condiciones ambiente para mantener las propiedades or iginales
3.- Seleccionar frecuencia de muestreo: semanal por tres meses consecutivos
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P A R ÁM E TR OSP R OM E D I O E N E L M E S D E M UE STR E O
PROMEDIOPROMEDIOTOTALTOTALP R I M E R
M E SSE GUND O
M E STE R CE R M E S
A lca l in id a d ( %) 3.40 3.18 2.98 3.183.18
Color ( P t –Co) 126.25 126.00 118.79 123.68123.68
pH ( a d im ) 11.72 12.00 12.09 11.9311.93S ól id os Tota les
( % ) 12.07 13.17 13.20 12.8112.81
Clor u r os ( % ) 5.16 5.14 4.96 5.095.09Con d u cta n cia
( m h o/ cm )μ 620.00 625.00 614.00 619.66619.66
DB O5
( m g DB O/ L )1606.62 1184.20 1433.15 1407.991407.99
Dem a n d aI ón ica ( eq / g )μ 0.04 0.03 0.04 0.0360.036
DQO( m g DQO/ L ) 3418.34 2519.57 3215.64 3051.183051.18
Tu r bied a d( NTU) 8.68 8.75 8.70 8.718.71
A cei tes y Gr a sa s( m g / L ) 595.5 576.8 594.8 589.0589.0
P ropuestasD B O/ D QO = 0,31 L ej ía poco biodegradable y
or ientada a tratamientos fisicoquímicos
OP CI ÓN 1: Neutral ización a base de grasas y fi l trado intensivo
OP CI ÓN 2: D egradación anaeróbica de compuestos orgánicos
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VA R I A B L E OP CI ÓN 1 OP CI ÓN 2
A pl ica ciónNeutral ización con ácidos grados
pesados con poster ior el iminación de sól idos
P roceso microbiológico parael iminación de mater ia
orgánica y reducción de laD QO por formación de biogás.
R ea cti vosÁcidos grasos pesados, coagulantecatiónico, floculante pol ielectról i tocon ayuda fi l trante, sal industr ial .
E xo-enzimas orgánicas, ácidoacético, metanol , coagulante
catiónico, floculantepolielectról ito con ayuda
fi l trante.
V er tid osR esiduos sól idos de las etapas defi l tración y almacenamiento, lodo
pr imario de la etapa de coagulación– floculación.
Sól idos de las etapas defi l tración y almacenamiento,
L odo pr imar io de coagulación– floculación, agua de lavadode fi l tros, lodo remanente delas etapas de metanogénesis y
acidogénesis.
Costos I nversión inicial promedio E levada inversión inicial
Desven ta ja sA mayor cantidad de efluente,
mayor será la dosis del coagulante– floculante.
A lto consumo de energíaeléctr ica, emisiones de CH 4 yCO2, proceso lento, requieregran cantidad de producto adegradar para lograr buen
rendimiento.
Selección de alternativas
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TE CNI CA D E M E D I D A D E L A UTI L I D A D M UL TI A TR I B UTO (M UM A ) M étodo a par tir de matr ices de decisión por puntos, en base a cr iter ios ponderados obtenidos a par tir del nivel de importancia.
Se tomaron en cuenta factores o cr i ter ios para evaluación como: disponibilidad de materia prima, consideraciones medioambientales ( impactos ambientales de las alternativas a través de vertidos y emisiones, basándose en cr i ter ios sociales, técnicos, ecológicos y económicos) , necesidad de personal y compatibi l idad con instalaciones existentes, necesidades energéticas y de recursos, costos (que incluye el costo inicial de instalación, mantenimiento e insumos) , segur idad y eficiencia.
Neutral ización a B ase de Grasas y F i l trado I ntensivo
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P rueba de J arrasA STM D 2035-80 (A STM 80)
COA GUL A NTEP OL I CL OR UR O D E
A L UM I NI OA L UM I NA TO D E
SOD I O
D OSI S (ppm) 48004800 4600 2800 2500
F L OCUL A NTE D OSI S (ppm) 12.1612.16 11.90 9.12 6.78
Color ( P t – Co) 5252 54 46 49
Con d u cta n cia ( m h o/ cm )μ 672672 655 663 659
pH ( a d im ) 5.255.25 5.23 5.22 5.30
S ól id os Di su el tos Tota les ( m g / L ) 18261826 1947 1963 1925
S ól id os S u spen d id os Tota les ( m g / L ) 4646 54 66 61
S ól id os Tota les ( m g / L ) 18721872 2001 2029 1986
Tu r b ied a d ( NTU) 7.417.41 7.57 4.53 4.85
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Caracter ización F inal
P arámetrosL ej ía
A lcal inaL ejía
Neutra
Coag.–
F loc.F i l trado
L ejíaL impia
ReducciónReducción( %)( %)
A lca l in id a d ( % ) 3.4 0.06 0.10 0.12 1.1 67.6567.65
pH ( a d im ) 11.72 11.16 5.22 5.20 6.25 46.6746.67
S ól id osDi su el tos tota les
( m g / L )1726 1701 2322 216 98 94.3294.32
S ól id osS u spen d id os
Tota les ( m g / L )66 56 45 23 6 90.9190.91
S ól id os Tota les( m g / L ) 1792 1757 2367 228 104 94.1994.19
A cei tes y Gr a sa s( m g / L ) 603.5 194.0 203.2 124.3 106.5 82.3582.35
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D iseño de E quipos
Capacidad M áxima I nstalada: 1058,4 Tm/ añoCarga de A l imentación E stimada: 424 K g/ día
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E valuación E conómica
A CTI VOS F I J OS TA NGI B L E S ($ ) 97913.86
A CTI VOS F I J OS I NTA NGI B L E S ($ ) 34269.85
CA P I TA L F I J O ($ ) 132183.71
GA STOS D E M A NTE NI M I E NTO ($ / A ÑO)
29374.16
D E P R E CI A CI ÓN D E E QUI P OS ($ / A ÑO)
9791.39
CA NTI D A D D EE F L UE NTE
P R OCE SA D A (K g)
H Cl (K g) SOD ACÁUSTI CA
(K g)
P OL I CL OR UR OD E A L UM I NI O
(K g)
P OL Í M E R OA NI ÓNI CO
(K g)
88192 317.96 201.56 419.71 244.83
COSTO ($ ) 139.9 100.78 92.34 2117.38
A CTI VOS Y CA P I TA L F I J O
COSTOS D E R E A CTI VOS A UTI L I ZA R
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E valuación E conómicaF L UJ O M ONE TA R I O E GR E SOS I NGR E SOS
Ca pi ta l F i j o ( $ ) 132.183,71 -
Ga stos d e Ma n ten im ien to ( $ / a ñ o)
29.374,16 -
Costo HCl ( $ / a ñ o) 1.399,00 -
Costo S od a Cá u sti ca ( $ / a ñ o) 1.007,80 -
Costo P ol i clor u r o d e A lu m in io ( $ / a ñ o)
923,40 -
Costo P ol ím er o A n ión i co ( $ /a ñ o)
21.173,80 -
Tr a sla d o y Di sposición d e L od os ( $ / a ñ o)
- 84.000
R eem bol so por R ecu per a ción d e Gr a sa s
( $ / a ñ o)
- 386,64
TOTAL ( PRIMER AÑO) ( $) 186.061,87 84.386,64
Relación Costo – Beneficio: 1,57Relación Costo – Beneficio: 1,57
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Conclusiones1.- L a lej ía al imentada a la P TA R es altamente alcal ina y con valores de parámetros físico-químicos sumamente altos que dificultan su procesamiento para obtener un ver tido dentro de la normativa legal establecida.
2.- L a relación D B O/ D QO en las lej ías es aprox. 0.31, lo que indica que son poco biodegradables y requieren tratamientos fi sicoquímicos.
3.- L a alternativa seleccionada para el pre-tratamiento es la neutral ización a base de grasas con fi l trado intensivo.
4.- A l adicionar en la etapa de coagulación – floculación una dosis de 4800 ppm de P A C (coagulante) y 12.16 ppm de floculante se obtiene una reducción en todos los parámetros de cal idad super ior al 45%.
5.- L a relación costo – beneficio resultante es 1.57, por lo que se considera favorable y necesar ia de apl icar la propuesta expl icada para poder incrementar la producción de jabón.
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CERREMOS EL GRIFO !!!“LOS INVITO AL USO ADECUADO Y EL CUIDADO
EXTREMADO DE NUESTROS RECURSOS HÍDRICOS…”, NUESTROS HIJOS TAMBIEN LOS MERECEN