Evaluación y recomendaciones para el manejo de aguas residuales de una empresa procesadora de derivados lácteos

Abstract

El presente proyecto se desarrolló en una pequeña industria ubicada en la provincia de Alajuela perteneciente a la rama alimentaria, como reseña histórica ésta inicia sus labores en el año 1998 y en la actualidad abarca un área de construcción de aproximadamente 600 m2, de los cuales la mayor parte corresponde a la planta de producción. La misma se dedica a la elaboración de tres tipos de productos: helados (18 sabores), bolihelados (5 sabores) y gelatinas (l sabor), la cantidad producida dependerá de los pedidos de clientes fijos y de la época del año por lo que no existe un volumen homogéneo de producción. El personal se encuentra conformado por catorce empleados de los cuales cuatro trabajan en el área administrativa, ocho son operarios de planta y dos en distribución y entrega. La generación de aguas residuales provenientes de las distintas operaciones desarrolladas se constituye como la problemática ambiental que debe afrontar la empresa, es por ello que para el año en el año 2002 de un sistema de tratamiento de aguas residuales (STAR) como parte de la solución adoptada para hacer frente a dicha situación. Este no solo fue establecido con la finalidad de cumplir con lo estipulado en la legislación ambiental nacional (Reglamento de vertido y reuso de aguas residuales) sino como medida para evitar posibles denuncias por parte de vecinos. El incremento de la producción ha provocado un aumento en la cantidad de agua utilizada dentro del proceso, generando un mayor caudal de aguas residuales y por ende de contaminantes. Las estrategias desarrolladas en el presente documento fueron establecidas con la finalidad de ofrecer nuevas opciones hacia la solución del problema mencionado, para ello fue necesario conocer con mayor detalle cada uno de los procesos productivos y las operaciones auxiliares (limpieza de instalaciones y equipo) llevadas a cabo dentro de la empresa. Las visitas realizadas permitieron identificar aquellas fuentes generadoras de aguas residuales, de las cuales dos fueron seleccionadas para llevar a cabo su caracterización fisicoquímica y cuantificación del caudal generado por las mismas, mientras para las restantes fuentes sólo fue considerado el volumen generado. La confección de un plan de minimización de aguas residuales busca reducir no sólo el volumen de líquido que es enviado hasta el sistema de tratamiento y por ende de la carga contaminante, sino también el uso irracional de agua en la empresa mediante la puesta en práctica de algunas estrategias de Producción más Limpia (P+L). El funcionamiento del STAR actual fue evaluado mediante la caracterización del afluente que ingresa en cada una de las estructuras que lo conforman. Los resultados obtenidos indicaron que la capacidad de este último fue sobrepasada ya que la remoción registrada en algunos de los parámetros contemplados en el Reglamento de vertido y reuso de aguas residuales no es suficiente para cumplir con los límites correspondientes. Con base en lo anterior el efluente generado fue sometido a tratamientos adicionales dentro de los que se encuentran: coagulación-floculación, sedimentación y lodos activados. Con respecto al proceso de coagulación-floculación la adición de 300 mg de sulfato de aluminio y de 9 mL de una solución de polímero catiónico al 0,18% por cada litro de agua residual por tratar se constituyeron como las dosis óptimas de coagulante y coadyuvante que favorecieron la formación de flóculos más definidos y con mejor sedimentación dentro de las opciones consideradas. El tratamiento de lodos activados se constituyó como la alternativa que favoreció la mayor remoción de la carga contaminante hasta alcanzar valores por debajo de la norma. Los tratamientos considerados se constituyen junto al plan de minimización como las posibles soluciones al problema que aqueja la empresa, mientras que la inversión de capital total asociada al plan de minimización sería de $1 230 la correspondiente a los tratamientos adicionales (mejoras al actual STAR) sería de $101 574, ambos calculados en el mes de junio de 2008, con una tasa de retorno de la inversión menor a I año para el primero y de IO años para el segundo. Si se logra reducir el volumen de residuos mediante la aplicación del plan de minimización se reduciría el dimensionamiento del sistema propuesto así como los costos de inversión y operación del mismo.

This project was developed in a small industry located in the province of Alajuela belonging to the food branch, as a historical review it began its work in 1998 and currently covers a construction area of ​​approximately 600 m2, of which the Most of it corresponds to the production plant. It is dedicated to the elaboration of three types of products: ice cream (18 flavors), ice cream bowls (5 flavors) and jellies (1 flavor), the quantity produced will depend on the orders of fixed customers and the time of year, so there is no homogeneous volume of production. The staff is made up of fourteen employees, four of whom work in the administrative area, eight are plant operators and two in distribution and delivery. The generation of wastewater from the different operations carried out is constituted as the environmental problem that the company must face, which is why for the year 2002 a wastewater treatment system (STAR) as part of the solution taken to deal with this situation. This was not only established in order to comply with the provisions of the national environmental legislation (Regulations for the discharge and reuse of wastewater) but also as a measure to avoid possible complaints by neighbors. The increase in production has caused an increase in the amount of water used in the process, generating a greater flow of wastewater and therefore pollutants. The strategies developed in this document were established with the purpose of offering new options towards the solution of the mentioned problem, for this it was necessary to know in greater detail each one of the productive processes and the auxiliary operations (cleaning of facilities and equipment) carried out. out within the company. The visits made made it possible to identify those sources that generate wastewater, of which two were selected to carry out their physicochemical characterization and quantification of the flow generated by them, while for the remaining sources only the volume generated was considered. The preparation of a wastewater minimization plan seeks to reduce not only the volume of liquid that is sent to the treatment system and therefore the pollutant load, but also the irrational use of water in the company through the implementation of some Cleaner Production (C+L) strategies. The operation of the current STAR was evaluated by characterizing the tributary that enters each of the structures that comprise it. The results obtained indicated that the capacity of the latter was exceeded since the removal registered in some of the parameters contemplated in the Regulation for the discharge and reuse of wastewater is not sufficient to comply with the corresponding limits. Based on the above, the effluent generated was subjected to additional treatments, including: coagulation-flocculation, sedimentation, and activated sludge. Regarding the coagulation-flocculation process, the addition of 300 mg of aluminum sulfate and 9 mL of a 0.18% cationic polymer solution for each liter of residual water to be treated were the optimal doses of coagulant and adjuvant. that favored the formation of more defined flocs and with better sedimentation within the options considered. The activated sludge treatment was established as the alternative that favored the greatest removal of the contaminant load until reaching values ​​below the norm. The considered treatments are constituted together with the minimization plan as the possible solutions to the problem that the company afflicts, while the total capital investment associated with the minimization plan would be $1,230, the one corresponding to the additional treatments (improvements to the current STAR) would be of $101,574, both calculated in June 2008, with a rate of return on the investment of less than I year for the first and IO years for the second. If it is possible to reduce the volume of waste through the application of the minimization plan, the dimensioning of the proposed system would be reduced, as well as its investment and operating costs.