notas sobre tratamiento de efluentes y reuso del agua en la

NOTAS SOBRE TRATAMIENTO DE EFLUENTES Y REUSO DEL AGUA EN LA INDUSTRIA CÍTRICA ESTADOUNIDENSE
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NOTAS SOBRE TRATAMIENTO DE EFLUENTES Y REUSO
DEL AGUA EN LA INDUSTRIA CÍTRICA ESTADOUNIDENSE 1
Jorge Gustavo Perera
En el Estado de Florida, USA, durante los años cincuenta y a comienzos de la década
del sesenta, se realizaron los primeros intentos de tratamiento o bien de reducción de caudales
de descarga. En los años sesenta, se encaró el control de calidad del efluente de plantas de
procesamiento. Algunas de ellas separaban las descargas fuertemente contaminadas, que
aplicaban al terreno mediante riego por aspersión, de las débilmente contaminadas. Otras
industrias trataban ambos caudales simultáneamente.
Hacia fines de la década del setenta, en un intento por minimizar el volumen de los
desechos líquidos, se encaró el reciclado y reuso del efluente. En un estudio realizado en 1977
por el Departamento de Regulación Ambiental (Department of Environmental Regulation),
se relevaron cincuenta y dos plantas de procesamiento cítrico; veintiocho (54%) empleaban el
método de aspersión-infiltración, sin pretratamiento para descargas fuertemente
contaminadas; diecisiete plantas (33%) contaban con instalaciones de depuración y las
restantes siete (13%) aplicaban otras estrategias. A comienzos de la década del ochenta, la acción
gubernamental, se orientó al control de las industrias con descarga directa, aumentando los
requerimientos de calidad de los efluentes vertidos en cauces naturales. Las heladas que
afectaron al Estado de Florida, a mediados de los años ochenta, fueron determinantes de la
reducción del número de fábricas en actividad.
Una revisión de las técnicas aplicadas al tratamiento de los efluentes con elevada carga
orgánica, proveniente de treinta y una industrias con instalaciones de concentración, indica
que trece establecimientos (42%) aplican el líquido mediante aspersión, en terrenos destinados al
efecto; nueve plantas (29%) emplean pretratamiento seguido de aspersión-infiltración; seis
industrias (19%) mantienen sus propias plantas de tratamiento con descarga posterior sobre
cursos superficiales y las tres instalaciones restantes (10%) utilizan distintas alternativas, como
por ejemplo, el vertido arancelado en la red cloacal urbana. Se observa en síntesis que la
mayoría de las industrias emplean irrigación por aspersión o disposición sobre el terreno como
método final de tratamiento.
Se listan seguidamente, las fuentes principales de residuos líquidos de plantas
productoras de jugos concentrados:
Desagües débiles:
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Agua de enfriamiento, sin contacto con productos orgánicos; refrigeración de
intercambiadores de calor; etc.;
Condensados de concentradores;
Desagües de condensadores barométricos;
Purgas de generadores de vapor.
Fuentes: Keough, David A. 1991. Treated Wastewater Reuse in the Citrus Industry. Gainesville, Florida,
USA. Jones, Edmunds & Associates, Inc. y relevamiento personal directo.
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Desagües fuertes:
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Descarga de fruta y agua de lavado;
Lavados de las salas de extractoras;
Lavados de las salas de envasado;
Limpieza de otros equipos del proceso: tanques de mezcla; de almacenamiento; lavado
de tambores; derrames provenientes de la carga y descarga de camiones tanque;
Sistemas de recuperación de aceites esenciales;
Procesos específicos: finishers de jugo; procesamiento de pulpa; evaporadores de
aceite; bebidas cítricas;
Derrames por sobrecarga o pérdidas en depósitos o equipos;
Alimentación de molinos y condensados del evaporador de melazas;
Agua de lluvia proveniente de áreas en contacto con derrames de jugos.
La Fig. N. T. E. R. A. - 01 muestra el balance de masa para una industria tipo del Estado
de Florida, USA. Si no se incorpora agua al proceso, 32,55 l (8,6 galones) de agua por caja de
fruta industrializada, deben ser extraídos y descargados en algún receptor o sumidero. De los
32,55 l (8,6 galones), se estima que 6,06 l (1,6 galones) se vierten a la atmósfera como vapor y
26,50 l (7 galones) se descargan como efluente líquido; de éstos, aproximadamente 20,82 l (5,5
galones) son condensados limpios. Algunas plantas descargan efluentes con fuerte carga
orgánica, superando la relación de 75,71 l / caja (20 galones / caja) de fruta procesada.
Tomando como referencia la cantidad de condensados producidos durante la industrialización,
una descarga fuerte, debería ajustarse a la proporción de 37,85 l / caja (10 galones / caja), con
una DBO comprendida entre 1000 y 2000 ppm. Lograr este objetivo, implica minimizar el
empleo de agua, reduciendo las descargas orgánicas en los puntos de aporte al sistema colector.
Se presenta seguidamente un conjunto de recomendaciones para disminuir la DBO:
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Minimizar el uso de agua durante la descarga de fruta;
Reuso de los condensados de evaporadores, lo que no disminuye en forma directa el
volumen de los efluentes fuertes; implica una disminución del empleo de agua de pozo o
potable;
Reducción del volumen aplicado al lavado de fruta y empleo de condensados para este
propósito, con excepción del enjuague final. Cierre de válvulas de cañerías de lavado,
cuando el sistema sale de servicio;
Empleo de métodos de limpieza en seco, tanto como sea posible;
Utilización de boquillas con válvula a resorte en las líneas de lavado y reparación
rutinaria de las fuentes de pérdidas;
Aplicación de las pérdidas de energía calórica como calor sensible de condensados,
para vehiculizar sólidos pesados, tales como licores excedentes de prensas;
Sistema de reciclado para emulsionar aceite en las extractoras; asimismo, empleo de
evaporadores con recuperación de calor para destilación de aceites a partir de desagües
contaminados;
Mantenimiento del sistema de autolimpieza en las extractoras de jugo; también de las
válvulas a solenoide que se aplican al cierre de la línea de agua cuando el sistema está
fuera de uso. Empleo de condensados en los cierres hidráulicos de bombas. Si el
proceso requiere agua de pozo en los cierres hidráulicos, las descargas de éstos, habrán
de incorporarse al efluente débil o de menor carga orgánica. Optimización del uso de
soluciones cáusticas;
Empleo de condensados en las soluciones cáusticas destinadas al lavado de equipos
alimentadores de extractoras. Separación de los caudales provenientes de las cubiertas o
techos de edificios.
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1000 cajas de
naranjas
(40,824 kp ó
90 lbs c/u) ≡
40824 kp
(90000 lbs)
de naranjas
19065 kp
(42030 lbs)
de cáscara
húmeda
21759 kp
(47970 lbs)
de jugo
3944 kp
(8694 lbs)
de concentrado
con 65° Brix
17815 kp
(39276 lbs)
de vapor y
condensados,
equivalente a
17,79 l/caja
(4,7 gal/caja)
9553 kp
(21060 lbs)
de licor de
prensado de
cáscara
9512 kp
(20970 lbs)
de cáscara
prensada
2735 kp
(6030 lbs)
de melazas
12247 kp
(27000 lbs)
de cáscara
prensada y
melazas
7920 kp
(17460 lbs)
de vapor
4327 kp
(9540 lbs)
de alimento
para el ganado
14738 kp
(32490 lbs)
de vapor y
condensados,
equivalente a
14,79 l/caja
(3,9 gal/caja)
Fig. N. T. E. R. A. – 01 - BALANCE DE MASA PARA UNA INDUSTRIA CÍTRICA TIPO DEL ESTADO
DE FLORIDA, U. S. A.
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Dependiendo de la planta fabril, las precedentes recomendaciones, pueden requerir una
capacidad adicional de procesamiento, para lograr el objetivo de la gestión de administración
del agua, que es la reducción de los costos de procesamiento. Los factores de costo inherentes
al presente planteo, son:
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Tratamiento de efluentes;
Disposición en el terreno;
Recuperación y reciclado del agua;
Monitoreo o control de operaciones en el largo plazo;
Publicidad;
Pérdida de sólidos del jugo.
Como reusos del agua en fábrica puede mencionarse que los condensados de
evaporadores, reemplazan al agua fresca en el lavado de pisos; de fruta; en los condensadores
barométricos; en la limpieza de los sistemas de abastecimiento de extractoras y en la
alimentación de calderas. Los costos de tratamiento y disposición final de las descargas, están
significativamente afectados por la carga contaminante del efluente.
En una planta de procesamiento de tamaño intermedio, con capacidad para 60000 cajas
diarias de fruta, una reducción en la DBO del efluente de 4000 ppm a 1200 ppm, puede resultar
en la recuperación de 2744 kp (6050 libras) de sólidos del jugo por día, tomando como
referencia la relación de 45,42 l (12 galones) de efluente por caja de fruta. Un kp de jugo
concentrado, contiene como mínimo 0,36 kp de DBO 5. Siendo dificultoso prevenir la pérdida
de algunos sólidos, debe no obstante, redoblarse el esfuerzo para minimizar los sólidos
incorporados al desagüe. La sola recuperación para reciclado de las descargas limpias, sin
reducción de los sólidos suspendidos y disueltos en los residuos líquidos de alta carga
orgánica, no garantiza la disminución de costos en el tratamiento y disposición del efluente
resultante, pues las estructuras de tratamiento, se dimensionan atendiendo a las cargas
orgánicas e hidráulicas. En caso de disposición sobre el terreno, se eligen las tierras altas,
determinándose la superficie requerida, según sea la carga orgánica; si ésta no se reduce, una
disminución del caudal no mejora la eficiencia en el largo plazo. En zonas marginales, la carga
hidráulica determina la utilidad del terreno. Si el reuso implica una disminución del caudal
efluente, aumenta la eficiencia del sistema. Los sólidos que se incorporan a las descargas,
importan una pérdida de producto y generan costos adicionales de tratamiento-estabilización.
El gasto de desarrollo-instalación de un sistema de esparcido sobre el terreno de
desagües fuertes, es de U$ 150000 a U$ 300000 por cada 378541 l ( 100000 galones) diarios. El
valor de la tierra es altamente incidente sobre los costos unitarios. Si las condiciones edáficas
son limitantes de la carga hidráulica, es imprescindible el pretratamiento de los líquidos
residuales, siendo el costo de la instalación del orden de U$ 1000000 por cada 378541 l
( 100000 galones) diarios. Los costos de operación, varían según sea el proceso empleado.
El costo de operar aereadores en una planta de lodos activados, teniendo el afluente a
ésta una DBO de 4000 ppm, es de U$ 116 / día, empleando las relaciones: U$ 0,07 / kW h y
0,68 kp (1,5 libras) de DBO / Hp h . Si la DBO del afluente puede reducirse a 1500 ppm,
mediante mejoras en la fábrica, se obtiene estimativamente una economía de U$ 72,50 en los
costos de aereación sobre 378541 l ( 100000 galones) diarios, lo que equivale a un ahorro de
U$ 18000 por campaña agrícola.
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Conforme crece la presión sobre los recursos ambientales, aún atendiendo los
requerimientos hídricos de la industria cítrica con el agua contenida en la fruta, subsiste el
problema de la disposición final. La irrigación contribuye a la recarga de acuíferos; es una
opción conveniente frente a los estándares de calidad, cada vez más exigentes para vertidos en
cauces superficiales. A la solución del problema de los olores ofensivos, encarado en la década
de los ochenta, se suman los requerimientos de calidad impuestos a los líquidos infiltrados o
percolados en el perfil del suelo, hasta el hidroapoyo, provenientes de las aplicaciones en
superficie.
Entre las posibilidades de reuso del efluente débil no tratado, figuran el riego de quintas
y pasturas, siendo restricciones típicas impuestas por el terreno, las siguientes:
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Carga orgánica entre 45,36 y 90,72 kp (100 a 200 libras) de DBO por cada 4046,86 m2
(1 acre) día;
Hidráulicas, variables según condiciones del terreno; puede considerarse que las
aplicaciones van de 7,62 a 50,80 mm (0,3 a 2,0 pulgadas) por semana, siendo frecuentes
las inferiores a 25,40 mm (1 pulgada) por semana;
Confinamiento periférico, para evitar eventuales perjuicios a terceros por escorrentía o
deriva por efecto del viento;
Calidad del agua subterránea, controlada mediante monitoreo practicado en pozos al
efecto sobre los límites de la zona de descarga.
Las opciones de reuso ventajoso de las descargas de plantas cítricas, se hacen más
numerosas conforme el grado de tratamiento aumenta; pueden mencionarse:
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Irrigación en general de montes frutales; pasturas y cultivos diversos;
Riego de paseos y parques públicos;
Irrigación del área ocupada por las instalaciones de tratamiento.
El reuso del efluente de las plantas de procesamiento cítrico, en la agricultura, ha
demostrado ser un método efectivo de tratamiento y disposición de las descargas, empleándose
generalmente como una alternativa de aprovechamiento. Conforme la competencia por los
recursos naturales se intensifica y el precio del suelo crece por efecto de su uso urbano, la
industria reconoce que el reuso del agua, no es meramente una economía, sino un modo de
generar beneficios.