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Jul 16, 2023

Avanzando en el tratamiento de aguas residuales lácteas

Desde la producción hasta la limpieza y el saneamiento, las operaciones lácteas producen aguas residuales de muchas fuentes que normalmente contienen altos niveles de contaminantes, sólidos suspendidos, compuestos orgánicos y amoníaco.

Desde la producción hasta la limpieza y el saneamiento, las operaciones lácteas producen aguas residuales de muchas fuentes que normalmente contienen altos niveles de contaminantes, sólidos suspendidos, compuestos orgánicos, compuestos de amoníaco y grasas, aceites y grasas (FOG). Estos compuestos y contaminantes pueden afectar significativamente los ecosistemas y la salud pública si no se tratan adecuadamente.

Teniendo en cuenta todos estos factores, es fundamental desarrollar una solución eficaz para tratar las aguas residuales, ya sea para cumplir con las regulaciones de la industria o con sus objetivos comerciales. Al mismo tiempo, sin embargo, no siempre es un proceso claro, que requiere la combinación adecuada de procesos físicos, químicos y biológicos en lugar de una solución única para todos.

Para ayudarlo a seleccionar el mejor plan de tratamiento de aguas residuales para su aplicación de procesamiento de lácteos, este artículo proporciona una descripción general útil de los tipos de contaminantes que encontrará. También explorará tecnologías integradas de aguas residuales que no sólo eliminen eficazmente los contaminantes, sino que también ofrezcan ventajas de costo, energía y rendimiento.

El papel del agua en las aplicaciones lácteas

Las plantas lecheras requieren grandes volúmenes de agua para muchas aplicaciones. Por ejemplo, las operaciones lácteas utilizan agua para diluir la leche en los procesos de pasteurización, homogeneización y separación, que desempeñan un papel en la producción de leche, queso, mantequilla y yogur. Las plantas lácteas también utilizan agua para limpiar y desinfectar pisos y equipos, así como para transportar desechos.

Las aguas residuales generadas en todos estos procesos deben tratarse minuciosamente para cumplir con las regulaciones, proteger el medio ambiente y salvaguardar la salud pública. Muchos organismos gubernamentales, por ejemplo, buscan limitar la cantidad de contaminantes, incluida la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), nitrógeno y fósforo, que se vierten en los cuerpos de agua, evitando así que los contaminantes dañen la vida acuática y degraden la calidad del agua. El tratamiento de las aguas residuales de estas aplicaciones también previene la propagación de patógenos dañinos como E. coli, Salmonella y Listeria.

Es importante estar familiarizado con los contaminantes específicos presentes en las aguas residuales lácteas y las tecnologías que ofrecen soluciones a estos desafíos, para poder especificar la solución de tratamiento óptima. Aquí hay algunos métodos de tratamiento:

Métodos de separación física

La eliminación de FOG y sólidos suspendidos totales (TSS) de las aguas residuales se puede resolver mediante la tecnología de flotación por aire disuelto (DAF), que elimina los compuestos orgánicos no solubles disolviendo aire presurizado en agua y formando pequeñas microburbujas. A medida que estas burbujas ingresan a la zona de flotación ubicada dentro del sistema DAF, las partículas contaminantes se adhieren a las burbujas, lo que reduce la densidad de las partículas y hace que los FOG y otras sustancias orgánicas no solubles se separen del agua residual y suban a la superficie. Luego, la capa superficial superior de los contaminantes separados se desnata y se recoge en una tolva de lodos.

Si bien la mayoría de las operaciones lecheras requieren este tratamiento para cumplir con las regulaciones, no todos los sistemas DAF son iguales. Los mejores incorporan un diseño compacto, bajos costos operativos de química y energía y una alta eficiencia de eliminación. El sistema presenta un diseño de flujo cruzado que facilita velocidades de agua más bajas y una mejor separación de sólidos. Para optimizar el proceso de tratamiento, el cabezal del afluente incluye múltiples puntos de inyección, lo que permite la introducción de aguas blancas, una corriente de aire presurizada altamente saturada y un afluente DAF que incluye un floculante polimérico. Ideal DAF presenta un diseño de fondo cónico para facilitar la eliminación de lodos sedimentados.

Ideal DAF también puede soportar entornos exigentes gracias a su construcción de polipropileno (PP) resistente pero liviana. Además de extender la vida útil del sistema, esta construcción de PP ofrece excelente resistencia a la corrosión, al pH y a la temperatura, así como tolerancia a los sólidos disueltos totales (TDS) y al agua salada.

Abordar los contaminantes biológicos

Además de FOG, TSS y compuestos orgánicos no solubles, las aguas residuales del procesamiento de lácteos contienen altos niveles de contaminaciones biológicas, como DBO, nitrógeno amoniacal (NH3-N) y fósforo. Un método de tratamiento biológico común es el proceso de lodos activados, que implica tratar las aguas residuales con bacterias.

Estos microorganismos favorecen su metabolismo y crecimiento a medida que degradan la materia orgánica. A medida que crecen, consumen materia orgánica, nutrientes y otros contaminantes dentro de las aguas residuales, produciendo dióxido de carbono, agua y biomasa. Esta agua residual digerida luego fluye por gravedad a un clarificador secundario para la sedimentación de las bacterias. Las bacterias regresan a la cabeza del tanque de aireación mientras el agua clarificada se descarga de la planta. Parte del lodo de retorno, conocido como lodo activado residual (WAS), se desperdicia y se elimina.

Otro método de tratamiento biológico utiliza un reactor de biopelícula de lecho móvil (MBBR), que es un proceso de película fija que aborda la eliminación de DBO, así como la nitrificación y desnitrificación. Este método se basa en medios biológicos especialmente diseñados dentro del tanque MBBR que permiten el crecimiento bacteriano. La gran superficie protegida del medio proporciona suficiente espacio para que crezcan las biopelículas. Estas biopelículas digieren la materia orgánica de las aguas residuales y convierten el material soluble en biomasa que puede eliminarse aguas abajo. Cerca de la parte superior del tanque, un tamiz de acero inoxidable permite que el agua salga del reactor y evita que se escape el biomedio.

Tratamientos de eliminación de fósforo.

Es necesario eliminar contaminantes como el fósforo y otros nutrientes antes de descargar las aguas residuales al medio ambiente, un desafío que las soluciones físico-químicas pueden abordar. Agregar coagulantes y floculantes a las aguas residuales, por ejemplo, puede eliminar los sólidos suspendidos, mientras que los procesos físico-químicos como la precipitación de cloruro férrico y cloruro de polialuminio (PAC) pueden eliminar el fósforo.

Cómo lograr el éxito

Al implementar métodos eficaces de tratamiento de aguas residuales, su planta de procesamiento de lácteos puede cumplir con las regulaciones emergentes, cumplir con los objetivos comerciales, reducir los costos de tratamiento y minimizar el impacto ambiental. Para obtener asistencia adicional, vale la pena trabajar con profesionales del tratamiento de aguas residuales con una larga trayectoria y un historial de éxito comprobado, lo que le permitirá afrontar los desafíos de la industria e implementar una solución óptima.

BARRA LATERAL #1:

Manténgase a la vanguardia de los estándares en evolución

Muchas regulaciones exigen que las instalaciones lecheras monitoreen e informen tanto las cantidades como los tipos de desechos que se generan. Tenga en cuenta que la ubicación de una planta, así como los productos lácteos específicos, pueden determinar limitaciones específicas.

Dentro de los Estados Unidos, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) establece estándares nacionales para efluentes bajo la Ley de Agua Limpia. Esta agencia impone diferentes limitaciones de efluentes en las instalaciones según los tipos de productos lácteos: mantequilla o queso. Las regulaciones también pueden variar según el tamaño de una instalación y dónde descarga aguas residuales. Todas estas regulaciones están sujetas a cambios con el tiempo. Para garantizar el cumplimiento y la protección del medio ambiente, es fundamental mantenerse lo más actualizado posible sobre las últimas regulaciones y mejores prácticas.

BARRA LATERAL #2:

Sistemas MBBR compactos y tolerantes a la carga

WWW Ideal MBBR es un sistema de tratamiento biológico con una de las huellas más pequeñas de la industria. Presenta una excelente tolerancia a las oscilaciones de carga y la privación temporal de carga. Se instala un colector de aireación de acero inoxidable en la parte inferior del reactor aeróbico para proporcionar oxígeno disuelto para la eliminación de DBO y la nitrificación. Para aplicaciones de desnitrificación, se emplean los mismos medios biológicos en un ambiente anóxico. La mezcla mecánica, en lugar del aire del soplador, crea un ambiente anóxico que facilita una mejor mezcla y fluidización de los medios. Este sistema es muy resistente, fácil de operar, requiere una baja inversión de capital y puede modernizar fácilmente los sistemas existentes.

BARRA LATERAL #3:

World Water Works ofrece soluciones integradas

World Water Works se especializa en desarrollar soluciones exitosas, probadas y resilientes en la industria láctea. Combinamos nuestras tecnologías innovadoras con equipos de diseño e ingeniería de nivel experto para personalizar sistemas de tratamiento de aguas residuales que garanticen la satisfacción y el cumplimiento. Para separar biomasa y sólidos, colocar un sistema DAF Ideal aguas abajo de un tanque MBBR es una solución compacta.

Nuestras soluciones también pueden modernizar o mejorar fácilmente las operaciones de tratamiento de aguas residuales existentes, como actualizar los sistemas de lagunas con un MBBR o agregar MBBR a sistemas de lodos activados sobrecargados. También combinamos nuestra tecnología Ideal EQ, MBBR y DAF con nuestro sistema de deshidratación de lodos como una solución integrada, brindando a nuestros clientes una solución llave en mano para el tratamiento de aguas residuales lácteas.

Foto cortesía de World Water Works.

Nota del editor: Las opiniones expresadas en esta columna son únicamente las del autor.

Chandler Johnson es el director técnico de World Water Works, Inc. (WWW), y lidera la aplicación de procesos globales de los equipos de WWW en el mercado de tratamiento de aguas residuales industriales y municipales. Como parte de su función como director de tecnología, Chandler desempeña un papel decisivo en la exitosa oferta de soluciones biológicas de tratamiento completo de aguas residuales de WWW y en capacidades que van desde la eliminación de DBO hasta la nitrificación y la desnitrificación y ofertas secundarias y principales basadas en Anammox.