Docente: Mg. MECHATO ANASTACIO, AUGUSTO ANTONIO ALUMNO:  CHUNQUI SUAREZ, BREYNER WILFREDO.

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1 Docente: Mg. MECHATO ANASTACIO, AUGUSTO ANTONIO ALUMNO:  CHUNQUI SUAREZ, BREYNER WILFREDO

2 TRATAMIENTOS El tratamiento de residuos y efluentes es la fase final de las actividades de lucha contra la contaminación. Su objetivo es la eliminación de cualquier traza de contaminación o de riesgo perjudicial y el reciclaje de los residuos. RESIDUOS AGROINDUSTRIALES  La industria conlleva a la generación de residuos, de igual forma que al perfeccionamiento e implementación de nuevas técnicas o métodos para el aprovechamiento de éstos.  En el proceso productivo de los alimentos, además del producto deseado, se generan subproductos, residuos y productos fuera de norma, cada uno de los cuales pueden servir para consumo humano o animal y aplicación industrial, lo que traería beneficios económicos  La agroindustria abarca una amplia gama de industrias que procesan los productos naturales de la agricultura. Los sub-sectores más importantes de la agroindustria incluyen la agricultura (y horticultura), silvicultura, pesca y producción de mariscos.  Los desechos agroindustriales son de naturaleza orgánica y prácticamente están clasificados en origen, lo cual facilita su reciclaje transformando así "un problema en una oportunidad"; pudiéndose generar energía renovable (biogás combustible). EFLUENTES AGROINDUSTRIALES  Típicamente, los efluentes tienen un alto nivel de demanda de oxígeno bioquímico y químico, y de sólidos suspendidos o disueltos.  Además, puede haber otros contaminantes como residuos de pesticidas, aceites complejos, compuestos alcalinos o ácidos y otras sustancias orgánicas en las aguas servidas.  En la industria también conlleva a la mejora de estos efluentes por tratamientos biológicos y fisco-quimicos

3  Abraham, E. R., S. Ramachandran and V. Ramalingam. 2007. Biogas: Can it be an important source of energy?. Env. Sci. Pollut. Res. 14 (1): 67-71.  Aristizábal, B., J. González y C. Montes. 2003. Retos en la aplicabilidad de la norma colombiana sobre el control de dioxinas y furanos en incineradores. Rev. Fac. Ing. Univ. Antioquia. Medellín. 28:17-27. Asofungicol. 2005. Orellanas. En: http://www.ccneiva.org /promocion/orellanas.htm. Consulta: Abril 2006.  Castaño, A y D. Londoño. 2002. Sinergia de subproductos industriales en el municipio de Itagüi. Trabajo de grado. Ingenieros de Producción. Escuela de Ingeniería. Universidad EAFIT, Medellín, Colombia. 70 p.  Cháfer, M.T., P. Fito, M.D. Ortolá y A. Chiralt. 2000. Aprovechamiento de la corteza de cítricos mediante deshidratación osmótica con pulso de vacío. Aliment.  Equipos Tecnol. 19 (9): 55-60. Devia, J. 2003. Proceso para producir pectinas cítricas. Rev. Univ. EAFIT. Medellín. 39(29):21-29.  Echevarría, M. 2002. Producción de hidrógeno a partir de la descomposición térmica catalítica del biogás de digestión anaerobia. Rev. Téc. Residuos. 12(68):94-98  Elias, X. 2003. Uso de combustibles alternativos. Tecnologías aplicables. Rev. Téc. Residuos. 13(71):68-82  Elisashvili, V., M. Penninckx, E. Kachlishvili, N. Tsiklauri, E. Metreveli, T. Kharziani and G. Kvesitadze. 2008. Lentinus edodes and Pleurotus species lignocellulolytic enzymes activity in submerged and solid- state fermentation of lignocellulosic wastes of different composition. Bioresour. Technol. 99(3): 457–462  Estrada, A. 1998. Pectinas cítricas. Efecto del arrastre de vapor en la extracción y diferentes métodos de secado. Rev. NOOS 7:23-34.  Fennema, O. 1993. Química de los alimentos. Acribia, Zaragoza, España. 1092 p

4 Residuos sólidos orgánicos  Son biodegradables, es decir un desecho que se pueda pudrir, y pueden ser procesados en presencia de oxígeno para su compostaje, o en la ausencia de oxígeno mediante la digestión anaeróbica.  La digestión anaerobia también produce gas metano y por tanto supone una importante fuente de bio-energía, se descomponen mediante la digestión anaerobia para la obtención de biogás (principalmente metano, que es un gas de efecto invernadero). Residuos no orgánicos (o inorgánicos)  Son los que por sus características químicas sufren una descomposición natural muy lenta.  Muchos de ellos son de origen natural pero no son biodegradables, por ejemplo los envases de plástico.  Generalmente se reciclan a través de métodos artificiales y mecánicos, como las latas, vidrios, plásticos, gomas, entre otros.

5 -Este tipo de tecnología permite efectuar la disposición final de los residuos orgánicos para obtener gases, líquidos o sólidos que pueden ser comercializables -El biogás es el producto gaseoso que se obtiene de la descomposición de la materia orgánica mediante acción bacteriana o de su combustión en condiciones anaeróbicas y por esto es considerado como un subproducto del compostaje y de la pirólisis. -El biogás está compuesto principalmente por metano (50- 60 %), dióxido de carbono (35-45 %) y trazas de hidrógeno y nitrógeno. Se usa para la producción de la energía eléctrica, térmica y como biocarburante. -Desde el punto de vista físico y químico, los procesos de conversión energéticos se basan en la degradación de las moléculas orgánicas por la acción del calor. -Las tecnologías que procesan térmicamente los residuos buscan la reducción de su volumen y la recuperación de energía a partir de los gases, líquidos y sólidos que se generan. -Estos procesos térmicos pueden clasificarse según los requerimientos de oxígeno.

6 Compostaje El compost es el producto final obtenido mediante un proceso de descomposición biológica de la materia orgánica, en condiciones controladas de humedad y temperatura, que oscila entre 50 y 70°C, provocando así la destrucción de elementos patógenos y por tanto la total inocuidad del producto. Este material puede ser usado como mejorador de suelos o como abono. Lombricultura La lombricultura es una técnica en la que además del abono, se puede obtener proteína animal usando para ello la lombriz roja californiana que se alimenta de la materia orgánica y la convierte en humus o abono natural. El humus, producido por la lombriz, está compuesto principalmente de carbono, oxígeno, nitrógeno e hidrógeno, encontrándose también una gran cantidad de microorganismos como hongos y bacterias.

7 Incineración  Es llamada usualmente como la “solución final” al problema de los residuos sólidos.  La combustión crea gases calientes que por una transferencia de calor por convección transforman el agua contenida en los tubos en vapor de agua.  Este vapor puede ser usado para generar energía.  Durante este proceso se generan ciertas sustancias tóxicas conocidas como dioxinas y furanos.  No se recomienda la incineración sin aprovechamiento energético, ya que se produce CO2 que contribuye al efecto invernadero y calentamiento global.

8 Pirólisis  La pirólisis consiste en la descomposición de la materia orgánica por calentamiento hasta llegar a la degradación de las sustancias carbonosas, entre 400 y 800°C, en total ausencia de oxígeno y presión controlada.  Este método puede reducir el volumen de los residuos hasta en un 95%.  La pirólisis teórica de una molécula de celulosa genera CO, H2 y C; además de metano, dióxido de carbono y vapor de agua, entre otros, que originan serios problemas de índole ambiental.  Cuando un residuo es pirolizado se obtiene una mezcla de gas, líquido y sólido según el tipo de residuo y la tecnología usada que permita un mayor grado de utilización.

9 Término empleado para nombrar a las aguas servidas con desechos sólidos, líquidos o gaseosos que son emitidos por viviendas y/o industrias, generalmente a los cursos de agua; o que se incorporan a estas por el escurrimiento de terrenos causado por las lluvias. Industria metalúrgica: metales tales como cobre, níquel, plomo, zinc, cromo, cobalto, cadmio; ácidos clorhídrico, sulfúrico y nítrico; detergentes. Industria papelera: sulfitos, sulfitos ácidos, materia orgánica, residuos fenólicos,cobre, zinc, mercurio. Industria petroquímica: hidrocarburos, plomo, mercurio, aceites, derivados fenólicos y nafténicos, residuos semisólidos. Industrias de la alimentación: nitritos, materia orgánica, ácidos, microorganismos, etc. Industrias textiles: sulfuros, anilinas, ácidos, hidrocarburos, detergentes. Industrias del cuero (curtiembres): cromo, sulfuros, compuestos nitrogenados, tinturas, microorganismos patógenos. Industrias químicas (en general): amplia variedad de ácidos orgánicos e inorgánicos, sales, metales pesados. Instalaciones sanitarias: microorganismos, jabones, detergentes. Los principales componentes de los efluentes según su origen son:

10 La “depuración biológica”  Las aguas residuales consiste en provocar el desarrollo de floras microbianas.  Dentro de instalaciones que se denominan “plantas de tratamiento”, conformadas por tanques y/o cisternas, con su correspondiente equipamiento electromecánico.  Mediante condiciones controladas se logra el desarrollo de las especies necesarias, tal que por acción física o fisicoquímica retienen la carga contaminante orgánica, y se alimentan de ella.  Las alternativas pueden ser de “biomasa retenida”, donde la flora microbiana activa se organiza en “gránulos”, o “películas”, dentro del equipo de depuración, también de “biomasa suspendida”, donde la flora microbiana se encuentra suspendida “libre” dentro del líquido en tratamiento en forma de “flóculos”, que luego del proceso de depuración, se separa del líquido residual tratado por sedimentación, para ser reutilizados nuevamente al inicio del tratamiento.

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12 Lagunas Anaeróbicas Se utilizan para estabilizar los sólidos que se separan por sedimentación de la corriente de efluentes a tratar. en este tipo de lagunas no existe oxigeno disuelto en todo su volumen, por lo tanto en función de las características del proceso anaeróbico, y al estar abiertas al ambiente, generan malos olores. El rendimiento de depuración de este tipo de lagunas es del orden del 40% hasta el 50%. Lagunas Aireadas El efluente deba ser de buena calidad, se recurre al empleo de aireación mecánica del efluente bajo tratamiento, para garantizar que el proceso se realice en condiciones aeróbicas El rendimiento de depuración de este tipo de laguna es del orden del 50% al 60%. Esto se debe a la condición de mezcla que existe en el medio

13 Sistemas Intensivos Aeróbicos Lechos Percoladores:  El principio de funcionamiento consiste en hacer caer el agua a tratar, en forma de lluvia, sobre una masa de material de gran superficie especifica, que sirva como soporte a los microorganismos depuradores, los cuales forman sobre el relleno una película (“biofilm”) adherida al mismo.  La aireación necesaria que mantiene la masa de microorganismos del biofilm en condiciones aeróbicas, se produce por tiro natural  Esto sumado al intimo contacto entre la fase liquida y gas, permita que exista oxigeno disuelto para que los microorganismos de la película biológico degraden la materia orgánica contaminante y se elimine el CO2 producto del metabolismo aeróbico.  El rendimiento habitual de esta alternativa esta en el orden del 70% al 75%.

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15 Sistemas por Barros Activados  El procedimiento por “barros activados” consiste en desarrollar un cultivo bacteriano aeróbico disperso en forma de folículos en un depósito agitado y aireado por medios mecánicos  En este depósito, la materia orgánica que contiene el líquido cloacal se desdobla por acción metabólica de la flora bacteriana en anhídrido carbónico y agua, eliminándose la carga contaminante de tipo orgánico.  Luego de un tiempo de contacto suficiente, el líquido tratado se envía a un clarificador (sedimentador) destinado a separar el agua depurada de los fangos bacterianos, que se recirculan al deposito de aireación proseguir con el tratamiento en forma continua.  Finalmente el líquido clarificador se debe clorar a fin de reducir la concentración de microorganismos patógenos para el ser humano, y eliminar desde la planta una corriente totalmente inocua.  Este sistema es muy eficiente en cuanto a los niveles de depuración que puede alcanzar, del orden del 90% al 95%.

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17 Sistemas Intensivos Anaeróbicos En este nuevo sistema anaeróbico, la flora microbiana se encuentra adherida o entrampada en un soporte, constituido por un barro espeso en un caso, o mediante un relleno poroso fijo o fluidizado en otros diseños. El liquido a tratar percola en forma ascendente lográndose la retención de la fracción orgánica sedimentable y coloidal que posee, y la rápida degradación de la fracción orgánica soluble, permitiendo lograr bajos tiempos de retención hidráulicos para el líquido, y altos para los sólidos, posibilitando su degradación, que permite transformarlos en un excelente abono orgánico, similar al humus.

18 La gran opción que ofreció esta nueva alternativa de tratamiento anaeróbico, determinó la gran aceptación que tiene actualmente en el mundo, dado que presenta interesantes ventajas:  La posibilidad de reducir considerablemente el consumo de energía para el tratamiento.  Mantener en el mínimo posible los costos de mantenimiento de equipos mecánicos.  Obtener un combustible gaseoso de excelente calidad, que pueda contribuir a reducir los gastos de funcionamiento de la planta de tratamiento, mediante generación de energía eléctrica propia.  Producir un residuo orgánico estabilizado, con características similares al humus, pudiendo utilizarlo como abono orgánico.  Ocupar poco espacio de terreno en las instalaciones necesarias para el tratamiento de efluentes.

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