SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE MATADERO: PARA UNA POBLACIÓN MENOR 2000 HABITANTES...

RESUMEN

Se revisó tres posibles métodos de tratamientos de aguas residuales dematadero. Con base a las características típicas de esta agua y los requeri-mientos recomendados, se seleccionó una alternativa de tratamiento masviable para población de habitantes relativamente pequeña

ABSTRACT

There were checked three possible methods of treatments of residual watersof slaughter house. With base to the typical characteristics of this water andthe recommended requirements, an alternative of treatment was selectedmas viable for relatively small population of inhabitants

PALABRAS CLAVE:

Tratamiento de residuos, aguasresiduales, parámetros de calidad.

KEY WORDS:

Residual treatments, residualwaters, parameters of quality.

INTRODUCCION

El tratamiento de los desechos y eli-minación de las aguas residualesprovenientes de mataderos y plan-tas procesadoras de carne es unanecesidad económica y de higienepública. La principal fuente de con-taminación de las aguas residualesde los mataderos se originan delas heces y orina, sangre, pelusa,

lavazas y residuos de la carne y gra-sas de las canales, los suelos, losutensilios, alimentos no digeridospor los intestinos, las tripas de losanimales sacrificados y de vaporcondensado procedente del trata-miento de los despojos.

Las actividades que dan origen alas aguas residuales en los mata-deros y plantas de elaboración son:

____________

Recibido para evaluación: Noviembre 30 de 2004. Aprobado para publicación: Febrero 10 de 2005.

1 Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad del Cauca, Popayán. Grupo de Investigación en Diseño, Proceso y Energía.M. Sc. en Ingeniería con énfasis en Ing. Sanitaria y Ambiental.

Correspondencia: Deyanira Muñoz Muñoz. e_mail.:[email protected]

SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE MATADERO:PARA UNA POBLACIÓN MENOR 2000 HABITANTES

SYSTEM OF RESIDUAL WATER TREATMENT OF SLAUGHTER HOUSE:FOR A SMALLER POPULATION 2000 INHABITANTS

DEYANIRA MUÑOZ MUÑOZ1

Facultad de Ciencias AgropecuariasVol 3 No.1 Marzo 200588

Lavazas del suelo y del equipo, Preparación desubproductos, Preparación de las canales, Eliminaciónde las cerdas de los porcinos, almacenamiento de loscueros, Limpieza de las entrañas, Cuarto de las tripas yde Lavandería.

La naturaleza de los desechos de matadero varía consi-derablemente, según que existan o no canales de cap-tación. Cuando no se respeta las prácticas de limpieza,se aumenta el número de coliformes y la carga orgánicaen las aguas residuales descargadas. Disponible en(1).

Para el mantenimiento de unas normas de higiene ade-cuadas, la industria de elaboración de productoscárnicos está obligada a utilizar grandes cantidades deagua, lo que constituye un factor importante del costode elaboración. Su tratamiento a posteriori en la planta ysu descarga final en vertederos aceptables aumenta losgastos generales, por lo tanto se recomienda utilizar elvolumen mínimo de agua necesario para alcanzar unasnormas higiénicas adecuadas y ahorro económico sig-nificativo. Las lavanderías de los mataderos grandesson de considerable dimensión y pueden produciraguas residuales con una demanda bioquímica de oxí-geno de cinco días de 1300 ppm

Después de un pretratamiento o de un tratamiento com-pleto adecuado se suele disponer de varios medios deeliminación: A una autoridad responsable del tratamientoparcial o total de los desechos urbanos, vertederos quedan a los océanos sin tratamiento adicional, planta detratamiento de desechos y de allí a las aguas que losreciben, y a las instalaciones de riego después de untratamiento primario y el paso por un tamiz fino.

El propósito de este trabajo es caracterizar el agua resi-dual de matadero, revisar tres posibles tratamientos,evaluar una alternativa posible de tratamiento con surespectiva justificación.

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO EN UNMATADERO Y PLANTAS PROCESADORAS DECARNE

En los mataderos, los animales antes de ser beneficia-dos son bañados para retirarles del cuerpo el polvo y lasexcretas. La sangre se recolecta independientemente yno debe descargarse junto con el agua residual. Unavez desangrado, el animal pasa a ser colocado en agua

caliente durante 4 ó 6 minutos a la temperatura aproxi-mada de 60 °C para luego eliminar las cerdas. Se obtie-ne agua caliente con cerdas, pelos y pequeñas cantida-des de grasa.

Las vísceras se limpian en la sección de procesamientorespectiva En esta etapa se produce aguas de limpiezacontaminadas con residuos de detergente, excremen-tos y sustancias provenientes de las mucosas. El pri-mer estomago o panza es vaciado en otra sección don-de se lava generando aguas residules.

El diagrama de bloques sencillo de un matadero inclu-yéndolos puntos de aguas residuales se muestran en laFigura 1.

CARACTERIZACIÓN DE AGUAS RESIDUALES

Composición de Aguas Residuales

La composición representativa teórica de las aguasresiduales se estableció a partir de análisis de estudiosrealizados en el matadero Municipal de Munich y sereporta en el Cuadro 1 .

Cuando no se recolecta apropiadamente la sangre y losproductos residuales, la carga orgánica puede ser doso tres veces mayor a la reportada por (2), en el mismoCuadro 1.

Parametros de Calidad del Agua Residual de Mata-dero

Las aguas residuales provenientes del procesamientode la carne son similares a las que provienen de losmataderos. Los parámetros importantes a evaluar sonDBO5, pH, SST, Aceites y Grasa, Coliformes Totales,Amoniaco, Turbiedad, SDT, Color; Tóxicos (3). Losvalores de estos se comparan con los de una planta detratamiento de agua, Cuadro 2.

En las plantas procesadoras de carnes se espera que lacantidad de agua residual provenga de 10 a 15% delsalado y procesado de las vísceras, 20 al 25% de lafabricación de embutidos y del 60 al 70% agua de lim-pieza. Los valores de los parámetros de calidad para elefluente total son: Cloruro 1 g/l, grasa de 700 a 1000mg/l, contaminación orgánica de 100 a 1900 mg DBO5/l y DBO5 promedio de 18 kg/l del producto final.

89Facultad de Ciencias AgropecuariasVol 3 No.1 Marzo 2005

La cantidad de agua residual proveniente de los ma-taderos, sólo puede ser reducida mediante sistemasde recirculación o reutilización de aguas de refrige-ración, mientras en procesamiento de carnes se lo-gra reduciendo las cantidades de agua de limpieza,excepto cuando se tiene la separación y recupera-ción de grasas donde el agua es absolutamente ne-cesaria (4).

SISTEMAS DE TRATAMIENTO DEL AGUARESIDUAL EN MATADEROS

En general el tratamiento de aguas residuales tiene encuenta aspectos como la retención de las sustanciascontaminantes, tóxicas y reutilizables; el tratamiento delagua como tal y el tratamiento del lodo. Los contami-nantes de importancia son sólidos en suspensión, ma-teria orgánica biodegradable, patógenos, nutrientes,

contaminantes prioritarios, materia orgánica refractaria,metales pesados y sólidos inorgánicos. disueltos.

Los requerimientos de tratamiento para un agua resi-dual especifica puede determinarse mediante la compa-ración entre la carga de residuos permitida y la contami-nación de las aguas residuales municipales y de ciertostipos de industrias. La purificación requerida determinala selección del método acorde con la estructura comu-nal e industrial. El objetivo principal de las aguasresiduales industriales es la recuperación y reutilizaciónde materias primas, los métodos de tratamientos sonsimilares al de las aguas residuales municipales.

La carga de contaminante en aguas residuales de mata-dero se puede reducir: reteniendo los residuos del pro-ceso de eviceración y de la recolección de estiércol,recuperando las grasas en separadores y procesandomejor la sangre, las cerdas y el pelo.

2 5

3 7 8 9 10

12

13

14

16

15 17

20

19

18

11

21

22

23

6

1

4

25 26

24

��DQLPDOHV� ��SURGXFWRV�VHFXQGDULRV� ��SUHVLyQ��FRUUDOHV� ��HVTXHOHWR� ��GHVFDUJD��WDQTXHV�VHGLPHQWDFLyQ� ��KtJDGR��ULxRQHV� ��GHVJUDVDGR��PDQWLOOR� ��FRiJXORV� ��JUDVD�\�VHER��VHFFLyQ�EHQHILFLR�GH�DQLPDOHV� ��GHVSHUGLFLRV�GH�FULED� ��$ERQR��VDQJUH� ��'HVKLGUDWDFLyQ�GH�OD�VDQJUH� ��)ULJRUtILFR��SHOOHMR� ��GHVKLGUDWDFLyQ�GHVDODFLyQ� ��0HUFDGR��FRQWHQLGR�GH�YtVFHUDV� ��FXUWLPLHQWR� ��$JXD�UHVLGXDO�� SODQWD�GH�SXULILFDFLyQ�

FIGURA 1. Diagrama de flujo de un matadero.

Fuente: GTZ. Manual de disposición de aguas residuales, sin año


6XVWDQFLDV�VHGLPHQWDEOHV��PO�O�� *UDVD��PJ�O��3+�� 1LWURJHQR��1��PJ�O��6XVWDQFLDV�QR�GLVXHOWDV��PJ�O�� 3HQWR[LGR�GH�IRVIRUR��PJ�O��6zOLGRV�ILMRV��PJ�O�� 2[LGR�GH�SRWDVLR��PJ�O��6zOLGRV�9RODWLOHV��PJ�O�� 2[LGR�GH�FDOFLR��PJ�O��6XVWDQFLDV��GLVXHOWDV��PJ�O�� &RQVXPR�GH�.0Q2��PJ�O��6zOLGRV�ILMRV��PJ�O�� '%2��PJ�O��6zOLGRV�9RODWLOHV��PJ�O�� $OFDOLQLGDG��PO�DFLGR�O��

CUADRO 1. Composición agua Residual de un Matadero segùn STECHER Y RUPRECHT

Fuente: (4)Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente, Cepis, Lima, Peru, 1991

CUADRO 2. Comparación de parámetros de calidad de aguas residuales de matadero

Fuente: (5)

3$5$0(752 �0$7$'(52�*$1$'2 �

0$7$'(52�32//2 �

3/$17$�772�$*8$ �

7HPSHUDWXUD��& � �� S+ � ��

$OFDOLQLDGD�WRWDO��PJ�&D&2��O � �� $FLGH]�WRWDO��PJ�&D&2��O � �� 'XUH]D�WRWDO��PJ�&DFR��O � ��

6ROLGRV�VHGLPHQWDEOHV��PO�O � �� 6ROLGRV�VXVSHQGLVR��PJ�O � ��

6ROLGRV�YRODWLOHV�WRWDOHV��PJ�O � �� 6ROLGRV�WRWDOHV��PJ�O � ��

6ROLGRV�ILMRV�WRWDOHV��PJ�O � �� &RQGXDFWLYLGDG��XPKR PV�FP� ��

+LHUUR��PJ�O � �� 2[tJHQR�GLVXHOWR��PJ�O � ��

'42��PJ�O � �� '%2��PJ�O � �� &DXGDO��O�V � �� -

'HWHUJHQWHV��PJ�O � �� - )RVIDWRV��PJ�O � �� -

1�DPRQLDFDO��PJ�O � �� - 1�RUJiQLFR��PJ�O � �� - 1�QLWULWR��PJ�O � �� - 1�QLWUDWRV��PJ�O � �� -

&URPR�KH[DYDOHQWH��PJ�O � �� - *UDVDV�H�KLGURFDUEXUR��PJ�O � �� -


Los tratamientos requeridos recomendados para el aguaen el uso pecuario y otros., se reseñan en el Cuadro 3.

Etapas del Tratamiento de Aguas Residuales deMataderos y Plantas de Procesamiento de Carne

Se recomienda para el tratamiento de las aguasresiduales de mataderos y plantas de procesamiento decarnes:

� Extraer las sustancias reutilizables y las que obs-truyen las tuberías

� Descargue de vísceras e intestinos al sistema dealcantarillado, después de ser prensadas, tritura-das e incineradas.

� Aguas residuales de temperatura superior a 30 C,deben ser enfriadas antes de su descarga.

� Tratar las aguas residuales en plantas indepen-dientes cuando las limitaciones económicas y téc-nicas impiden la conexión al sistema de alcantari-llado.

Las etapas de tratamiento consiste en:

Separación de grasa. Las visceras pueden ser digeridasen una instalación de biogas a 30 °C durante 25 días,junto con el estiércol, el lodo de los separadores degrasa y el lodo de las unidades de clarificación de lasaguas residuales.

Las aguas residuales se descomponen primeroanaerobiamente con lodo digerido en instalaciones ca-lentadas durante 2 a 3 días.

Las aguas pretratadas pueden pasar por un tratamientobiológico completo en lagunas mediante filtración entierra, utilización para usos agrícolas, en lechos bioló-gicos y en unidades de lodo activado(aeración durante54 horas y 8 horas en la unidad de clarificación final) oen zanjas de oxidación.

Las aguas residuales primero son desinfectadas, gene-ralmente adicionando cloro, antes pasar por la precipi-tación química y la sedimentación.

El tratamiento del lodo resultante debe continuar me-diante la descomposición anaerobia en digestores ca-lentados para lograr su estabilización y evitar efectosnegativos al ambiente.

PROCESOS PRIMARIOS REALIZADOS EN LOS MA-T A D E R O S

La limpieza inicial en seco de los corrales puedenreducir las cargas de aguas negras. Algunas plantasutilizan parte de la sangre para incorporarla a su ha-rina de carne y venden o regalan la restante. Estoreducirá sustan-cialmente la demanda de oxígeno ycolorantes de las aguas residuales descargadas en elalcantarillado.

Una eliminación por separado del estiércol de las tripasreduce la cantidad de sólidos sedimentables en lasaguas residuales que entran en las alcantarillas.

Cuando se utiliza el tratamiento húmedo de subpro-ductos, el agua que queda en los depósitos después de

CUADRO 3. Clasificación de usos de agua para definir criterios de calidad del recurso Agua

Fuente: material de clase A. R., (6)

&/$6(�

� 862�

&5,7(5,2�&$/,'$'� 75$7$0,(172�

5(48(5,'2��,,�

� $JUtFROD�� 3HFXDULR�� 5HFUHDFLyQ�� 3HVFD��

3DWyJHQRV��FRORU��WXUELHGDG��S+��2�'��&RPSXHVWRV�7y[LFRV��VyOLGRV��JUDVDV��7�

�� 6HFXQGDULR�� 'HVLQIHFFLyQ��

�,,,�

� $JUtFROD�� 3HFXDULR�FRQ�

UHVWULFFLRQHV�� &LHUWRV�XVRV�

LQGXVWULDOHV��

&RORU��S+��2�'��&RPSXHVWRV�7y[LFRV��VyOLGRV�IORWDQWHV��JUDVDV��7�

�� 3ULPDULR�\�HQ�DOJXQRV�

FDVRV�6HFXQGDULR�


quitar las grasas y los residuos se vuelve a tratar. En eltratamiento por vapor la centrifugación produce másaguas depositadas.

Para reducir las cerdas se pueden hidraulizar por me-dio de vapor con la incorporación de cal y cuando seseca produce un material en polvo.

Los recortes y la mucosidad de las tripas se tratan pararecuperar las grasas y las proteínas. Las aguasresiduales de las máquinas de limpieza se descarganen los canales de captación para recuperar las grasas.

Las aguas del lavado y del escaldado que contienengrasas y materia suspendida se descargan en los ca-nales de captación.

Consideraciones relativas al diseño del canal co-munes a todos los tipos de recolección

Las aguas de desagüe y residuales deben ser reco-gidas, tratadas y eliminadas teniendo en cuenta lascantidades, el tipo de ganado, la índole de los líqui-dos y sólidos, las posibilidades de su uso despuésdel tratamiento, la necesidad de evitar la contamina-ción del medio ambiente y la protección de la saludpública.

La instalación de recogida de las aguas residuales debeestar diseñada de manera que se divida en diferentessistemas en el punto de origen: Drenaje de la sangre,desagües de los corrales y del estiércol de las tripas,desagüe de las áreas de la matanza, los subproductosy su tratamiento, desagüe de residuos domésticos, des-agüe de las aguas caldeadas, y de las zonas de venta,aparcamiento y servicios.

La separación de los sistemas de desechos evita me-didas de tratamiento secundario en todo el sistema.Estas se limitan a los departamentos o zonas donde lacarga de contaminación o la demanda de oxígenobioquímico es máxima. La separación normalmentedará origen a varios sistemas principales, pero el des-agüe desde las zonas de matanza, subproductos y tra-tamiento de subproductos es posible que requiera unamayor segregación.

La cantidad de agua residual esta relacionada con elnúmero de animales sacrificados y el agua total (ca-liente y fría) consumida en la nave de carnización y las

áreas para subproductos y su tratamiento, con inclu-sión de todos los desechos que contengan lavazas ysólidos suspendidos.

El sistema de desagüe de la sangre debe calcularsepara los mataderos sobre la base de un mínimo de0,75 a 1,00 litros de sangre por cada oveja y cabra yde 10 a 12 litros por cada bovino y de 3 litros por cadacerdo sacrificado.

El sistema de alcantarillado para el estiércol de las tri-pas debe calcularse en lo que respecta a los mataderossobre la base de 1,25kg de estiércol por cada oveja yde 16kg de estiércol por cada bovino sacrificado.

Los sistemas de drenaje de los corrales y de las áreasde aparcamiento y servicios dependen de la elecciónfinal y del emplazamiento del matadero y no puedenuniformarse exclusivamente sobre la base de la capa-cidad de matanza.

Las medidas de pretratamiento de las aguas residualesson obligatorias y es prescriptivo que las aguasresiduales crudas no contengan más de 50 partes pormillón de grasas que puedan flotar y deben haber atra-vesado una parrilla de barrotes.

La descarga, sólo debe autorizarse cuando la corrientede agua de todas las fuentes es suficiente en todas lasestaciones del año para arrastrar las aguas residualeslejos de la planta o, en las zonas de fuertes precipita-ciones, cuando el aumento de la corriente durante laestación de las lluvias no las acumulará en los localesdel matadero.

El tratamiento de las aguas residuales comienza en laplanta, donde se debe hacer todo lo posible por adop-tar una recuperación eficiente de los subproductos yuna limpieza en seco, que reduce significativamentelos gastos.

La evaluación del volumen de agua necesaria paraconver tir a un animal en carne depende del gradode tratamiento de los subproductos que se lleva acabo en los locales. El límite recomendado es 1700litros de agua por res procesada, con un aumentodel 25 por ciento si se lleva a cabo el tratamiento delos productos no comest ib les. La demandabioquímica de oxígeno de las aguas residuales esalrededor de 1500 ppm.


Fases y Sistemas de Tratamiento

Los procedimientos de tratamiento que se pueden em-plear se clasifican en tres categorías distintas:

� Primario: tratamientos físicos y químicos� Secundario: tratamientos biológicos anaeróbicos

o aeróbicos� Combinación de los dos tratamientos secunda-

rios.

Todos los tratamientos indicados deben garantizar uncontrol total de los patógenos y de los niveles de conta-minación.

La utilización de depósitos equilibradores e igualizadoresde las corrientes evitan la necesidad de que las plantasespecializadas de tratamiento tengan una dimensiónexcesiva para ocuparse de las corrientes máximas. ofre-cen la ventaja de que la descarga del matadero se efec-túe en un sistema municipal de alcantarillado y de tratara sus propias aguas residuales. El control de los conta-minantes y de las cargas de choque puede también darorigen a una utilización más eficiente de las instalacio-nes de tratamiento posterior.

Sistemas de Tratamiento Primario (Físico)

Los procedimientos de tratamiento físico comúnmenteutilizados son: procedimientos de ordenación y de lim-pieza propiamente dicha seguidos del tamizado para laeliminación de los sólidos pesados y sedimentables, tu-bos en U para grasas y depósitos de despumación para laeliminación de los sólidos finos y las grasas y aceites.

En el pretratamiento de las aguas residuales de la indus-tria de la carne se utiliza invariablemente el paso por unarejilla para excluir la carne, los huesos, las descarnadurasde pieles y cueros y otros sólidos gruesos de las aguasde desecho. Su función es sumamente importante y pro-duce la eliminación de condiciones perjudiciales (blo-queos de la bomba o de las tuberías), corriente abajo, asícomo el mejoramiento de la eficiencia de los procedi-mientos de pretratamiento. Este método tiene escaso efectoen la reducción de la demanda bioquímica de oxígeno,las grasas y los aceites o los sólidos en suspensión

Las altas concentraciones de grasas que se dan en lasaguas residuales de la industria de la carne se puedenreducir si los canales de desagüe del suelo y el equipo

de los departamentos competentes se dota de tubos enU antes de pasar por la criba para evitar el bloqueo de lastuberías, los desagües y otro equipo.

Las grasas pueden causar problemas en las cámaras desedimentación que cuentan con separadores de espu-mas insuficientes cuya acumulación puede bloquear elfiltro y provocar un posterior estancamiento y proble-mas de olor, en el cieno activado a causa de la acumula-ción y en los digestores al formar una capa en la super-ficie que no se degradará.

La eliminación de hasta el 90 por ciento de las grasasque flotan libremente mediante la utilización de tubos enU para grasas es posible, pero de tratarse de desechosde carne, particularmente cuando se transportan trozosde carne, es más eficiente la flotación por aire disuelto.

La flotación por aire disuelto es el procedimiento deflotación más común y se utiliza principalmente para eltratamiento primario de las aguas residuales de los ma-taderos. El aire se disuelve en el agua residual bajo pre-sión (3�4m3/hora por m3 de depósito) y posteriormentese transforma en microburbujas (de 50 mm a 200 mmde diámetro) a presión atmosférica.(4)

La flotación por aire disuelto facilita la recuperación desebos, aceites y grasas, sólidos suspendidos y la de-manda bioquímica de oxígeno, por un total de un 30por ciento a un 60 por ciento de sólidos suspendidos yde un 50 por ciento a un 80 por ciento de sebos, aceitesy grasas.

Tratamiento Primario (Fisicoquímico)

Una tecnología relativamente sencilla permite extraerhasta el 95 por ciento de los sólidos en suspensión yposiblemente el 70 por ciento de la demanda bioquímicade oxígeno por medio del tratamiento fisicoquímico.

El procedimiento fisicoquímico consiste:Condicionamiento o pretratamiento de las aguasresiduales mediante la incorporación de coagulantes yagentes de floculación para facilitar la sedimentación delos sólidos en suspensión. Esta fase va seguida de laclarificación: paso a través del depósito de sedimenta-ción que separa el sedimento pesado del flotante, quees un líquido claro casi desprovisto de sólidos en sus-pensión y con unos niveles muy reducidos de demandabioquímica de oxígeno.


Cuando las aguas residuales se tratan íntegramenteen el lugar del matadero, es esencial facilitar la se-dimentación primaria, que es probablemente nece-saria si los desechos van a pasar posteriormentepor filtros.

Se utilizan dos tipos de depósitos de sedimentación ylas dimensiones varían considerablemente:

· Los depósitos de sedimentación de corriente ho-rizontal, son necesarios para las cargas pesadas ysus dimensiones deben permitir un período de re-tención de seis horas. Para corrientes de más de1000 m3/día pueden resultar rentables raspadoresmecánicos.

· Los depósitos cilíndricos de sedimentación verti-cal parecen ser sedimentadores primarios más efi-cientes y eficaces en función de los costos paralos mataderos de tamaño mediano.

Manejo y eliminación del cieno: El cieno resultante delos sistemas de sedimentación descritos debe estar li-bre de sustancias tóxicas y resultaría aceptable en mu-chas regiones como fertilizante agrícola. El cieno resul-tante contendrá de un 3 por ciento a un 5 por ciento desólidos y podrá pasar por gravedad o por bombeo alárea de eliminación; de lo contrario se necesitarán le-chos para el secado.

Lechos para el secado o bandejas de evaporación: Serecomiendan para mataderos de tamaño pequeño omediano, aunque sólo si están situados en la periferiade las ciudades. El vaciado se debe efectuar a manocuando la concentración de sólidos alcanza aproxima-damente 1m3 por 40 kg de cieno. (4)

Construcción de los lechos o bandejas: Normalmentese construyen con capas de materiales de filtraciónprovistas de tuberías en la base que conducen a lastierras agrícolas para recoger los materiales de dese-cho líquidos que deben volver a reciclarse en el depó-sito de igualización para proceder a un nuevo trata-miento.

Los tanques de evaporación se recomiendan para paí-ses con altas tasas de transpiración y escasas precipi-taciones y se construyen con revestimiento interior debutilo para contener el cieno y con tubos de desborda-miento y terraplenes para retener las aguas residualesen períodos de aguaceros o de las lluvias cortas.

La Contaminación de las aguas subterráneas: Durantela instalación y utilización de lechos, bandejas, cuencaso estanques se debe prestar la debida consideración alas condiciones geológicas locales. Si no se disponede datos en cuanto a la permeabilidad de los subsuelospuede resultar apropiado revestir todos esos elementoscon láminas de butilo o con hormigón cubierto con be-tún natural, para evitar la contaminación de las aguassubterráneas por lixiviación de la planta de tratamiento.

Otros sistemas de eliminación del agua del cieno: Losespesores del cieno (coagulantes) anteriormente indi-cados pueden emplearse para intensificar la condensa-ción del cieno hasta que se transforme en sólidos al 10por ciento en un día. Sin embargo, incluso cuando es-tán así condensados, siguen siendo difíciles de mani-pular y necesitan otro tratamiento (por ejemplo, los le-chos de secado).

Si la clarificación (eliminación de los sólidos en sus-pensión) es eficiente en los procedimientos de tamiza-do y fisicoquímicos, las aguas residuales finales proce-dentes de ese tratamiento deben tener una turbiedad yun color mínimos y estar prácticamente libres de tóxi-cos, por lo que su descarga sería aceptable en casi to-das las circunstancias. Ese tratamiento requiere pococapital y la tecnología es comprensible.

Sistemas de Tratamiento Secundario (Biológico)

Se necesitarán procedimientos adicionales principal-mente cerca de zonas urbanas donde las descargas dedesechos tratados pueden ir a parar a capas freáticas ocerca de éstas. Las normas para los sistemas de trata-miento aeróbico en regiones remotas, son:

� Procedimiento de cieno activado (convencional);� Procedimiento de cieno activado (foso de oxida-

ción);� Tratamiento biológico anaeróbico (formación de

estanques).

La elección del sistema más adecuado depende de loscostos, del nivel de demanda bioquímica de oxígenorequerido, de la superficie de tierras disponibles, delnivel de olores y de los requisitos municipales, en laforma en que proceda.

Los sistemas secundarios, deben ser selectivos y re-quieren un gran capital. Un tratamiento secundario para


una planta de tamaño intermedio estaría justificado úni-camente si se comparte con otros usuarios industriales.En todos los sistemas mencionados, se da por supues-to que es necesario un tratamiento preliminar en el ma-tadero, particularmente en la sedimentación, cuando lasaguas residuales pasan por filtros como en los sistemasaeróbicos.(1)

Tratamiento avanzado de las aguas residuales

El tratamiento terciario, o de tercera fase, suele emplear-se para eliminar el fósforo, mientras que el tratamientoavanzado podría incluir pasos adicionales para mejorarla calidad del efluente eliminando los contaminantesrecalcitrantes. Hay procesos que permiten eliminar másde un 99% de los sólidos en suspensión y reducir laDBO5 en similar medida.

Los sólidos disueltos se reducen por medio de proce-sos como la ósmosis inversa y la electrodiálisis. La eli-minación del amoníaco, la desnitrificación y la precipi-tación de los fosfatos pueden reducir el contenido ennutrientes. Si se pretende la reutilización del agua resi-dual, la desinfección por tratamiento con ozono es con-siderada el método más fiable, excepción hecha de lacloración extrema.

El vertido final del agua tratada se realiza de varias formas.La más habitual es el vertido directo a un río o lago recep-tor. El proceso de tratamiento comprende los tratamientosconvencionales primario y secundario, seguidos de unalimpieza por cal para eliminar los compuestos orgánicosen suspensión. Durante este proceso, se crea un medioalcalino (pH elevado) para potenciar el proceso.

En el paso siguiente se emplea la recarbonatación paravolver a un pH neutro. A continuación se filtra el agua através de múltiples capas de arena y carbón vegetal, y elamoníaco es eliminado por ionización. Los pesticidas ydemás compuestos orgánicos aún en suspensión sonabsorbidos por un filtro granular de carbón activado.Los virus y bacterias se eliminan por ozonización. Enesta fase el agua debería estar libre de todo contaminan-te pero, para mayor seguridad, se emplean la segundafase de absorción sobre carbón y la ósmosis inversa y,finalmente, se añade dióxido de cloro para obtener unagua de calidad máxima.

Un proceso de tratamiento de las aguas residuales quesuele usarse para los residuos domésticos es la fosa

séptica: una fosa de cemento, bloques de ladrillo o metalen la que sedimentan los sólidos y asciende la materiaflotante. El líquido aclarado en parte fluye por una sali-da sumergida hasta zanjas subterráneas llenas de rocasa través de las cuales puede fluir y filtrarse en la tierra,donde se oxida aeróbicamente. La materia flotante y lossólidos depositados pueden conservarse entre seismeses y varios años, durante los cuales se descompo-nen anaeróbicamente.

En el tratamiento de agua residual de mataderos no serecomienda utilizar ninguno de los tratamientos avanza-dos por razones de costo y complejidad de los sistemas.disponible en http://members.tripod.com/~Manejo/n_de_aguas.htm (7)

Trabajos de investigación sobre tratamientos deaguas residuales de matadero

Díaz Baex, María Consuelo, ha trabajado en Tratamientode aguas residuales de matadero mediante reactoresanaeróbicos de lecho empacado (8) Señala los efectosde la industria de la carne en la contaminación del RíoBogotá. Explica que los mataderos existentes descargansus aguas residuales, en algunos casos, directamente alos ríos, y en otros al alcantarillado. Describe las etapasdel trabajo: inicialmente se seleccionó un soporte para laoperación de reactores de película fija de flujo ascenden-te, a nivel de laboratorio, posteriormente comparó el com-portamiento a diferentes temperaturas y evaluó la capaci-dad del sistema para asimilar cargas choque a temperatu-ra ambiente. (4)

Malina, Joseph F.; Pohland, Frederick G. en su trabajoDesign of anaerobic processes for the treatment of in-dustrial and municipal wastes (Technomic Publishing;1992). Trata conceptos fundamentales y aplicacionesdel tratamiento anaerobio. Presenta aspectos de diseñosobre procesos anaerobios de crecimiento suspendidoy en película fija. Incluye información referente al dise-ño de reactor UASB para el tratamiento de aguasresiduales domésticas e industriales.

Martínez, Javier; Borzacconi, Liliana; Mallo, M.; Viñas,María, en su trabajo Tratamiento de aguas residuales defrigorífico (9) Presenta el estudio de una planta de trata-miento de aguas residuales de frigorífico donde se pro-cesan 650 bovinos por día. Evalúa un sistema de trata-miento realizado en base a instalaciones existentes, sinintroducir modificaciones significativas. Las instalacio-


nes existentes permiten realizar tratamientos primarios(zarandas y flotación) y secundarios (reactor anaerobioy lagunas). Concluye que la presencia de sólidos sus-pendidos y grasas ocasiona problemas en los tratamien-tos biológicos.

Las aguas residuales de matadero presentan concen-traciones significativas de materia orgánica (DQO ~2500 mgO2 dm-3) y nitrógeno (NKT~250 mgN dm-3). (10)

La fracción suspendida, constituida principalmente porgrasas y proteínas, representa entre un 30 y un 60%del contenido total en materia orgánica siendo el prin-cipal factor que limita la aplicación de biorreactores dealta carga.

Para la eliminación de carbono y nitrógeno se proponeun reactor anaerobio de alta carga, en donde eliminar lamayor parte de la materia orgánica, seguido de un reac-tor aerobio en donde lleve a cabo la nitrificación. Larecirculación del efluente nitrificado hasta el reactoranaerobio permitirá la desnitrificación en el propio reac-tor anaerobio sin necesidad de añadir una fuente decarbono adicional

El tratamiento en reactores anaerobios granulares de le-cho expandido (EGSB) permite operar con elevadas ve-locidades de carga (15 kgDQO m-3 d-1), evitando laacumulación de sólidos suspendidos, que en reactoresUASB provocaron problemas de estabilidad y lavado debiomasa, incluso trabajando a velocidades de cargamoderadas (<6 kgDQO m-3 d-1) recomendadas paraefluentes de similares características.

La integración de metanogénesis y desnitrificación enel reactor EGSB permite mantener rendimientos de eli-minación de materia orgánica importantes (60 %) y dedesnitrificación (~100%), sin apreciarse procesos dereducción disasimilatoria hasta amonio, con velocidadesde carga de 20 kgDQO m-3 d-1 y 1,4 kgNOx m-3 d-1.

La metanogénesis no se ve afectada por la presencia denitrito cuando la cantidad de microorganismosdesnitrificantes en el fango granular es lo suficiente-mente elevada. El fango granular mantiene valores ele-vados de actividad específica metanogénica ydesnitrificante.

Así, la tecnología EGSB es adecuada para el tratamiento

de estos efluentes, bien como pretratamiento o integra-da con un reactor aerobio para la eliminación de carbo-no y nitrógeno. El post-tratamiento de efluentes de ma-tadero, en reactores tipo fangos activos, permite obte-ner elevadas velocidades de nitrificación, próximas a0,35 gN g-1SSV d-1, trabajando a pH moderados conel fin de evitar situaciones de inhibición total deNitrobacter.

La aplicación de técnicas respirométricas a la biomasaaerobia permite cuantificar la actividad biológica demicroorganismos autótrofos y heterótrofos y obtenerlos coeficientes cinéticos de los procesos denitrificación.

El tratamiento combinado EGSB y FA permite alcanzarlimitaciones en torno al 90 % en carbono y nitrógeno,disminuyendo la nitrificación al aumentar la velocidadde carga hidráulica, acentuando los procesos de inhibi-ción. (4).

Evaluación de un Sistema de Tratamiento de aguasresiduales para matadero

Proponer un sistema de tratamiento mas adecuado de-pende de la localidad donde se va a implementar, comocondiciones socioeconómicas de la comunidad y lasostenibilidad del sistema aunque pueda ser el mejordesde el punto de vista técnico, no necesariamente puederesponder a las necesidades sentidas de la comunidad.

Reflexionando sobre todas las tecnologías existentes,todas tiene sus ventajas y desventajas. En Colombiaexisten un numero considerable de PTAR, algunas fun-cionando a media carga y otras con infraestructurasapenas subutilizadas pero con buenos resultados encuanto a la normatividad de la calidad del agua.

Tomando como punto de referencia el matadero de unaciudad pequeña para evaluar un posible sistema de tra-tamiento de aguas residuales, se asumirá la composi-ción teórica recomendada por STECHER Y RUPRECHT.Y el caudal promedio de descarga de 50 m3/día, parauna población mínima de 2000 habitantes, de acuerdoal artículo 39 del decreto 2278/82.

La literatura recomienda tener en cuenta los siguientespasos metodológicos Aplicabilidad del proceso, cau-dal de operación, variación de caudales, característicasdel agua residual cruda, constituyentes iner tes e


inhibidores, condiciones climáticas, cinética de reac-ción y elección del reactor, normas de vertimiento/reusodel efluente, alternativas de procesos de tratamiento,cantidades y características de los lodos, normas paradisposición final/ reuso de lodos, alternativas de proce-sos de tratamientos de lodos, alternativas para la ubica-ción de las plantas y sitios de descarga/ disposiciónfinal/ reuso (líquidos y lodos), disponibilidad de terre-no, requerimientos de insumos químicos, requerimien-tos energéticos, recursos adicionales, condiciones depersonal, restricciones ambientales, condiciones deoperación y mantenimiento, nivel de confianza, dispo-nibilidad de terreno, factibilidad técnica y económica dela alternativa, estudio de impacto ambiental.

De los pasos anteriores se analizaran los más relevantescomo Aplicabilidad del proceso, caudal de operación,características del agua residual cruda, condicionesclimáticas, alternativas de procesos de tratamiento, ubi-cación de las plantas y sitios de descarga/ disposiciónfinal, condiciones de personal, disponibilidad de terre-no, restricciones ambientales.

Aplicabilidad del procesoLa asociación de mataderos de una comunidad, es cons-ciente de la sostenibilidad de sus fabricas y de sus proce-sos con tecnologías mas limpias. Las Corporaciones comoente regulador de sus vertimientos y la Alcaldía apoya a losMunicipios de una ciudad a tecnificar sus procesos.

Por lo tanto una región con alto potencial ganadero, dondeel sector agropecuario tiene gran influencia técnica y eco-nómica y especialmente una población que cuente conpersonal calificado, aplicar un proceso de tratamiento deaguas residuales industriales (mataderos) es factible des-de el punto vista económico técnico y de recursos.

Ubicación de las plantasCiudades que dispongan con terrenos suficientes paraubicar e instalar plantas, y que tengan muchas zonas dealto riesgo sismológico, crecimiento poblacional, orde-namiento territorial y expansiones futuras, tenderían apreferir estructuras mas compactas, eficientes y queocupen menos espacio.

Alternativas de procesos de tratamientoComo se explico anteriormente en las tecnologías exis-tentes se tiene tratamiento preliminar, primario, secun-dario terciario o avanzado. Las nuevas tendencias com-prenden sistemas regenerativos, lodos activados, ins-

talaciones biológicas con digestión, instalaciones bio-lógicas convencionales, procesos naturales y elimina-ción de lodos. Las ultimas investigaciones, se tiene eltratamiento de aguas residuales para mataderos me-diante reactores anaeróbicos de lecho empacado, Tra-tamiento de aguas residuales de frigorífico medianteensayos de flotación con aire a presión , Eliminaciónbiológica de carbono y nitrógeno en aguas residualesde matadero mediante biorreactores UASB, EGSB y fan-gos activos, Tratamiento anaerobio de efluentes con altocontenido de material par tículado lignocelulósico(efluente de matadero y Frigorífico) y Comportamientode una descarga de agua residual de matadero median-te el tratamiento anaeróbico UASB_ Filtro anaeróbico.

POR LO TANTO:Con los elementos de referencia anteriores, y tenien-do en cuenta que los sistemas combinados anaerobiosy aerobios son los ideales, se justifica y recomiendapara el tratamiento de las aguas residuales del matade-ro de una población pequeña desde el punto de vistatécnico: tratamiento preliminar, tratamiento primario,tratamiento secundario. Utilizando cualquiera de lasinstalaciones biológicas con digestión anaerobio, ins-talaciones biológicas convencionales con digestiónanaerobia de lodos, reactores anaeróbicos, obioreactores UASB. completando el tratamiento conprocesos naturales, eliminación de lodos estabilizadoy su aprovechamiento en otros productos de valor agre-gado por ejemplo el lodo mineralizado su alto conteni-do en sílice, le da un carácter de alta actividadpuzolánica con gran potencial para obtener materialesde construcción. Desde la perspectivasocioeconómica, la preparación de la comunidad, elsector agropecuario, las UMATAS, Asociación de ma-taderos y el apoyo Institucional de la Alcaldía, Gober-nación y del sector académico; una ciudad pequeñaestaría en condiciones de recibir un sistema de trata-miento de aguas residuales de la mejor tecnología.

CONCLUSIONES

La purificación de las aguas residuales es un procesode centralización y aceleración que normalmente se daen la naturaleza. pero, las variaciones en los desechoscrudos, en los grados de pretratamiento, en las operacio-nes de elaboración de la carne, en las prácticas tratamien-to de los desechos, en las condiciones climáticas y en lascaracterísticas del subsuelo influirán en el diseño.


Debido al costo, al mantenimiento y al propio proceso,no se aconseja un tratamiento convencional sofistica-do, por que comparado con otros procedimientos, in-cluso el tratamiento convencional de las aguasresiduales es muy costoso tanto en capital como engastos de funcionamiento.

El tratamiento convencional depende en gran medida detodo los equipos instalados que han de mantenerse a unalto nivel de rendimiento para que la planta funcione demanera satisfactoria y elimine materia orgánica y así evitarla contaminación en los cursos de agua receptores

En los mataderos construidos cerca de las periferiasurbanas, donde las tierras son escasas, el tratamientoconvencional es inevitable y el empleo de filtros degoteo muy rápidos con unos ritmos de carga hidráuli-ca es necesario, al igual que las técnicas de filtracióndoble alternativa para conseguir unos niveles satisfac-torios con una utilización mínima de la tierra. Esta con-sideración puede determinar en gran medida la elec-ción de un matadero.

En zonas rurales, con escasa limitación de disponibi-lidad de tierras, los sistemas primarios (tratamientofisicoquímico) son necesarios para lograr unos nive-les superiores de tratamiento de las aguas residuales,o utilizar otra forma de tratamiento como estanques.

Sea cual sea el procedimiento o grado de tratamientode las aguas residuales que se adopte, se debe desin-fectar siempre las aguas residuales finales y aplicartratamiento térmico al residuo.

La disposición de terreno y condiciones ambientalesadecuadas que favorece el proceso de la fotosíntesisen las aguas residuales, aportan en la reducción de-manda bioquímica de oxígeno haciéndolas aptas parasu descargue.

Para los mataderos de tamaño intermedio, el costo depurificación de las aguas residuales es alto, la etapa deltratamiento en estanque podría omitirse pero el trata-miento primario proporcionaría una calidad de agua útilpara riego, forraje y ganado.

REFERENCIAS

(1) Disponible en http://www.fao.org/DOCREP, visi-tada noviembre 2003

(2) Institut Fresenius GMBH, Forschungsinsistitut furWasssertechnologie, GTZ. Manual de disposiciónde aguas residuales; tomo I y II, Lima Peru, 1991

(3) Disponible en http://www.ubu.es/investig/mem-inve/meminv00/Biotecnologia.htm,,visitada no-viembre 2003

(4) Disponible en http://www.cepis.ops/oms.org/eswww/proyecto/repidisc/publica/repindex/inpri54f.html, , visitada noviembre 2003

(5) Torres, P. Material de clase., selección dealternativasde tratamiento para aguas residuales, 2003.

(6) Universidad del Valle. 2003.Material de clase deAguas residuales. Maestría.

(7) Disponible en http://members.tripod.com/~Ma-nejo/n_de_aguas.htm, visitada noviembre 2003

(8) Disponible en http://www.fao.org/DOCREP/004/T0566S/T0566S17.htm, visitada noviembre2003.

(9) Martínez J, Galisteo M., ViñasM., Tratamientoanaerobio de efluentes con alto contenido de ma-terial particulado lignocelulósico (efluente de ma-tadero y Frigorífico), Memorias IV Seminario - Ta-ller sobre tratamiento de aguas residuales.

(10) Nuñez L., Eliminación biológica de carbono y ni-trógeno en aguas residuales de matadero median-te bioreactores UASB, EGSB y fangos activos (fa),Tesis Doctoral. Universidad de Burgos. Comisiónde Doctorado 17/12/99.

SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE MATADERO: PARA UNA POBLACIÓN MENOR 2000 HABITANTES...

Documents

Transcript of SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE MATADERO: PARA UNA POBLACIÓN MENOR 2000 HABITANTES...