Qué hace diferente al agua residual de matadero
El agua residual de matadero es un caudal pequeño que transporta una carga grande. Una línea de sacrificio usa mucho menos agua por unidad de producto que la mayoría de las industrias húmedas, pero lo que descarga es concentrado: sangre, grasa y finos de tejido de un proceso que es, en esencia, el desarmado de material animal en una sala húmeda. El resultado es una corriente cuya carga orgánica es muchas veces la de un agua residual doméstica con una fracción del volumen, y cuyo carácter cambia con el turno y no con el reloj.
Hay una buena noticia en esa misma descripción. Gran parte de la carga orgánica es soluble y fácilmente biodegradable, que es lo que un proceso biológico hace mejor. La dificultad es todo lo demás: la grasa que flota y se solidifica, los sólidos que se enrollan y sedimentan, la sangre, que es el material más concentrado de la planta, y el nitrógeno que se le pedirá oxidar a la biología, se haya diseñado para ello o no.
De dónde viene la carga, estación por estación
- Estabulación y lavado de animales — estiércol, paja y tierra en un flujo continuo de lavado: una carga orgánica baja por litro y un contenido alto de sólidos.
- Punzado y sangrado — la sangre, la corriente más concentrada de la planta por amplio margen y la que tiene el caso más claro para mantenerse fuera del desagüe.
- Escaldado, depilado y chamuscado — pelos, caspa y sólidos finos en agua tibia, que llegan como un flujo que transporta material que ninguna máquina aguas abajo puede pasar.
- Evisceración — contenido ruminal e intestinal con el agua de lavado alrededor, la fuente de gran parte de los sólidos suspendidos y de una porción importante del nitrógeno.
- Corte y recorte — grasa, polvo de hueso y finos de tejido, en el agua que se usa para mantener limpias las superficies y el piso.
- Manejo de subproductos y vísceras, y cualquier condensado de la planta de procesamiento de subproductos animales, que añade grasa y una carga orgánica concentrada adicional.
- Limpieza de fin de turno — un día de trabajo lavado del piso en un solo golpe fuerte de agua tibia, detergente y sólidos.
Cada corriente de esa lista se produce en una ventana definida del turno. Una planta dimensionada con el promedio diario es una planta dimensionada con una curva que nadie dibujó.
Características del agua residual de matadero: las cinco que deciden el tren de tratamiento
Seis mediciones deciden el tren de pretratamiento, y todas se toman en la planta en cuestión en lugar de leerse de una cifra general.
- La sangre y la carga orgánica soluble que transporta. Fácilmente biodegradable, y lo mejor es no dejarla entrar al agua en absoluto.
- Grasas y aceites. Sólidos o semisólidos a temperatura ambiente, y un problema en tuberías, rejillas y bombas, y en cualquier superficie donde puedan enfriarse y solidificarse.
- Sólidos suspendidos — pelos, contenido ruminal, polvo de hueso y finos de tejido, cada uno con un comportamiento distinto y cada uno exigiendo una etapa diferente.
- Nitrógeno, como nitrógeno orgánico y amoníaco de la sangre y el contenido intestinal, que se convierte en la carga biológica que realmente soporta el tanque de aireación.
- Salinidad y productos químicos de limpieza — detergentes, desinfectantes y sosa cáustica de la limpieza, que mueven el pH, la alcalinidad y la biología.
- El patrón por lotes, registrado contra el reloj, porque esta carga llega con el turno, y la temperatura que la acompaña.
Recuperación de sangre del agua residual de matadero: la carga más barata de eliminar
La sangre es densa en materia orgánica y se produce en un punto, en un momento, por un proceso que la planta ya controla. Recogida en la estación de sangrado en un recipiente dedicado, es un subproducto con poco volumen y con mercado. Si se deja llegar al desagüe, ese mismo material se diluye en todo el caudal del día y se convierte en una carga que la planta de tratamiento paga por oxidar, ocupando capacidad de aireación y produciendo lodo que luego hay que deshidratar y disponer.
La recuperación no tiene que ser completa para valer la pena. Una estación de sangrado bien drenada, con el agua de lavado fuera del canal de sangre, cambia la entrada de la planta de tratamiento más que la mayoría de las compras de equipo. El tamaño del beneficio se puede establecer en una semana: medir y muestrear la corriente de sangre por separado, muestrear la entrada mezclada y comparar las dos cifras de carga.
Pretratamiento del agua residual de matadero: cribado de pelos y contenido ruminal
El pelo se enrolla, el contenido ruminal sedimenta, y ambos son el tipo de material que una bomba, un intercambiador de calor, un difusor o una membrana no pueden pasar. Una rejilla hace un trabajo que ningún proceso biológico puede hacer a ese tamaño de partícula: ninguna tasa de aireación descompone un manojo de pelos dentro de un tiempo de residencia medido en horas.
El cribado se dimensiona para proteger lo que viene después y no para alcanzar un porcentaje de remoción. Una rejilla de barras en la entrada retiene el material más grande: fragmentos de hueso, alimento no digerido, envases que llegaron con los animales. El cribado fino aguas abajo de ella se elige en función de la abertura que tolera la siguiente máquina. Lo que la rejilla retira es un residuo húmedo y oloroso con su propia ruta de manejo, y el hecho de que exista tiene que aparecer en el diseño.
La remoción de arenas pertenece a la misma conversación siempre que el drenaje de la estabulación y del patio comparta tubería con el proceso, porque la arena y la tierra no sedimentan en una corriente con grasa, y tampoco se descomponen. El artículo sobre remoción de arenas en el tratamiento de aguas residuales cubre dónde se ubica esa etapa y qué retira.
Flotación por aire disuelto para el agua residual de matadero
La grasa es la más difícil de sedimentar de las cargas del pretratamiento. Parte flota, parte está dispersa, y la fracción emulsionada no sedimenta en ninguna dirección: atraviesa un tanque de sedimentación y llega a la biología como una capa sobre todo. La flotación por aire disuelto para el agua residual de matadero es la etapa diseñada para una carga de ese tipo: libera aire disuelto en burbujas finas que se adhieren a las partículas, las elevan a la superficie y las dejan para un barredor.
En una corriente de este tipo, la unidad suele operarse con ayuda química: un coagulante para desestabilizar la emulsión y un polímero para formar un flotado que pueda retirarse con el barredor. Esa combinación es la que retira la grasa, los sólidos suspendidos y una porción sustancial de la carga orgánica antes de que el agua llegue a la biología. La dosis no es una constante, porque se fija sobre el agua real mediante un ensayo de laboratorio, y así es como el ensayo de jarras descrito en el artículo complementario se gana su lugar en el tren de tratamiento.
Dos obligaciones siguen a la etapa de flotación y a menudo se olvidan. El flotado que sale de ella es un lodo por derecho propio, con un volumen y una ruta de manejo que hay que diseñar; y los productos químicos que forman el flotado también se suman a lo que debe procesar la etapa de deshidratación. Ambos pertenecen al balance de masa y no a un anexo.
Amoníaco en el agua residual de matadero: la carga que el pretratamiento no puede levantar
La sangre y el contenido intestinal aportan nitrógeno al agua, y cuando este llega a la etapa biológica, la mayor parte es amoníaco procedente de la degradación de proteínas. Ninguna etapa de la lista anterior lo retira: la rejilla retira sólidos, la flotación retira grasa y sólidos, y el amoníaco disuelto pasa por ambas. Por lo tanto, hay que diseñar para el nitrógeno, y este decide más de la planta que la grasa.
La nitrificación necesita una edad del lodo suficiente para retener los organismos nitrificantes, un suministro de oxígeno ajustado a la carga de amoníaco y alcalinidad — porque oxidar el amoníaco la consume, y una corriente que ya es escasa en alcalinidad bajará de pH al nitrificar. El clima frío es el caso de diseño para las tres, porque los organismos se ralentizan mientras que la carga no. Cuando el límite cubre el nitrógeno total y no solo el amoníaco, una etapa anóxica y una recirculación tienen que estar en la configuración desde el principio.
La forma de determinar lo que se le pedirá soportar a la biología es medir amoníaco y nitrógeno total a la salida del pretratamiento durante una semana completa, incluido el día de mayor actividad, y dimensionar la aireación y la edad del lodo con el peor de ellos y no con el promedio.
Qué se le debe entregar a la etapa biológica
- Libre de material que pueda enrollarse, obstruir o abrasar: pelos, contenido ruminal, polvo de hueso, envases.
- Con poca grasa, para que la biología no compita con una capa de grasa sobre la superficie del tanque y las paredes de las tuberías.
- Amortiguada, con un pH y una alcalinidad en los que la biología pueda trabajar.
- Con carga uniforme, que en una planta gobernada por turnos es para lo que sirve un tanque de homogenización.
- Conocida, con el caudal y la carga registrados en el punto donde se encuentran las dos plantas, para que la biología pueda diagnosticarse en lugar de suponerse.
La página de selección para alimentos y bebidas expone el caso más amplio, del cual el matadero es el ejemplo más concentrado.
Errores comunes
- Mandar la sangre al desagüe porque el desagüe es cómodo. Es la carga más concentrada de la planta y la más barata de mantener fuera.
- Confiar en un tanque de sedimentación para la grasa. Gran parte flota, y la fracción emulsionada no sedimenta en ninguna dirección.
- Dimensionar la etapa biológica con la carga diaria promedio mientras la sala de sacrificio produce por turnos.
- Diseñar la biología con muestras de clima cálido y recibir el primer frío con un pico de amoníaco.
- Tratar un rastro como una pequeña planta municipal porque el caudal es pequeño. El caudal es pequeño; la carga no.
Autoverificación antes de fijar el tren de pretratamiento
- ¿La sangre se recoge por separado, y la recolección se dimensiona con la tasa de sacrificio y no con un promedio diario?
- ¿El tren de pretratamiento se dimensiona con el patrón de turnos o solo con el día promedio?
- ¿Hay una etapa que retire grasa, y su dosis química se ha fijado sobre el agua real y no con un rango de proveedor?
- ¿Se ha medido el amoníaco del agua residual de matadero a la salida del pretratamiento, en el día de mayor actividad?
- ¿Los volúmenes de flotado y de residuo de rejilla están en el balance de lodos, cada uno con una ruta y un costo?
De un tren de pretratamiento a una planta
El pretratamiento de esta corriente es donde se decide la mayor parte del costo de operación de la planta, porque se interpone entre la biología y el material que la biología no puede procesar. La página de flotación por aire disuelto presenta la unidad y sus tamaños de serie, y la página de selección para alimentos y bebidas cubre el caso general del que el matadero es la versión más marcada. La dosis que necesita proviene del ensayo de jarras del artículo sobre coagulación, y las aberturas de rejilla, el volumen de flotado y la capacidad de flotación que convienen a su mezcla de especies y a su tasa de sacrificio se confirman con la fábrica para su proceso, en lugar de tomarse de una cifra general.