Tratamiento de aguas residuales de matadero y procesamiento de carne

10 de julio de 2023 (Lectura 24 mins)
Jordi Fabregas

1. Industria procesadora de carne y mataderos

Existen distintos tipos de industrias cárnicas en función de los animales que procesan (aviar, porcino, vacuno…).  así como de los productos que elaboran (frescos, precocinados, curados. cocidos…). Por regla general, este tipo de industrias separan las zonas del matadero de las de productos transformados, dado que son procesos diferentes, como también lo son los vertidos que se generan.

Uno de los tipos de industrias que producen efluentes más biodegradables, es el de los mataderos y procesadores de carne. Esto es así debido a que la mayor parte de los contaminantes que se producen a lo largo de las distintas fases y operaciones de estos procesos, tienen procedencia biológica animal. (restos orgánicos, sangre, grasa, pelo, piel, huesos, etc.).

Aunque se trata de efluentes biodegradables, no significa que los tratamientos a aplicar sean sencillos, debido a las elevadas cargas de materia orgánica que contienen; además, se deben mantener unas medidas higiénicas muy exigentes, de acuerdo con las normas alimentarias que se especifican en la legislación vigente. Estos procesos de limpieza y desinfección acostumbran a utilizar además de vapor, productos químicos como tensoactivos y biocidas que suelen afectar negativamente a los procesos biológicos, lo que se debe tener en cuenta a la hora de seleccionarlos  y gestionarlos en forma adecuada.

2. Producción de aguas residuales en un matadero y en el procesamiento de carne

Las aguas residuales se generan principalmente debido a las actividades del sacrificio de animales y la limpieza de equipos y áreas de trabajo. Estos son algunos de las actividades en las que se producen las aguas residuales:

  • Estabulación: Cuando se reciben los animales a sacrificar, se colocan en establos,  en los que se producen residuos fecales y otros restos (en mayor cantidad  en el caso de las aves)
  • Sacrificio de animales: Durante el proceso de sacrificio, se utiliza agua para el lavado de animales. Esta agua puede contener restos de sangre, grasa y otros materiales biológicos.
  • Lavado de equipos y áreas de trabajo: Después del sacrificio y el despiece de los animales, se requiere una limpieza regular de los equipos y los utensilios para mantener los estándares de higiene. Esto implica el uso de agua para enjuagar los utensilios, las mesas de trabajo, los pisos y otros espacios.
  • Procesamiento de subproductos animales: Los mataderos pueden procesar subproductos animales como vísceras, huesos, grasas y otros tejidos. Durante estas operaciones, se pueden generar aguas residuales debido al lavado y la limpieza de estos materiales.
  • Tratamiento de pieles: En algunos mataderos, las pieles de los animales pueden someterse a procesos de curtido y tratamiento para su posterior uso en la industria del cuero. Estas labores implican el uso de agua y productos químicos, lo que puede resultar en aguas residuales con sustancias contaminantes. En estos casos, es preferible separar estos efluentes del resto  y tratarlos de forma específica.

Existen diferentes opciones para la evacuación de las aguas residuales de matadero:

  • La descarga directa al medio ambiente.
  • La descarga a una planta de tratamiento de aguas residuales municipales.
  • La reutilización del agua tratada en áreas individuales.

Cada opción requiere diferentes estándares de tratamiento, siendo la descarga directa y la reutilización las que requieren de estándares más estrictos, pues las estaciones depuradoras de polígonos industriales o las municipales disponen de líneas de tratamiento de efluentes.        

Como valor orientativo sobre los caudales de vertidos, se estima un consumo medio de 5 litros de agua por cada Kg de peso del animal a sacrificar. Para el caso de las aves esta cifra es mayor (5 -10 l/kg).

3. Composición de las aguas residuales de mataderos y procesadores de carne

Los efluentes de los mataderos y procesadores de carne se evalúan utilizando numerosos parámetros debido a su gran variedad de cargas contaminantes. Entre estos parámetros cabe destacar los siguientes: Demanda biológica de oxígeno (DBO), demanda química de oxígeno (DQO), carbono orgánico total (TOC), nitrógeno total (TN), fósforo total (TP), sólidos suspendidos totales (TSS), y otros como: pH, toxicidad, detergentes, etc.

Especial atención merecen los vertidos de purines, los de limpiezas químicas y los de curtidos, pues, por su composición, se aconseja que sean segregados y tratados por separado, ya que presentan elevadas cargas de NTK, toxicidad y metales que podrían afectar de forma significativa al resto de vertidos, si se produjera su mezcla.

Estos son los principales tipos de residuos presentes en el agua residual de en una industria de procesamiento de carnes:

  • Sólidos suspendidos, como restos de tejido animal, grasa, cabello, partículas de alimentos y otros residuos orgánicos.
  • Materia orgánica, ya que descomposición de los residuos orgánicos presentes en las aguas residuales del matadero, como restos de carne, sangre y otros subproductos animales, contribuye a la carga de materia orgánica. Esto puede incluir compuestos como proteínas, carbohidratos y lípidos.
  • La limpieza de los equipos y las áreas de trabajo puede generar aguas residuales que contienen grasas y aceites. Estos suelen provenir de la grasa de los animales sacrificados y también de los procesos de limpieza de equipos y utensilios.
  • Dependiendo de los productos químicos utilizados en el matadero, las aguas residuales pueden contener contaminantes inorgánicos como sales, metales pesados, productos de limpieza y desinfectantes.
  • Las aguas residuales de los mataderos pueden contener patógenos, como bacterias, virus y parásitos, que están presentes en los tejidos animales o en la materia fecal que se produce en la estabulación.

ANALÍTICA EFLUENTES DE MATADEROS Y PLANTAS DE PROCESADO DE CARNE

Como se ha indicado, las cargas contaminantes de estos vertidos son muy diversas y pueden considerarse comprendidas en los siguientes límites:

ParámetroRangoMedia
DBO (mg/L)150-8.5003.000
DQO (mg/L)500-16.0005.000
COT (mg/L)50-1.750850
Nitrógeno total (mg/L)50-850450
Fósforo total (mg/L)25-20050
SST (mg/L)270-10.0003.000
K (mg/L)0.01-10050
Color (mg/L Pt scale)175-400300
Turbidez200-300275
pH4.9-8.16.5

La composición de las aguas residuales puede variar de una planta procesadora de carne a otra, dependiendo de factores como el tamaño de la planta, los procesos específicos utilizados, las prácticas de gestión implementadas y los requisitos reglamentarios locales.   

4. Tecnologías para el tratamiento de aguas residuales de matadero

Las plantas de tratamiento de aguas residuales para mataderos y procesadores de carne incluye una etapa de pretratamiento, tratamientos primario, secundario y terciario, así como otros adicionales en caso de querer reutilizar las aguas tratadas y recuperar recursos valiosos. 

4.1. Pretratamiento

Las tecnologías más comúnmente empleadas en el Pretratamiento incluyen:

Cribado y homogeneización.

Un paso necesario en el pretratamiento de las aguas residuales de mataderos es la criba mecánica, que elimina impurezas de gran tamaño para evitar que ingresen a la planta de tratamiento. Sin cribado, el sistema puede obstruirse, y los equipos electromecánicos averiarse, lo que puede conllevar problemas en su funcionamiento y un deterioro, a corto plazo, del rendimiento del proceso.

Habitualmente, antes de la balsa de homogeneización, cuya capacidad dependerá de la heterogeneidad de caudal y cargas de los vertidos, se dispone una reja de separación de gruesos para tamaños de aprox. 30 mm. Estas rejas acostumbrar a ser de barrotes y suelen disponer de un sistema de limpieza consistente en un rascador que arrastra los sólidos separados a una tolva o container anexo. A continuación, se dispone una reja de finos con una luz de unos 3 mm, Esta suele ser de tipo de escalera, o tamiz filtrante. En este caso, es importante tener en cuenta que los  restos sólidos  junto a las grasas pueden producir su colmatación con facilidad, por lo que es conveniente incorporar un buen sistema de limpieza, a poder ser, automático. En los casos de los mataderos de aves se ha de considerar la presencia de plumas que presentan un potencial problema añadido en este proceso de pretratamiento. Se comercializan tamices específicos para estos usos.

Es habitual realizar un baipás del sistema de cribado, provisto de una reja con rastrillo manual, con el fin de realizar las operaciones de reparación o mantenimiento de la línea principal.                  

Dentro de la balsa de homogeneización, se disponen sistemas de agitación y aireación acordes a sus dimensiones y geometría, a fin de mejorar la mezcla de los efluentes y evitar la formación de puntos muertos y zonas anóxicas que producirían la descomposición de la materia orgánica depositada, con los consiguientes problemas de fermentación y malos olores . También es frecuente, realizar una primera neutralización con ácido  o sosa, para lo que se utilizan equipos de dosificación de reactivos controlado por un pH metro.

4.2 Tratamiento físico-químico

El vertido contiene una importante cantidad de material coloidal y disuelto  de tipo orgánico, de poca densidad. Ese es el caso de las grasas, restos de tejidos y sangre. Uno de los métodos más prácticos de tratamiento primario para las aguas residuales de mataderos es la flotación por aire disuelto (DAF), gracias a la cual se reducen de forma importante estos contaminantes.

4.2.1. Coagulación-floculación

Pero con anterioridad a la flotación debe realizarse un tratamiento de coagulación / floculación. En el proceso de coagulación, las partículas coloidales presentes en las aguas residuales de mataderos se agrupan en partículas más grandes llamadas coágulos. Las partículas coloidales en las aguas residuales de mataderos tienen una carga negativa predominante, lo que las hace estables y resistentes a la agregación. Por esta razón, se aditiva coagulantes con iones cargados positivamente para desestabilizar las partículas coloidales, facilitando así el proceso de separación. Los coagulantes más ampliamente utilizados son los de tipo  inorgánico a base de metales, como el sulfato de aluminio, clorhidrato de aluminio, cloruro férrico, sulfato férrico y policloruro de aluminio. Dependiendo del coagulante seleccionado, se requerirá de un ajuste de pH para que funcionen en condiciones adecuadas; así, por ejemplo, el PAC ( policloruro de aluminio), además de resultar de baja toxicidad, puede funcionar bien en un amplio espectro de pH, y colabora a la formación de flóculos esponjosos de fácil separación por flotación.

La cámara de coagulación debe disponer de  un tiempo de contacto del orden de 5 minutos y utilizar agitadores rápidos para la mezcla.

A continuación de la coagulación, se realiza el proceso de floculación, que se lleva a cabo mediante la dosificación de un polímero de cadena larga que recoge los coágulos presentes en el vertido formando grumos de mayor tamaño denominados flóculos. Dependiendo del tipo de floculante utilizado (catiónico / aniónico/ no iónico) puede ser necesario un nuevo ajuste de pH. Es importante cuidar la selección  de estos reactivos pensando en la recuperación de los  sólidos separados para la comercialización de subproductos.

En el proceso de floculación se deben realizar agitaciones lentas, y con hélices adecuadas, para no rompen los flóculos formados. El tiempo de contacto es del orden de unos 10 minutos.

4.2.2. Flotación por aire disuelto

El agua residual que contiene los flóculos formados ingresa al equipo de flotación para la separación de contaminantes. El principio básico de la flotación por aire disuelto implica la introducción de microburbujas de aire en el agua que se adhieren a los flóculos, que reducen así su densidad aparente, lo que favorece que estos floten. De esta forma, las grasas, aceites y sólidos suspendidos se desplazan hacia la superficie el sistema DAF creando una capa de lodo, que es eliminada de forma continuada por las palas rascadoras. El sistema de flotación funciona de manera automática y se adapta al flujo del agua residual del matadero.

La flotación por aire disuelto ofrece un gran rendimiento para las aguas residuales de matadero y procesamiento de carne, ya que elimina las sustancias suspendidas del agua residual con una alta eficiencia, de hasta el 99%.

Basándonos en nuestra amplia experiencia en la purificación de aguas residuales de mataderos, hemos optimizado nuestras plantas de flotación y realizado ciertos ajustes para este tipo especial de agua residual. Por lo tanto, logramos excelentes resultados de purificación:

ParámetroCODBODTSSGrasaAceiteFósforoSangre
Eficiencia máxima85%85%95%99%98%95%90%

Los lodos obtenidos del sistema DAF tienen una concentración elevada (3 – 5%), lo que permite prescindir de un espesador de fangos y, de forma frecuente, también de productos químicos complementarios para su posterior proceso de secado mecánico o térmico.

4.3 Tratamiento biológico

El tratamiento primario y los procesos fisicoquímicos no acostumbran a ser suficientes para acomodar las aguas residuales a los límites de descarga, por lo que es necesario un tratamiento secundario que elimine los compuestos orgánicos solubles, y los restantes del tratamiento primario.

El tratamiento biológico de las aguas residuales de mataderos es un proceso natural que no requiere el uso de productos químicos, a excepción de algunos nutrientes en determinados casos.

Las aguas residuales de los mataderos tienen un alto contenido orgánico biodegradable, que puede descomponerse con el desarrollo de microorganismos y la adición controlada de oxígeno. Un tratamiento biológico bien optimizado puede obtener eficiencias de eliminación de materia orgánica superiores al 90%

Clasificación de los sistemas de tratamiento biológico tradicionales

A grandes rasgos, los tratamientos biológicos pueden clasificarse en diferentes tipos de procesos aerobios y anaerobios, con la alternativa adicional de los humedales artificiales.                 

Estas son algunas consideraciones generales sobre cada uno de estos sistemas:

4.3.1. Tratamiento anaerobio

La digestión anaerobia es el proceso biológico más utilizado para este tipo de vertidos, debido a su eficacia en el tratamiento de efluentes industriales biodegradables altamente concentrados. Los compuestos orgánicos son degradados por bacterias anaerobias en ausencia de oxígeno, produciendo un gas  mezcla de CO2 y CH₄ (Biogas).

Los sistemas anaerobios tienen la ventaja de lograr una baja producción de lodos, un consumo energético bajo con posibilidad de recuperación de recursos (energía a partir del biogas),  y una alta eliminación de DQO.

Los procesos anaerobios típicos para el tratamiento de efluentes de procesamiento de carne pueden ser: el reactor anaerobio con tabiques, el digestor anaerobio, el filtro anaerobio, la laguna anaerobia, las fosas sépticas y el reactor de lodos anaerobios de flujo ascendente (UASB).

Existen otras tecnologías de procesos anaerobios compuestos de columna de acidificación y reactor biológico que se disponen en altura (proceso Pakes, EGSB, ECSB, etc.), que tienen elevados rendimientos y reducen sensiblemente el espacio preciso para su implantación.

Los gases que se desprenden contienen una elevada proporción de metano (CH4), que se almacena en un balón presurizado (gasómetro) y se utiliza como combustible para una caldera de biogás. De esta forma se consigue recuperar parte de la energía destinada a los consumos de la planta de depuración.                                                                                                     

Pese a su alto rendimiento, el tratamiento anaerobio no suele alcanzar los límites exigidos de descarga, debido a la alta concentración de materia orgánica de las aguas residuales de matadero, y apenas reduce el NTK del efluente. Por lo tanto, se recomienda una etapa de tratamiento biológico aerobio adicional para eliminar los compuestos orgánicos remanentes hasta alcanzar los límites permitidos.

4.3.2. Tratamiento aerobio

Existen muchas ventajas en la utilización de procesos aerobios para el tratamiento de las aguas residuales, incluyendo la baja producción de olores, la rápida tasa de crecimiento biológico y la capacidad de ajustarse rápidamente a cambios de temperatura y carga.                                            

Los procesos aerobios son habitualmente utilizados para la eliminación de materia orgánica biodegradable de nivel medio (hasta 3 – 4 g/l de DQO aproximadamente).

En los mataderos e industrias de procesamiento de carnes, no se suelen utilizar como tratamiento directo tras el proceso físico químico por dos motivos:

  • Los altos costes operativos derivados del elevado consumo de oxígeno requerido
  • La importante producción de fangos, por estar directamente relacionados con la carga de contaminantes a eliminar.

Además, el tamaño de las instalaciones es mucho mayor debido al alto contenido orgánico y al tiempo de contacto necesario. Por ello es adecuado instalarlos después del tratamiento anaerobio.           

Un proceso biológico aerobio consta de un sistema de concentración, recirculación y puga de fangos, que se completa con un decantador secundario, desde donde se recirculan los fangos activos hasta la cámara de aireación a fin de mantener un contenido estable de MSS.

Dependiendo de la carga de fangos producida, se procederá a una digestión previa de fangos que puede ser de tipo aerobio o anaerobio. Lo fangos en exceso son enviados a un espesador y de ahí a un secado mediante sistemas mecánicos (filtros banda, filtros  prensa, decanter centrífugo, etc.), o a un secado térmico.                               

Un sistema de flotación DAF puede sustituir al decantador secundario, en especial cuando la naturaleza de los fangos lo permiten (fangos ligeros), como es el caso de los efluentes de mataderos y procesados cárnicos. De esta forma se simplifica la línea de tratamiento (se puede eliminar el espesador) y se obtiene un clarificado de mejor calidad.

Durante los últimos años, la tecnología MBR se está imponiendo como complemento al tratamiento secundario, permitiendo mantener cargas de MSS elevadas en el reactor biológico aerobio, y por lo tanto reduciendo el volumen de las zonas de oxidación. La tecnología MBR actúa también como tratamiento terciario, ya que las membranas de ultrafiltración de que dispone alcanzan un grado de filtración que permite la reutilización de agua en procesos de baja exigencia (baldeos, limpieza, riego, etc.).                                                         

Existen diversos sistemas aerobios que se utilizan para el tratamiento de aguas de matadero, como los sistemas de lodos activados aerobios, los discos biológicos giratorios y los reactores secuenciales por lotes (SBR).

4.3.3. Humedales artificiales

Los humedales construidos artificialmente imitan a los mecanismos de degradación de los humedales naturales para la descontaminación del agua, integrando procesos biológicos y fisicoquímicos a través de la interacción de vegetación, suelo, microorganismos y atmósfera para la adsorción, biodegradación, filtración, fotooxidación y sedimentación de compuestos orgánicos y nutrientes.

Los humedales construidos han mostrado eficiencia en la eliminación de compuestos orgánicos y nutrientes para diferentes vegetaciones, con eliminaciones máximas del 99%, 97%, 85% y 78% para DBO, DQO, SSV y NTK, respectivamente. Son métodos simples con bajos costos de operación y mantenimiento y un bajo impacto en el medio ambiente, pero que precisan de amplios espacios para su implantación.

Ejemplos de reactores biológicos comúnmente ampliados en el tratamiento de aguas residuales provenientes de mataderos y procesadoras de carne:

4.3.4. Proceso FBR

El proceso FBR (‘flotation bio-reactor’) combina tres tecnologías:

  • Un reactor biológico donde se lleva a cabo el tratamiento biológico en presencia de oxígeno, que puede estar precedido por fases anaerobias y/o anóxicas.
  • Un sistema de clarificación DAF que permite obtener un agua perfectamente clarificada que puede ser vertida.
  • Para garantizar que los procesos de separación posteriores ofrecen los resultados esperados, es necesario dosificar un polielectrolito de efecto floculante en un sistema de floculación. Opcionalmente puede adicionarse un coagulante para reducir valores como la turbidez y precipitar fósforo.

Es un sistema novedoso, que utiliza la flotación por aire disuelto como clarificación secundaria para mejorar el resultado de los sistemas tradicionales. El sistema SIGMA BIODAF – FBR (flotation biological reactor) emplea el sistema DAF para separar el fango activado del agua y alcanzar unas concentraciones muy altas de biomasa en el medio de reacción, de hasta 9000 mg/L MLSSV.

Permite tratar caudales de 50 a 10000 m3/día y concentraciones de biomasa en el reactor de 2000 a 9000 mg/L MLSSV.

Gracias a nuestros sistemas de bioflotación FBR se consiguen lodos con un contenido de sólidos secos 3 o 4 veces superior a cualquier sistema convencional.                                                     

La combinación de estas tecnologías permite obtener un agua perfectamente clarificada que puede ser vertida cumpliendo las normativas de descarga. Por otra parte, se produce un lodo que, en parte, se recirculará al reactor biológico para mantener una concentración de biomasa estable y en parte se extrae como purga.

4.3.5. Sistema biológico de lecho fijo

Las aguas residuales de los mataderos suelen caracterizarse por una elevada relación entre N (nitrógeno) y DQO (demanda química de oxígeno) después del pretratamiento. Por lo tanto, los procesos de tratamiento biológico con nitrificación y desnitrificación son especialmente adecuados. Por lo general, no se necesitan agentes adicionales para la desnitrificación, siempre que no se produzca una degradación previa de los compuestos de carbono.

Un reactor biológico de lecho fijo en cascada es un proceso confiable y robusto que puede manejar sobrecargas y subcargas sin problemas. Es un sistema testeado con éxito en plantas de procesamiento de carne, que ofrece unos resultados sobresalientes para la eliminación de DQO, DBO5, fósforo, nitrógeno y amoníaco de las aguas residuales del matadero.

Los estándares de purificación que se han conseguido en diversos proyectos en la industria de procesamiento de carne son los siguientes:

ParámetroDQODBONitrógeno amoniacalNFósforo
Valor (mg/L)<100<10<5<3<1

5. Postratamiento de los efluentes

Los vertidos tratados por el proceso biológico, pese a que alcancen los límites establecidos por las normativas aplicables, también deben estar exentos de gérmenes patógenos, por lo que se debe realizar una esterilización antes de su evacuación.                                                              

El sistema tradicional consiste en una oxidación con Cl2 o con NaOCl, dándole el tiempo de contacto suficiente (alrededor de 15 minutos) en una arqueta que suele tener una geometría de laberinto (trocadero).                                                  

 En la actualidad, la tendencia es a utilizar otros sistemas de esterilización, como los equipos de radiación UV de media y alta carga, los ozonizadores, o la dosificación de otros agentes oxidantes que afecten en la menor medida posible al medio ambiente (ClO2, sales de Br, etc.).

Los efluentes tratados también pueden reutilizarse para algunos procesos poco exigentes de la propia fábrica (baldeos, limpiezas, etc.), y para ello deben ser acondicionados con otros procesos de depuración complementarios.

6. Reutilización de aguas residuales en un matadero

El consumo de agua de red varía considerablemente en este sector, pero, en cualquier caso, un matadero típico genera una gran cantidad de aguas residuales provenientes del proceso de sacrificio y limpieza de las instalaciones. Por este motivo, la reutilización del agua y la recuperación de subproductos valiosos de los efluentes del procesamiento de carne son una tendencia al alza en el sector agro-alimentario.

Cada vez más empresas exigen procesos de tratamiento que permitan tanto la reutilización de agua, como la recuperación de nutrientes y fertilizantes, así como la producción y explotación de biogás.

Las aguas residuales tratadas de un matadero pueden ser reutilizadas para diversos fines, dependiendo de la calidad del agua tratada y los requisitos específicos. Algunos de los posibles usos incluyen:

  • Riego agrícola: El agua tratada puede ser utilizada para el riego de cultivos agrícolas, siempre y cuando cumpla con los estándares de calidad y los requisitos regulatorios establecidos para la protección de la salud humana y ambiental.
  • Uso industrial: En ciertos casos, el agua tratada puede ser utilizada en procesos industriales que no requieren agua potable, como enfriamiento de equipos, limpieza industrial o actividades de manufactura que no implican contacto directo con alimentos o personas.
  • Agua de proceso interno: El agua tratada puede ser reutilizada dentro del matadero para tareas de limpieza, lavado de equipos, inodoros u otros usos no potables que no requieran agua potable de calidad.

Es importante tener en cuenta que la reutilización del agua tratada debe cumplir con los requisitos y regulaciones locales, y ser gestionada de manera responsable para garantizar la protección de la salud humana y del medio ambiente. Se requiere un monitoreo constante de la calidad del agua tratada y un diseño adecuado del sistema de tratamiento para garantizar que se cumplan los estándares de calidad requeridos para la reutilización.

Generalmente se requiere tecnología adicional y un tratamiento más avanzado para asegurar que el agua residual tratada cumpla con los estándares necesarios para su reutilización. Algunos procesos comunes que pueden ser aplicados para mejorar la calidad del agua y permitir su reutilización incluyen:

6.1 Tratamiento avanzado de filtración y separación de sales

El uso de tecnologías de filtración más fina, como la filtración por membranas (microfiltración o ultrafiltración), permiten eliminar partículas suspendidas, materia orgánica y algunos contaminantes químicos presentes en el agua residual tratada.                                                                             

Los procesos de separación de sales y moléculas con membrana semipermeables son una alternativa para el tratamiento de los efluentes de procesamiento de carne en los que se pretende reutilizar el agua tratada. Existen diferentes procesos de depuración con membranas, como la nanofiltración (NF) y ósmosis inversa (OI), que ofrecen eficiencias de separación superiores al 90% en la eliminación de sales, materia orgánica y patógenos.                                                                          

Un aspecto a tener en cuenta en los procesos con membranas es el ensuciamiento de las mismas durante el tratamiento de aguas residuales, ya que es imprescindible un adecuado pretratamiento, mantenimiento y protocolo de sustitución para garantizar la eficacia del proceso.

6.2 Desinfección adicional

Además de los procesos de desinfección utilizados en el tratamiento convencional, como la cloración o la radiación UV, pueden ser necesarios métodos de desinfección más rigurosos, como la desinfección por membranas, la cloración avanzada o la irradiación con luz ultravioleta de alta intensidad, para asegurar la eliminación efectiva de patógenos y microorganismos.

6.3 Procesos de oxidación avanzados

Algunos contaminantes químicos persistentes en el agua residual (DQO refractaria) pueden requerir procesos de oxidación avanzados, como la ozonización o la oxidación con peróxido de hidrógeno para su eliminación.

Los procesos de oxidación avanzada son una opción de tratamiento complementaria tras llevarse a cabo el tratamiento primario y secundario de las aguas residuales de mataderos, que muestra una excelente eficiencia para la degradación de la materia orgánica y el reúso del agua. Existen diversos procesos entre los que se incluyen la radiación gamma, ozonización, tecnología de ultrasonido (UST), UV/H2O2, UV/O₃ y fotocatálisis, entre otros, que destacan por su alta velocidad de reacción y un tiempo de tratamiento muy bajo. En ocasiones, se oxidan las moléculas de materia orgánica refractaria, a fin de romper sus enlaces y facilitar su posterior biodegradación, como alternativa menos costosa a la oxidación total.                                     

La desinfección es otro beneficio de los procesos de oxidación avanzada, que pueden inactivar patógenos sin necesidad de añadir productos químicos adicionales, evitando así la formación de subproductos peligrosos (THM, cloro derivados, etc.)                                                          

La fotocatálisis utilizando procesos basados en foto-Fenton, así como la fotooxidación mediante UV/H2O2, son los procesos de oxidación avanzada más comúnmente utilizados para el tratamiento de las aguas residuales de mataderos. Aunque estos procesos suelen ser costosos si se aplican solos, se pueden alcanzar eficiencias de eliminación superiores al 90% para los efluentes secundarios de las aguas residuales de mataderos en cuanto a TOC (carbono orgánico total) y DQO (demanda química de oxígeno) como método de postratamiento.

6.4 Tratamiento de nutrientes

Dependiendo de los requerimientos de calidad del agua reutilizada y las regulaciones locales, puede ser necesario implementar procesos de eliminación de nutrientes, como la desnitrificación y la eliminación de fósforo, para prevenir la eutrofización y proteger la calidad del agua receptora. 

Es importante destacar que el diseño y selección de las tecnologías adicionales de tratamiento dependen de factores como:

  • La calidad inicial del agua residual.
  • Los estándares de calidad para la reutilización.
  • Los requisitos locales.
  • Las necesidades específicas del matadero.

7. Rendimientos de las tecnologías

La siguiente tabla incluye las tecnologías más comúnmente utilizadas para el tratamiento de aguas residuales generadas en mataderos y otras plantas procesadoras de carne.      

Se presta especial atención a la eliminación de compuestos orgánicos y nutrientes en exceso, en términos de parámetros generales como DBO, DQO, TOC, nitrógeno total (TN) y fósforo total (TP). Como se puede apreciar, las eficiencias en el tratamiento varían ampliamente y dependen de factores como las características de las aguas residuales, el tiempo de tratamiento, o la concentración de residuos, entre otros.

AbreviaturaConceptoAbreviaturaConcepto
USTUltrasonidosECElectrocoagulación
AFFlotaciónALCal apagada
ABRReactor anaerobio con deflectorSBRBio reactor secuencial
ASAireación superficialADDigestión anaerobia
AOPOxidación avanzadaCWHumedales artificiales
TecnologíaHRT (h)BODIN (mg/L)CODIN (mg/L)TOCIN (mg/L)TNIN (mg/L)BODREM (mg/L)CODREM (mg/L)TOCREM (mg/L)TNREM (mg/L)
EC11123217114885
ABR-AS-AOP414635120084110010082
SBR96658033218195
AF461580060
AL48508892163437359
SBR1235617591
EC11950333778
SBR1614240605714365769898
AF24888090
AD264018600520066
MF48480183115914545
UST-AF-UF144300096
CW28468616046
UF-RO160797080
AD-AOP723658149451318198989731
ABR-AS-AOP551635200012008411009910085
ABR-AS-AOP101831204316918661009910090

8. Conclusiones

Las industrias de procesado de carne y los mataderos producen vertidos altamente contaminados con materiales biodegradables, lo que les aporta una elevada DQO. Esta DQO, por su naturaleza, es muy biodegradable (Alta proporción de DBO) y por ello es fácilmente separable por procesos biológicos de depuración.  Por su elevado contenido también en sólidos, se impone una línea  de tratamiento compuesta básicamente de los siguientes estadios:

HOMOGENEIZACIÓN Y DESBASTE

  • Unidades de desbaste y tamizado
  • Balsa de homogeneización con ajuste de pH

TRATAMIENTO PRIMARIO

  • Sistema primario de tratamiento físico químico compuesto de cámaras de coagulación y floculación, y equipo de flotación por aire disuelto (DAF).

TRATAMIENTO SECUNDARIO

  • Unidad de depuración biológica anaerobia
  • Unidad de depuración biológica aerobia
  • Flotador por aire disuelto DAF para separación y recirculación de fangos activos a la zona de oxidación biológica aerobia (viene a sustituir al decantador secundario)
  • Desinfección del vertido tratado

TRATAMIENTO TERCIARIO (Recuperación de vertidos)

  • Sustitución de Decantación secundario o flotación DAF por MBR
  • Sistema de recuperación de efluentes por membranas (mF/UF/NF/OI).
  • Desinfección

TRAMIENTO DE FANGOS

  • digestión anaerobia / aerobia de fangos
  • Tratamiento del digestato.
  • Secado mecánico / térmico de fangos

La actual tendencia es:

  • Utilizar sistemas de flotación DAF en lugar de decantadores.
  • Tratamientos de oxidación avanzada, en lugar de los  tratamientos biológicos , o en combinación con ellos.

Utilización de membranas de filtración a distintos niveles (UF/NF/OI), en función de las exigencias establecidas para la reutilización de los efluentes tratados y para la valorización de los residuos (fangos).                   

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