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UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS Y ADMINISTRACIÓN

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA

“Evaluación técnica y estudio de costos para la imp lementación de un sistema de tratamiento de las aguas residuales de una empresa pesquera”

TRABAJO PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO AMBIENTAL

Profesores Guía: Gladys Vidal Sáez Cristian Bornhardt Brachmann

PAULO ANDRÉS JORQUERA OLAVE

-2005-

“Evaluación técnica y estudio de costos para la imp lementación de un sistema de tratamiento de las aguas residuales de una empresa pesquera”

PAULO ANDRÉS JORQUERA OLAVE

-2005-

COMISIÓN EXAMINADORA

GLADYS VIDAL S. CRISTIAN BORNHARDT B. PROFESOR GUÍA PROFESOR GUÍA

CHRISTIAN VERGARA O. CAROLINA SHENE de V. PROFESOR EXAMINADOR PROFESOR EXAMINADOR

Nota Trabajo Escrito:

Nota Examen: Nota Final:

RESUMEN

Para satisfacer sus necesidades de alimentación, el hombre, desde tiempo inmemorial,

ha realizado la pesca, la cual se ha ido desarrollando con la construcción de

instrumentos de captura y de los elementos de desplazamiento en el medio acuático,

hasta transformarse en una actividad productiva.

La transformación de la pesca en productos alimenticios esta cobrando fuerza. El

tratamiento y disposición de las aguas generadas en dicha transformación (harina de

pescado, productos enlatados y congelados) ha ido aumentando de importancia, ya que

al ir mejorando las técnicas de captura, los volúmenes procesados han ido en aumento,

al igual que los residuos generados.

Dado que la nueva tendencia es la producción limpia, poseer un sistema que trate estos

desechos (principalmente RILes) es necesario, para cumplir este objetivo.

Este trabajo se ha desarrollado para encontrar la mejor alternativa al tratamiento de los

efluentes de la empresa Pesquera ITATA S.A, que cuenta con tres plantas: dos

ubicadas en la bahía de San Vicente, de las cuales una produce harina de pescado y

otra elabora pescado congelado para exportación, y una tercera planta ubicada en la

bahía de Coronel, VIII región, la cual elabora harina de pescado. En las plantas

productoras de harina de pescado, no existe tratamiento, razón por la cual la base de

este trabajo será realizar una evaluación técnica y económica de alternativas para el

tratamiento de las aguas residuales y fijar su lugar de evacuación con el fin de dar

cumplimiento al D.S. 90 del año 2000, a la vez de realizar una optimización de la planta

de tratamiento existente en la fabrica de congelados (planta físico química de flotación

por aire inducido).

Para el análisis de la mejor alternativa de tratamiento de RILes, se realizó un llamado

abierto a diferentes empresas dedicadas al tratamiento de aguas residuales, para

realizar una operación en paralelo de plantas pilotos.

Por otra parte cabe señalar que Ademas se realizaron pruebas de laboratorio (test de

jarra), ensayo utilizado para definir las dosis de coagulante y floculante a emplear en un

sistema de tratamiento, con lo cual se logró un ahorro anual en insumos para la planta

de tratamiento físico química existente en la planta de congelados del orden de los $

2.millones.

La comparación de alternativas realizada en este trabajo permite concluir que el

tratamiento Físico – Químico surge como la mejor alternativa, ya que, en general, las

tres plantas probadas tuvieron buenos resultados en los tratamientos, logrando las

remociones esperadas (rangos de remoción entre 60% - 80% para DBO5,, 75% - 95%

para Sólidos Suspendidos y 95% - 99% para Aceites y Grasas.

Por otro lado, dependiendo de las exigencias para el punto de descarga de los RILes,

en algunos casos se hace imprescindible considerar un tratamiento biológico.

ABSTRACT

Since the new tendency is the clean production, this work has been developed to find an

alternative for the treatment of the discharge water of the company Pesquera ITATA

S.A.

This industry counts with three plants: two plants located in the bay of San Vicente, of

which one produces fishmeal and the other one elaborates frozen fish for export.

Additionally the company counts with another fishmeal factory located in the bay of

Coronel, VIII region.

In the fishmeal plants, treatment does not exist. For this reason, the base of this work

was to make a technical and economic evaluation of alternatives for the treatment of

residual waters and to fix its place of evacuation with the purpose of giving fulfillment to

the D.S. 90 of year 2000, and to make an optimization of the chemical physical plant

(flotation by the induced air) that is located at the frozen fish plant.

For the analysis of the best alternative of waste water treatment, an open call to different

companies was made from, in order to carry out a parallel operation of pilots plant. On

the other hand, laboratory tests were made (jar tests), to define the doses of coagulant

and flocculant to use in a treatment system, obtaining an annual saving of the order of $

2.million for the, existing chemical physical treatment plant.

The comparison of alternatives made in this work allows to conclude that the Physical

Chemical treatment arises as the best alternative, since, in general, the three pilot plants

showed good results in the treatments, obtaining the expected removals (ranks of

removal between 60% - 80% for BOD5, 75% - 95% for Suspended Solids and 95% -

99% for Oils and Fats).

On the other hand, depending on the exigencies (D.S. 90/2000 table 4 o 5) for the

discharge point of the waste water, in some cases it is essential to consider a biological

treatment.

ÍNDICE DE CONTENIDOS

CAPITULO 1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 1

1.1 Generalidades............................................................................................................................... 1

1.2 Descripción del problema ............................................................................................................ 3

1.3 Objetivos ...................................................................................................................................... 4 1.3.1 Objetivo general ........................................................................................................................................... 4 1.3.2 Objetivos específicos ................................................................................................................................... 4

CAPITULO 2. ANTECEDENTES BIBLIOGRÁFICOS ........... ............................................... 5

2.1 Procesamiento de productos marinos .......................................................................................... 5 2.1.1 Proceso de congelado de Jurel ..................................................................................................................... 5

2.1.1.1 Recepción y almacenaje de la materia prima ....................................................................................... 7 2.1.1.2 Preparación, envasado y congelado ...................................................................................................... 7 2.1.1.3 Despacho y almacenaje de producto terminado ................................................................................... 8 2.1.1.4 Línea de producción de jurel trozado congelado .................................................................................. 9

2.1.2 Proceso de elaboración de harina de pescado. ............................................................................................. 9 2.1.2.1 Pozos de recepción y almacenamiento ............................................................................................... 11 2.1.2.2 Cocedores ........................................................................................................................................... 11 2.1.2.3 Prensado ............................................................................................................................................. 11 2.1.2.4 Desmenuzado ..................................................................................................................................... 12 2.1.2.5 Secado ................................................................................................................................................ 12 2.1.2.6 Enfriamiento ....................................................................................................................................... 13 2.1.2.7 Molienda ............................................................................................................................................ 13 2.1.2.8 Ensaque .............................................................................................................................................. 13

2.2 Alternativas para el tratamiento de RILes con alta carga ....................................................... 14 2.2.1. Tratamiento biológico ............................................................................................................................... 14

2.2.1.1 Lodo activado ..................................................................................................................................... 14 2.2.1.2 Biopelículas ........................................................................................................................................ 15 2.2.1.3 Digestión anaerobia ............................................................................................................................ 15 2.2.1.4 Compostaje ......................................................................................................................................... 16

2.2.2. Tratamiento físico químico ....................................................................................................................... 17 2.2.2.1 Tecnología de Estímulos Físicos ........................................................................................................ 17 2.2.2.2 Electrocoagulación ............................................................................................................................. 18 2.2.2.3 Flotación ............................................................................................................................................. 18

2.2.3. Tratamiento Físico .................................................................................................................................... 20 2.2.3.1 Filtración ............................................................................................................................................ 20

CAPITULO 3. MATERIALES Y MÉTODOS ......................................................................... 21

3.1 Gestión de efluentes de la planta ............................................................................................... 21

3.2 Optimización de la planta CAF ................................................................................................. 21

3.3. Selección de las plantas de tratamiento y su operación ........................................................... 23 3.3.1 Características generales de las plantas de tratamiento .............................................................................. 24

3.3.1.1 Beckart ............................................................................................................................................... 24 3.3.1.2 Nijhuis ................................................................................................................................................ 26 3.3.1.4 Krofta ................................................................................................................................................. 28 3.3.1.5 Bioaqua .............................................................................................................................................. 30 3.3.1.6 Planta biológica/ físico – quimica de DLC Soluciones Industriales S.A. ......................................... 32

3.3.2 Operación de las plantas piloto y toma de muestras .................................................................................. 33 3.3.3 Pruebas efectuadas con los sistemas piloto ............................................................................................... 33

3.4 Metodología analítica ................................................................................................................ 35 3.4.1 Determinación de pH ................................................................................................................................. 35

3.4.2 Determinación de Temperatura (T) ............................................................................................................ 35 3.4.2 Determinación de Sólidos Suspendidos Totales (SST) .............................................................................. 36 3.4.4 Determinación de Demanda Biológica de Oxígeno (DBO5) ..................................................................... 36 3.4.5 Determinación de Aceites y Grasas (AyG) ................................................................................................ 36 3.4.6 Determinación de Nitrógeno Total Kjeldahl (NTK) .................................................................................. 36 3.4.7 Determinación de Turbidez ........................................................................................................................ 37

CAPÍTULO 4 RESULTADOS Y DISCUSIÓN ........................................................................ 38

4.1 Planta de congelados .................................................................................................................. 38 4.1.1 Utilización de agua en la planta ................................................................................................................. 38

4.1.1.1 Para proceso ...................................................................................................................................... 38 4.1.1.2 Para limpieza ...................................................................................................................................... 39

4.1.2 Diagrama de flujo del proceso ................................................................................................................... 39 4.1.3 Cambios en el proceso ............................................................................................................................... 42

4.2 Optimización de la planta de tratamiento ................................................................................. 42 4.2.1 Elección del pH óptimo de trabajo ............................................................................................................. 43 4.2.2 Dosificación de coagulante ........................................................................................................................ 43 4.2.3 Dosificación de Polímero ........................................................................................................................... 45

4.3 Ensayos piloto ........................................................................................................................... 47 4.3.1 Eficiencia de remoción............................................................................................................................... 48 4.3.2 Características y volúmenes de lodo generados ........................................................................................ 54

4.3.2.1 Lodos resultantes del tratamiento con químicos................................................................................. 54 4.3.2.2 Lodos resultantes del tratamiento sin químicos .................................................................................. 55 4.3.2.3 Lodos resultantes del tratamiento con Ozono .................................................................................... 55

4.3.3. Costos asociados a la disposición final de lodos ....................................................................................... 56 4.3.3.1 Lodo obtenido de un RIL de carga media .......................................................................................... 56 4.3.3.2 Lodo obtenido de un RIL de alta carga ............................................................................................. 57

4.3.4 Consumo de reactivos químicos ................................................................................................................ 59

4.4 Propuesta de nuevo sistema de tratamiento .............................................................................. 61 4.4.1 Dimensionamiento de la planta de tratamiento .......................................................................................... 61 4.4.2 Simulación de las posibles configuraciones de descarga ........................................................................... 61 4.4.3 Características del sistema de tratamiento escogido .................................................................................. 62

4.4.3.1 Tratamiento Físico-Químico .............................................................................................................. 63 4.4.3.2 Tratamiento biológico ........................................................................................................................ 65 4.4.3.3 Propuesta comercial y plazos de ejecución ........................................................................................ 67 4.4.3.4 Garantías ............................................................................................................................................ 69

4.5 Evaluación económica de los sistemas de tratamiento .............................................................. 69 4.5.1 Análisis económico comparativo de una planta DAF y otra de Ozono ...................................................... 69 4.5.2 Costo del tratamiento Físico – Químico/Biológico para una planta de 80 m3/h ........................................ 73

CAPÍTULO 5 CONCLUSIONES .............................................................................................. 76

CAPITULO 6 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................ 78

ANEXOS ...................................................................................................................................... 80

A.1 Gestión de efluentes de la planta de congelados ....................................................................... 80

A.2 Ensayos piloto ............................................................................................................................ 81 A.2.1 Resumen información de terreno .............................................................................................................. 81 A.2.2 Memoria de cálculo costos procesamiento lodos ...................................................................................... 87

Anexo A.3 flujo de caja para la evaluación económica ................................................................... 90

A.4 Propuesta de nuevo sistema de tratamiento ............................................................................. 92 A.4.1 Simulación de las posibles configuraciones de descarga .......................................................................... 92

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2.1 Diagrama de bloques, proceso de congelado de jurel (Pesquera Itata S.A., 2002) ........................................................................................................... 7

Figura 2.2 Diagrama de bloques, proceso de elaboración de harina de pescado (Pesquera Itata S.A., 2002). ........................................................................................................ 10

Figura 2.3 Planta piloto para caudales promedio de 1 m3/h .................................................... 25

Figura 2.4 Paletas removedoras de lodo .................................................................................... 25

Figura 2.5 Equipo de adición de químicos ................................................................................ 25

Figura 2.6 Tubería de reacción .................................................................................................. 26

Figura 2.7 Planta piloto para un caudal promedio de 5 m3/h.................................................. 27

Figura 2.8 Paletas removedoras de lodo .................................................................................... 27

Figura 2.9 Equipo de adición de químicos ................................................................................ 27

Figura 2.10 Planta piloto para un caudal promedio de 5 m3/h................................................ 29

Figura 2.11 Equipo de adición de químicos .............................................................................. 29

Figura 2.12 Deflectores para disminuir la velocidad de flujo.................................................. 29

Figura 2.13 Planta piloto batch para el tratamiento de 1 m3/h ............................................... 31

Figura 2.14 Alta generación de espuma con sólidos durante el tratamiento ......................... 31

Figura 2.15 Tanque de reacción ................................................................................................. 31

Figura 4.2 Plano isométrico canaletas planta de congelados ................................................... 40

Figura 4.1 Diagrama de flujo de los RILes de proceso de la pesquera ITATA S.A .............. 41

Figura 4.3 Ajustes del pH del RIL de proceso, para determinar el óptimo .......................... 43

Figura 4.4 Eficiencia de remoción para el RIL de descarga de jurel con recirculación ...... 49

Figura 4.5 Eficiencia de remoción para el RIL de planta de jurel para congelados ............ 49

Figura 4.6 Eficiencia de remoción para el RIL de descarga de sardinas ............................... 50

Figura 4.7 Eficiencia de remoción para el RIL de planta de aceite ...................................... 50

Figura 4.8 Eficiencia de remoción para el RIL de elaboración de surimi ............................. 51

Figura 4.9 Eficiencia de remoción para el RIL de lavado de planta de harina .................... 51

Figura 4.10 Eficiencia de remoción para el RIL de lavado de prensas y tornillos ................ 52

Figura 4.11 sistema de oxigenación planta DCL ...................................................................... 66

Figura 4.12 Flujo de caja a 10 años ........................................................................................... 72

Figura A.1 Simulación para la descarga y tratamiento con una planta de 150 m3/h ............ 92

Figura A.2 Simulación para la descarga y tratamiento con una planta de 100 m3/h ............ 93

Figura A.3 Simulación para la descarga y tratamiento con una planta de 80 m3/ ................ 94

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 2.1. Comparación entre los procesos de compostaje aerobio y anaerobio .................. 16

Tabla 3.1 Diferentes tipos de RILes tratados en las pruebas realizadas ............................... 34

Tabla 3.2 Parámetros analizados ............................................................................................... 35

Tabla 4.1 Características del ril de proceso .............................................................................. 42

Tabla 4.1 Dosificación de coagulante ........................................................................................ 44

Tabla 4.2 Resultados de turbidez para los diferentes polímeros ............................................. 46

Tabla 4.3 Resultados de turbidez para polímero GR 105 ........................................................ 46

Tabla 4.5 Característica del RIL de entrada ............................................................................ 48

Tabla 4.6 Resumen de la eficiencia de remoción promedio de las plantas ............................. 54

Tabla 4.7 Lodo obtenido del tratamiento con químicos ........................................................... 54

Tabla 4.8 Lodos resultante del tratamiento sin químicos ........................................................ 55

Tabla 4.9 Lodo obtenido del tratamiento con Ozono ............................................................... 55

Tabla 4.10 Costos asociados a la disposición de lodos obtenidos del tratamiento de un RIL de carga media ........................................................................................................... 57

Tabla 4.11 Costos asociados a la disposición de lodos obtenidos del tratamiento de un RIL de alta carga ................................................................................................................................. 57

Tabla 4.12 Consumo de coagulante en la planta piloto de 5 m3/h ........................................... 59

Tabla 4.13 Consumo de polímero .............................................................................................. 59

Tabla 4.14 Cuadro resumen de los tiempos estimados para el tratamiento del RIL de descarga ........................................................................................................................................ 61

Tabla 4.15 Extracto tablas 4 y 5 Decreto Supremo 90 ............................................................. 62

Tabla 4.16 Tarifa de la energía eléctrica ................................................................................... 70

Tabla 4.17 Diferencias en los consumos eléctricos de una planta DAF y una de Ozono ...... 70

Tabla 4.18 Base de cálculo para los sistemas DAF y Ozono .................................................... 71

Tabla 4.19 Evaluación económica comparativa........................................................................ 72

Tabla 4.20 Costo del tratamiento DAF para la línea de jurel ................................................. 73

Tabla 4.21 Costo del tratamiento DAF para la línea de Sardina ............................................ 74

Tabla 4.22 Costo del tratamiento biológico ............................................................................... 75

Tabla A 1 Turbidez de la muestra de RIL descarga jurel, procedente de la empresa El Golfo .............................................................................................................................................. 81

Tabla A 2 Turbidez de la muestra del RIL de surimi, procedente de la empresa El Golfo . 81

Tabla A 3 Turbidez de la muestra del RIl de descarga de sardina, procedente de la empresa SPK ............................................................................................................................................... 82

Tabla A 4 Turbidez de la muestra del RIL de descarga para congelados, procedente de la empresa San José ......................................................................................................................... 83

Tabla A 5 Turbidez de la muestra del RIL de la planta de Aceite, procedente de la empresa Camanchaca ................................................................................................................................. 83

Tabla A 6 Turbidez de la muestra del RIL de lavado equipos y pisos planta de harina, procedente de la empresa Alimar ............................................................................................ 84

Tabla A 7 Turbidez de la muestra del RIL de descarga sardina, procedente de la empresa Alimar ........................................................................................................................................... 85

Tabla A 8 Turbidez de la muestra del RIL de lavado equipos y pisos planta de harina, procedente de la empresa El Golfo ............................................................................................ 85

Tabla A 9 Turbidez de la muestra del RIL de laPlanta de Conservas, San José .................. 86

Tabla A 10 Turbidez de la muestra del RIL de descarga de jurel recirculada, procedente de la empresa Bahía Coronel ........................................................................................................... 86

Tabla A 11 Turbidez de la muestra del RIL descarga directa de sardina, procedente de la empresa SPK ................................................................................................................................ 87

Tabla A 12 Flujo de caja comparativo entre sistemas DAF y Ozono (expresado en US $) .. 90

CAPITULO I INTRODUCCIÓN

________ CAPITULO I INTRODUCCIÓN

___________________________________________________________________Evaluación técnica y estudio de costos para la implementación de un sistema de tratamiento de las aguas residuales de una empresa pesquera 1

CAPITULO 1. INTRODUCCIÓN

1.1 Generalidades

Para satisfacer sus necesidades de alimentación, el hombre, desde tiempo inmemorial,

ha realizado la pesca, la cual se ha ido desarrollando con la construcción de

instrumentos de captura y de los elementos de desplazamiento en el medio acuático,

hasta transformarse en una actividad productiva.

En los últimos 15 años la captura mundial se ha mantenido alrededor de los 70 millones

de toneladas, las que se obtienen principalmente en las aguas cercanas al litoral; de

éstas, el 90% se captura en las aguas sobre la plataforma continental y sólo el 10% en

aguas propiamente oceánicas (Cifuentes et al., 1997)

La captura se inició en las aguas frías (septentrionales) de los océanos Pacífico y

Atlántico, las que por sus características oceanográficas de temperatura, salinidad,

movimientos de masas de agua, etc., hacen que abunde el plancton y, por lo tanto, las

cadenas de alimentación que permiten que las poblaciones de otros organismos sean

grandes y aprovechables para la pesca.

Las principales especies que componen esta captura son atunes, anchoas, sardinas,

júreles, caballa, pescadilla, bacalao, salmones, merluza, y lenguados, entre otros peces.

Entre las causas que han permitido el mayor aprovechamiento de los recursos

pesqueros está en primer lugar la realización de grandes investigaciones

oceanográficas y pesqueras que aportaron los datos para que la pesca se pudiera

industrializar.

En el desarrollo de la industria pesquera actual, se observa que la flota ha

evolucionado, siendo cada vez mejores las embarcaciones y apareciendo una flota

oceánica moderna. Con esto el crecimiento de las capturas de los países en vías de

desarrollo ha estado condicionado principalmente por el aumento en las capturas de

Perú y Chile, pero éstas principalmente han sido aprovechadas para producir harina de

pescado para la exportación; no obstante, en los últimos años se ha empezado a

prestar atención a la captura con fines alimenticios.



Dado a que en la actualidad la transformación de la pesca a productos alimenticios está

cobrando fuerza, el tratamiento y disposición de las aguas generadas por dicha

transformación (harina de pescado, productos enlatados y congelados), ya que al ir

mejorando las técnicas de captura, los volúmenes procesados han ido en aumento, al

igual que los residuos generados. Por ésto las industrias pesqueras se han visito en la

necesidad de implementar sistemas de tratamiento previos a la eliminación de las

aguas residuales y así evitar su inadecuada disposición, a su vez de dar cumplimiento a

la normativa ambiental.

Una de las razones por la cual la industria pesquera no había iniciado el tratamiento de

los residuos generados es que este tratamiento conlleva un costo adicional a lo que es

el proceso, que involucrará necesariamente un incremento en los precios que los

consumidores deben pagar por el producto final.

Debido a ésto, encontrar alternativas que bajen los costos de tratamiento de estos

desechos lleva a una reducción de los costos de operación del sistema integrado. Esta

tendencia cobra mayor importancia en la industria pesquera en los últimos 5 años, ya

que después de la crisis debido a la Corriente del Niño del año 1997, surge un cambio

en el sistema de aprovechamiento de los recursos. Para los productos que poseen un

mayor retorno ha surgido la tendencia a mejorar la producción en el sentido de realizar

un proceso más eficiente, razón por la cual la producción limpia es la alternativa a

seguir, que necesariamente debe incluir un sistema de tratamiento de RILes (Guerrero,

et al., 1997).

Para realizar el tratamiento de estos desechos, se puede encontrar en el mercado una

amplia variedad de alternativas. El desafío es encontrar la que produzca la mejor

relación costo beneficio, para así generar una rapida amortización de las inversiones y

bajos costos de tratamiento.

Dentro de estas alternativas se puede señalar que la práctica habitual es el tratamiento

de estos residuos en sistemas de lodo activado, con la consecuente generación de

biosólidos, los cuales requieren de una estabilización para su disposición final y por

ende un costo adicional.



Basado también en el uso de microorganismos, con un desarrollo notable durante las

últimas décadas, un tratamiento anaerobio constituye una eficiente opción para la

eliminación de materia orgánica de aguas residuales y residuos sólidos, ya que genera

un biosólido estabilizado y un gas combustible (CH4), el cual puede ser utilizado como

un subproducto.

Estas dos alternativas presentan el problema de los requerimientos de espacio, por lo

que una alternativa viable para la solución del problema son los tratamientos físico-

químicos, los cuales tienen la ventaja de requerir poco espacio y una eficiencia similar a

los tratamientos biológicos en cuanto a la remoción de sólidos.

1.2 Descripción del problema

Este trabajo pretendió encontrar una alternativa para el tratamiento de los efluentes de

la empresa Pesquera ITATA S.A., que cuenta con tres plantas: dos plantas ubicadas

en la bahía de San Vicente, de las cuales una produce harina de pescado y otra elabora

pescado congelado para exportación. Por otra parte, la empresa cuenta con otra fábrica

de harina de pescado ubicada en la bahía de Coronel, VIII Región.

De las tres plantas mencionadas sólo la planta de pescado congelado cuenta con una

planta de tratamiento de residuos líquidos industriales (RILes), que funciona a través de

un tratamiento físico-químico por un sistema CAF (Flotación mediante Aire por

cavitación ).

Las aguas de descarga de la planta de tratamiento son vertidas al sistema de

alcantarillado y es necesario dar cumplimiento a la normativa vigente (D.S. Nº 609/98

del Ministerio de Obras Públicas, Norma de Emisión para la Regulación de

Contaminantes asociados a las Descargas de Residuos Industriales Líquidos a

Sistemas de Alcantarillado).

En las plantas productoras de harina de pescado no existe tratamiento, razón por la

cual la base de este trabajo fue buscar la mejor alternativa de tratamiento de esta agua

y fijar su lugar de evacuación con el fin de dar cumplimiento al D.S. 90/2000 del

Ministerio Secretaria General de la Presidencia.



1.3 Objetivos

1.3.1 Objetivo general

Realizar una evaluación técnica y estudio de costos para la implementación de un

sistema de tratamiento de las aguas residuales de una empresa pesquera

1.3.2 Objetivos específicos

� Identificar y cuantificar opciones de reducción de uso de agua, prevención de

la polución y segregación de corrientes en el proceso de congelado de

pescados.

� Desarrollar recomendaciones para la optimización de las condiciones de

operación de un sistema de flotación mediante aire por cavitación (CAF),

evaluando diferentes polímeros a escala de laboratorio.

� Evaluar, desde el punto de vista técnico y económico, la factibilidad de

implementar un sistema de tratamiento mediante una planta físico química en

serie con una planta biológica de lodo activado.

� Analizar las diferencias que se presentan en la operación y eficiencia de

remoción de tres sistemas piloto DAF y una planta piloto de Ozono, durante

su operación en paralelo.

CAPITULO II ANTECEDENTES BIBLIOGRÁFICOS

_ ________ CAPITULO II ANTECEDENTES BIBLIOGRÁFICOS


CAPITULO 2. ANTECEDENTES BIBLIOGRÁFICOS

2.1 Procesamiento de productos marinos

2.1.1 Proceso de congelado de Jurel

Para poder realizar un estudio de las posibilidades de reducir el consumo de agua en el

proceso de congelado de pescados es necesario en primera instancia conocer cómo se

lleva a cabo este procedimiento.

El procedimiento que se describe a continuación corresponde al proceso productivo de

la empresa Pesquera ITATA S.A., que tiene como objetivo dar cumplimiento a su PAC

(Plan de Aseguramiento de la Calidad) de la empresa y así mantener los máximos

estándares de calidad durante el proceso (Pesquera Itata S.A., 2002).

El propósito de mostrar las distintas fases que comprende la etapa de operación de la

planta es el de demostrar que todas las variables que aseguran la calidad del producto

final están siendo controladas.

En la figura 2.1 se presenta este diagrama de flujo, indicando los puntos de generación

de los RILes.



Figura 2.1 Diagrama de bloques, proceso de congelado de jurel (Pesquera Itata S.A., 2002)

2.1.1.1 Recepción y almacenaje de la materia prima

La descarga de la materia prima procedente de los barcos se lleva a cabo con las

actuales instalaciones que posee la empresa en la bahía de San Vicente. La materia

prima es succionada de la bodega de los barcos por bombas de vacío y transportada

por cañería submarina hasta la estación de desaguado existente en la Planta de

Congelados; luego el pescado es descargado directamente a una correa

transportadora que continuará drenando el pescado. La correa drenadora tiene la

opción de pasar directamente al alimentador continuo de pescado para proceso, o ser

almacenado con Flo-ice (escamas de hielo producidas a partir de agua de mar limpia),

en dos estanques termoaislados de poliéster con una capacidad individual de 100 m3.

Cada estanque está dotado con un sistema de recirculación de agua helada y adición

de hielo. De esta forma el pescado se podrá mantener refrigerado. En total se dispone

de 2 estanques, con lo cual la capacidad total de almacenaje es de 120 toneladas de

pescado. Desde los estanques el pescado es bombeado al alimentador continuo, que

inicia la línea de proceso (Pesquera Itata S.A., 2002).

2.1.1.2 Preparación, envasado y congelado

En la presente etapa, el alimentador continuo de pescado, de 30 m3, recepciona el

pescado en Flo-ice, realizando una función de alimentación constante y continua a la

línea de empaque. Esta función se realiza en la cinta elevadora del pescado desde el

estanque del alimentador a través de un control de velocidad regulable. El pescado es

alimentado a dos calibradoras, con una capacidad promedio de 100 ton/h. Desde la

calibradora el pescado cae, de acuerdo a su tamaño, a cuatro diferentes cintas de

distribución hacia las mesas empacadoras. En las cintas de distribución se

inspeccionará el pescado y se elimina a los individuos dañados y toda materia extraña a

un jurel entero en buenas condiciones (el jurel es congelado completo, es decir no se le

extrae nada).

En las mesas empacadoras automáticas (5 unidades), con capacidad de 9.600 kg/h, el

pescado es pesado y empacado en cajas de cartón de 20 kg. Estas cajas llevan en su

interior un plástico que envuelve el pescado. En el sistema de empaque automático, el



jurel llega al sistema de pesaje que dispone de dos tolvas, ocupándose una cada vez,

en donde, alcanzados los 20 kg netos, cae el pescado a las cajas cubiertas de plástico

que ha puesto una máquina automática; luego un operario envuelve el pescado con el

plástico y la caja pasa a una máquina que tapa la caja en forma automática. Las cajas,

de dimensiones 590 x 390 x 115 mm, de cartón sólido de calidad 800 g/m2, son

empujadas por la máquina tapadora de cajas, sobre un transportador de rodillos hacia

la enzunchadora, para ser enzunchadas automáticamente, por el lado más largo, con

dos zunchos de ½ pulgada de ancho por 0,55 mm de espesor.

Las cajas enzunchadas son marcadas automáticamente por etiquetas termoimpresas

con una caracterización completa del producto del interior. Posteriormente son puestas

por un robot armador y cargador de los racks para una capacidad de 12 ton/h para

cajas de 20 kg, en un rack de acero galvanizado de 12 bandejas, con una capacidad de

60 cajas. El rack con 1.200 kg. de jurel es transportado, por una grúa horquilla, a los 7

túneles de congelación, con capacidad total de 400 toneladas. Las cajas permanecerán

aproximadamente 20 horas en el túnel hasta que alcancen la temperatura de

almacenaje de –20°C en el centro del pescado. Los racks se disponen en tres corridas

de 8 carros por dos rack de altura. Estos racks son fundamentales en el buen proceso

de congelación de las cajas, dándole a las cajas la adecuada circulación de aire a –

40°C. El total de cajas que se puede congelar por día es de 20.500 (Pesquera Itata

S.A., 2002).

2.1.1.3 Despacho y almacenaje de producto terminado

Una vez que los racks conteniendo las cajas con pescado congelado se han retirado de

los túneles de congelación, las cajas se palletizarán automáticamente en un pallet de

madera; luego el pallet con cajas se envolverá automáticamente con una lámina

plástica y serán transportados en camiones refrigerados a cámaras de almacenaje de

-27°C, externas a la planta. Los pallet serán de 60 cajas, aproximadamente de 1.200

kg netos.

Las cámaras de almacenaje son dos iguales en capacidad y tienen las siguientes

medidas: 6 x 21 x 7,5 m. La capacidad de refrigeración disponible es de 436,30 kWh,

para trabajar entre -32ºC y +35ºC. Los evaporadores poseen una capacidad total de

436,14 kWh a una temperatura de evaporación de -32ºC, un caudal de 229.680 m3/ h



por cámara y una superficie de transferencia de calor de 1.331 m2 por cámara. Las

cámaras de almacenaje se construyeron con paneles frigoríficos de Poliuretano de 150

mm de espesor. Para la carga y descarga de estas cámaras se han considerado 4

andenes de carga con niveladores y sellos para mantener la cadena de frío durante

todo el proceso (Pesquera Itata S.A., 2002).

2.1.1.4 Línea de producción de jurel trozado congel ado

La materia prima sigue el mismo circuito que tiene el proceso descrito para pescado

entero congelado hasta la inspección visual y descarte; luego una parte del pescado es

derivado a la línea trozadora con capacidad para 20 ton/h de pescado entero. En esta

línea se puede hacer pescado sin cabeza, sin vísceras y sin cola. El pescado trozado

tiene dos opciones de empaque, una utilizando una empacadora automática y otra en

forma manual, cada una de ellas conduce a la obtención de un producto empacado y

congelado con las mismas características del pescado entero.

2.1.2 Proceso de elaboración de harina de pescado.

La harina de pescado es producida a partir de la pesca capturada por los 5 barcos que

posee esta empresa. Para asegura la calidad de la pesca, todos estos barcos cuentan

con sistemas de refrigeración, que permite que los valores de TVN (Total Volatile

Nitrogen) sean lo más bajo posible y así producir un harina de buena calidad

En la figura 2.2 se presenta el proceso de elaboración de harina. Cabe destacar que

este proceso no sufre modificaciones en función de la pesca que se vaya a procesar.

La descripción de este procedimiento es un extracto del plan de aseguramiento de la

calidad de la plana de harina



a

Figura 2.2 Diagrama de bloques, proceso de elaboración de harina de pescado (Pesquera Itata S.A., 2002).

Agua de cola Recuperación de aceite

Pesca cocida a prensas

Agua de cola concentrada



2.1.2.1 Pozos de recepción y almacenamiento

El proceso productivo se inicia una vez que las plantas han recepcionado la pesca, la

cual ha sido enviada a la planta a través de una tubería submarina por medio de la cual

se bombea el pescado directamente de los contenedores en el barco a los pozos de

almacenamiento, además se incluye la información correspondiente de especie y

cantidad por parte de flota. En la planta, el laboratorio de control de calidad se encarga

de realizar un primer análisis a la materia prima, para determinar la condición de ésta, y

posteriormente verifica la calidad y parámetros operacionales del proceso, hasta la

obtención de la harina

La pesca recibida, principalmente jurel, es analizada para medir su grado de frescura, a

través de la determinación del TVN (Total Volatile Nitrogen). Este índice cuantifica las

bases nitrogenadas producidas durante el proceso de deterioro del pescado, y por

consiguiente discrimina calidades de producto final. Posteriormente, la pesca es

distribuida en los pozos de almacenamiento para ser procesada prioritariamente de

acuerdo a su calidad (Pesquera Itata S.A., 2002).

2.1.2.2 Cocedores

Una vez clasificada la pesca, se inicia la primera etapa del proceso, en la cual el

pescado ingresa entero y es sometido a un proceso térmico con vapor (indirecto) a una

temperatura generalmente sobre los 95°C, por un tiempo entre 15 a 20 minutos. Al

someter la materia prima a este proceso, se detiene la actividad microbiológica y

enzimática responsable de la degradación. También se coagulan las proteínas en fase

sólida, permitiendo la separación del aceite y los residuos viscosos líquidos. En esta

fase se efectúan controles por parte del laboratorio, determinándose, también el TVN de

la pesca que ingresa al cocedor, lo cual permite clasificar la harina final (Pesquera Itata

S.A., 2002).

2.1.2.3 Prensado

Esta etapa corresponde a un proceso de estrujamiento o prensado mecánico de la

pesca proveniente del cocedor, la cual proporciona el licor de prensa, que corresponde

a la fase líquida, y la torta o pulpa de prensa, que es una masa más sólida. Esta etapa

no afecta directamente la calidad biológica/bioquímica de los productos.



Las prensas son equipos mecánicos conformados por una cavidad central, donde van

alojados uno o dos tornillos helicoidales de paso decreciente, y que a su vez están

rodeados de una pared ranurada o con perforaciones. La pesca es fuertemente

comprimida por los tornillos, escurriendo un licor a través de las rejillas, y una masa

más sólida o torta por el extremo (Pesquera Itata S.A., 2002).

2.1.2.4 Desmenuzado

El flujo "torta de prensa" es transportado hacia un desmenuzador o molino de martillo, el

cual la golpea fuertemente, disgregándola y facilitando el mezclado posterior con

concentrado líquido del prensado, para su posterior secado (Pesquera Itata S.A.,

2002).

2.1.2.5 Secado

La torta mezclada y homogenizada con concentrado es distribuida uniformemente en

una primera etapa de secadores de cilindros rotatorios, que son cilindros de gran

diámetro en cuyo interior disponen de una serie de tubos longitudinales calefaccionados

con vapor. Luego pasa a la segunda fase compuesta por secadores rotadiscos.

A medida que avanza la torta por el interior del equipo que está en rotación, es

calentada por contacto con los tubos y, secada uniformemente hasta ser descargada

por un extremo. Desde este punto la harina a humedad intermedia va a la segunda

etapa de secado, de donde sale a la humedad final especificada.

Por su parte, los secadores rotadiscos son cilindros de menor tamaño en cuyo interior

gira un eje que está formado por una serie de discos huecos paralelos, por los cuales

circula vapor, que secan por contacto la harina.

Para lograr un óptimo resultado del proceso el laboratorio de control de calidad se

preocupa de tomar muestras cada media hora, para analizar la humedad de éstas. Si

ésta resulta alta, la harina se separa inmediatamente y se vuelve a procesar. En caso

contrario, se humedece o se mezcla con concentrado para su reproceso.

Según parámetros internacionales, la humedad ideal de la harina al final del proceso, no

debe sobrepasar el 10% de agua, ni debe bajar del 6%. Si es inferior, significa que se

ha recalentado, y su calidad nutritiva y proteica se ha alterado. Por el contrario, si está



demasiado húmeda, no se puede vender y además puede desarrollar hongos y otras

bacterias (Pesquera Itata S.A., 2002).

2.1.2.6 Enfriamiento

Después del secado la harina sale con la humedad deseada, pero a una temperatura no

conveniente para ser envasada inmediatamente. Por ello se ingresa a un equipo

denominado enfriador, que corresponde a un cilindro en cuyo interior gira un eje con

paletas radiales que agitan y hacen avanzar la harina, la que se enfría con un gran flujo

de aire que circula a contracorriente impulsado por un ventilador.

Por lo general, la harina de pescado sufre la oxidación de sus grasas, por ser un

producto higroscópico (absorción de humedad) y absorbe oxígeno. Para evitarlo, el

producto es envasado frío y se le agrega un antioxidante, la Etoxiquina la que inhibe el

poder oxidante de las grasas (Pesquera Itata S.A., 2002).

2.1.2.7 Molienda

Para cumplir con los estándares internacionales de calidad, la harina es molida

finamente en equipos denominados molinos a martillos. Luego se le agrega cierta

cantidad de antioxidante con un dosificador de antioxidante.

La Organización Marítima Internacional (IMO) exige, desde 1973, que los países

suscriptores del acuerdo sobre las normas para el transporte marítimo de mercaderías

peligrosas, que agreguen antioxidante a la harina de pescado (Pesquera Itata S.A.,

2002).

2.1.2.8 Ensaque

Una vez agregado el antioxidante, la harina pasa a la etapa de ensaque, donde se

utilizan sacos de polipropileno de 50 kilos.

En esta etapa es muy importante la participación del Laboratorio de Control de Calidad,

ya que extrae las muestras necesarias para efectuar los correspondientes análisis de

proteína, grasa, humedad, TVN y otros que permiten caracterizar y clasificar la harina

de acuerdo a las calidades definidas. Además, los Surveyors o instituciones como SGS,

CESMEC y otros, toman las muestras respectivas para examinar las harinas y

declararlas aptas para exportación (Pesquera Itata S.A., 2002).



2.2 Alternativas para el tratamiento de RILes con alta carga

Las instalaciones de tratamiento de residuos, debido a los niveles generados,

constituyen uno de los papeles más importantes en el programa de inversiones para la

explotación de los recursos marinos. Por eso conocer las diferentes alternativas que

existen para realizar el tratamiento de efluentes de proceso con alta carga orgánica

resulta primordial, ya que cada alternativa tiene asociado un costo de operación,

requerimientos de espacio y un capital de inversión asociado a su compra e instalación.

A fin de que equipo e instalaciones cumplan sus finalidades de facilitar el manejo de las

aguas residuales, deben cumplir las siguientes condiciones:

� Higiene

� Orientación correcta (referente a mitigar la percepción de olores)

� Funcionalidad

� Bajo costo

2.2.1. Tratamiento biológico

La eliminación de la materia orgánica que permanece en los RILes puede efectuarse

mediante un proceso biológico. Este proceso biológico dentro de la depuración tiene

como objeto la eliminación, estabilización o transformación de la materia orgánica

presente en las aguas. Esto se logra mediante la actuación de microorganismos,

realizando una acción metabólica transformando la materia orgánica en materia viva, o

bien realizando una acción físico-química de coagulación, decantación y arrastre de

bacterias. La depuración biológica se realiza en un reactor donde el microorganismo

transforma el agua contaminada en agua depurada, productos volátiles y materia viva

(Metcalf & Eddy, 1996).

2.2.1.1 Lodo activado

Dentro de los tratamientos biológicos se puede destacar el proceso de lodo activado,

que es un tratamiento biológico en el cual se agita y aérea una mezcla de agua de

desecho y un lodo de microorganismos, y de la cual los sólidos se remueven y

recirculan posteriormente al proceso de aireación, según se requiera. El paso de



burbujas de aire a través de las aguas de desecho coagula los coloides y la grasa,

satisface parte de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), y reduce un poco el

nitrógeno amoniacal. La aireación también puede impedir que las aguas de desecho se

vuelvan sépticas en uno de los tanques subsiguientes de sedimentación (Metcalf &

Eddy, 1996).

2.2.1.2 Biopelículas

Los microorganismos crecen incluidos en biopelículas. Estas biopelículas se forman

cuando las poblaciones microbianas están encerradas dentro de una matriz, compuesta

por polisacáridos que contienen uno o más ácidos urónicos aniónicos, que facilitan la

adherencia de unas células con otras o a la superficie. El desarrollo de una biopelícula

se inicia cuando una superficie sólida se sumerge en un medio acuático y las moléculas

orgánicas son adsorbidas por dicha superficie, formando así una película

macromolecular acondicionada. Esta les permite coexistir en ambientes en los que las

poblaciones individuales no podrían vivir, ya que atrapan por difusión nutrientes

producidos por células vecinas (Metcalf & Eddy, 1996).

2.2.1.3 Digestión anaerobia

En los procesos de descomposición anaeróbica se obtienen compuestos altamente

energéticos que pueden ser usados para la obtención de energía eléctrica y calórica, a

diferencia de la descomposición aeróbica, en que el producto final es dióxido de

carbono y agua. Dentro de estos compuestos se encuentran, entre otros, alcoholes,

como etanol y metanol, y gas metano. Estos compuestos son altamente combustibles,

por lo cual con un manejo eficiente se puede generar altas temperaturas para múltiples

propósitos. (Kaiser et al., 2002).

Por el principio de conservación de la materia, en un reactor anaerobio la cantidad

eliminada de DQO, se convierte en gases. Por este principio, la cantidad máxima de

metano producible es de 0,35 m3 CH4/kg DQO eliminada, en condiciones normales de

presión y temperatura y en unidades de energía primaria del orden de 3,5 kWh/kg DQO

eliminada. (Flotats et al.,1997)

Por los puntos analizados anteriormente, los sistemas anaerobios presentan ventajas e

inconvenientes, que se sintetizan a continuación:



2.2.1.4 Compostaje

Este proceso, el cual surge como alternativa a aplicar a los lodos provenientes del

tratamiento biológico por medio de lodo activado, se define como un “proceso biológico

aeróbico de tipo termófilo en el cual la descomposición de la materia orgánica es

acelerada, por el crecimiento y actividad enzimática de poblaciones mixtas de bacterias

y hongos” (Miller, 1993). Es importante resaltar que en el caso de la segunda

definición, no se hace alusión al carácter aerobio del compostaje, debido a que existe la

posibilidad de efectuar el proceso en condiciones anaeróbicas, modalidad menos

utilizada, que trae consigo la formación de malos olores y la generación de un producto

de inferior calidad como fertilizante.

El proceso aerobio implica la descomposición de los sustratos orgánicos en presencia

de oxígeno (aire) obteniéndose como principales productos del metabolismo biológico:

dióxido de carbono, agua y calor. El compostaje aerobio ha tenido mayor aplicación

dada su mayor flexibilidad, las altas velocidades de estabilización y la relativa fácil

operación de los sistemas.

Tabla 2.1. Comparación entre los procesos de compostaje aerobio y anaerobio

Características Procesos aerobios Procesos anaerobios Productos finales Humus, CO2, H2O Lodos, CO2, CH4 Reducción de volumen 50% 50% Tiempo de proceso 20 - 30 días 20 - 40 días Objetivo primario Reducción de volumen Producción de energía Objetivo secundario Producción de compost Estabilización de

residuos Fuente: Tchobanoglous, 1994.

El compost es un producto natural derivado de la descomposición de la materia

orgánica; ha sido definido de muchas maneras, comúnmente como un material sólido

resultante del proceso controlado de bio-oxidación de un sustrato sólido heterogéneo, el

cual contempla una fase termófila (CCME, 1996).



2.2.2. Tratamiento físico químico

2.2.2.1 Tecnología de Estímulos Físicos

La Tecnología de Estímulos Físicos utiliza como inducción la electricidad, que actúa

como un “poder” que afecta la energía libre de las reacciones químicas. Se podría

denominar catalizador eléctrico que potencia la eficiencia de procesos de oxidación,

reducción, coagulación, floculación, etc. Otro estímulo es la aplicación de fotones, como

ondas electromagnéticas de radio frecuencia, como energía de irradiación de quantum,

para excitar moléculas y átomos de su estado fundamental a un estado excitado, que

en algunos casos puede conducir a la escisión hemolítica del enlace en átomos o

radicales libres. Puesto que la excitación de moléculas depende de la intensidad de la

energía absorbida, la onda que se aplica y su característica geométrica tiene una

relación directa con la absorción del líquido y la ganancia de la frecuencia aplicada.

Para ésto, se utiliza un aparato generador de corriente continua ultra filtrada y un equipo

generador de ondas electromagnéticas de diferente geometría y frecuencia. Estos

estímulos se transmiten mediante electrodos directamente al seno del líquido en que se

han agregado los reactivos químicos de diferentes procesos tales como: precipitación,

oxidación, coagulación, floculación, formación de complejos y otras reacciones

químicas.

El proceso de electro estimulación es una la aplicación de la técnica que consiste en

mezclar la inducción de fotones, energía potencial y productos químicos, al residuo

industrial líquido que requiere tratamiento, entendiéndose por esto, la forma de remover

los contaminantes.

De esta manera se puede decir que es un proceso de estimulación para tratamiento de

agua conformado por: oxidación para reducir DBO5, oxidación para reducir cargas

orgánicas, oxidación hará reducir presencia de fenoles, oxidación para remover

bacterias, hongos y coliformes de todo tipo, oxidación para remover grasas y aceites,

anillos aromáticos, amonio, hierro, manganeso y amonio, nitrógeno, desinfección

bacteriana, otros orgánicos e inorgánicos presente en el agua, precipitación de metales

pesados y sustancias químicas orgánicas e inorgánicas, coagulación de elementos

químicos como cobre, arsénico, molibdeno, plomo, cadmio, boro, y otros elementos



periódicos no alcalinos y alcalinos térreos, coagulación de orgánicos de cadenas

moleculares polares, precipitación de elementos como cinc, estaño, reducción de

cromo, reducción de inorgánicos en general y reducción de orgánicos, adsorción de

arsénico, adsorción de molibdeno, adsorción de cobre, floculación y aglomeración de

sólidos suspendidos en general, aceleración y mejoramiento de intercambio iónico,

reducción de aguas duras, reducción de sales como sulfatos y cloruros, reducción de

cianuros y otros (GGV Tecnología 2004)

2.2.2.2 Electrocoagulación

La electrocoagulación es un proceso que aplica los principios de la coagulación–

floculación en un reactor electrolítico. Este es un recipiente dotado de una fuente de

corriente y varios electrodos encargados de aportar los iones desestabilizadores de

partículas coloidales que reemplazan las funciones de los compuestos químicos que se

utilizan en el tratamiento convencional. El fundamento de la operación coagulación –

floculación radica en que las partículas que se hallan en suspensión en el agua tienen

un carácter eléctrico que las hace recolectoras de iones de carga opuesta, formando

agregados más grandes llamados “flocs”, los cuales por su mayor peso sedimentarán

por gravedad. (Morante, 2002)

2.2.2.3 Flotación

Clarificadores DAF (flotación por aire disuelto)

La flotación por aire disuelto se basa en el principio de la solubilidad del aire en el agua

sometida a presión. Consiste fundamentalmente en someter el agua bruta ya floculada

a presión durante cierto tiempo en un recipiente, introduciendo simultáneamente aire

comprimido y agitando el conjunto por diversos medios, hasta lograr la dilución del aire

en el agua. Posteriormente despresuriza el agua en condiciones adecuadas,

desprendiéndose gran cantidad de micro burbujas de aire. Estas se adhieren a los

flóculos en cantidad suficiente para que su fuerza ascensional supere el reducido peso

de los flóculos, elevándolos a la superficie, de donde son retirados continua o

periódicamente, por distintos medios mecánicos. La flotación es un fenómeno mucho

más rápido que la decantación, precisando tanto un espacio mucho menor y un tiempo

de retención muy breve (Metcalf & Eddy, 1996).



Clarificadores CAF (flotación por cavitación de ai re)

El sistema CAF es un Sistema de Flotación por Cavitación de Aire que separa las

partículas sólidas en el agua residual o de proceso. Gracias a su diseño simple, la

unidad es fácil de operar y su costo de instalación, operación y mantenimiento es

mínimo. Este sistema innovador inyecta microburbujas de aire directamente en el flujo

de agua residual sin tener que disolverlo previamente y, ya que el aire es lo único que

pasa por las boquillas, éstas no se tapan. Este sistema no necesita compresores de

aire, bombas, ni tanques de presión. La unidad CAF es un tanque rectangular dividido

en cuatro secciones: la sección de aireación donde se encuentra el aireador que

funciona por cavitación; la sección de flotación (clarificación); el canal de descarga de

sólidos con un tornillo sin fin, y el canal de descarga del agua clarificada con vertedero

ajustable (Metcalf & Eddy, 1996).

Oxidación y flotación por adición de ozono

El tratamiento de RILes por oxidación con ozono, es empleado en la industria de

procesos en general para el tratamiento de compuestos orgánicos recalcitrantes de

difícil degradación, como es el caso de los RILes con altos contenidos de Fenol. Se

emplea como un agente oxidante, el cual rompe las moléculas grandes para

transformarlas en moléculas más pequeñas de fácil biodegradación (como el caso de

los compuestos que constituyen los RILes de las pesqueras), a su vez en la industria

existe un recelo en su utilización por que es sabido de que el contacto de aguas con

alto contenido de ozono daña la materia prima. Así también en general, las empresas

que emplean este tipo de tratamiento (celulosa, siderúrgica) identifican al Ozono como

un compuesto difícil de manejar y de alto costo energético. Además, la reacción de

oxidación posee una reacción secundaria la cual da origen a la formación de

compuestos radicales libres, los cuales se caracterizan por ser tóxicos. Si se van a

efectuar más pruebas con Ozono, se recomienda incluir un análisis de toxicidad crónica

y aguda al RIL tratado, ya que si bien este ítem no está indicado en la norma de

emisión, es exigido de analizar por la Autoridad Marítima dentro de los Programas de

vigilancia Ambiental que exige a todas las empresas cuyos residuos líquidos son

vertidos a cuerpos de agua marinos, de acuerdo al D.S. 1/92 Reglamento para la

Prevención de la Contaminación Acuática.



El ozono es un oxidante muy fuerte y soluble en agua a temperatura ambiente; se

produce por descarga eléctrica dentro del aire. Por su inestabilidad implica que sea

generado sobre el sitio de utilización. A pesar de su fuerte potencial redox, el ozono

posee una reactividad selectiva y la ozonización del agua conduce a una disminución

del COT (carbono orgánico total) muy baja.

Referente a la oxidación con ozono, la combinación de O3-H2O2, facilita la

descomposición del ozono en especies radicales que favorecen la oxidación indirecta

de los compuestos. La aplicación de un sistema [O3-H2O2] necesita condiciones

óptimas de pH y una relación apropiada entre O3 y H2O2; la presencia de inhibidores

como los bicarbonatos, influyen en la eficiencia del sistema (Moreno, 2001)

2.2.3. Tratamiento Físico

2.2.3.1 Filtración

El proceso de filtración consiste en hacer pasar el agua por filtros de diferentes tamaños

de poros con lo cual la fracción sólida suspendida en el agua será extraída (Metcalf &

Eddy, 1996). Dentro de este tipo de sistemas existen varias alternativas, donde

destacan las siguientes:

• El filtro de tambor es un filtro mecánico y de autolimpieza diseñado

especialmente con objeto de alcanzar alto rendimiento en sistemas donde es

esencial prevenir las partículas de la fragmentación.

• El filtro de disco es una gama de los de micro-pantallas para el retiro de los

sólidos y la recuperación del producto. El diseño del disco es particularmente

ventajoso cuando es necesaria un área grande de filtro.

• El filtro de cartucho funcionan generalmente con mayor eficacia y económia

en los usos que tienen niveles de la contaminación de menos de 100 ppm.

• El filtro de cable tejido es ampliamente usado para la filtración y está disponible

en una amplia gama de materiales y tamaños de poro. Puede ser tejido en

cualquier material lo suficientemente dúctil como para que se le pueda dar una

forma de cable. Los materiales más adecuados son el bronce de fósforo, el acero

inoxidable y el monel (aleación del níquel).

CAPÍTULO III MATERIALES Y MÉTODOS

_________ CAPITULO III MATERIALES Y MÉTODOS

_________________________________________________________________________________Evaluación técnica y estudio de costos para la implementación de un sistema de tratamiento de las aguas residuales de una empresa pesquera 21

CAPITULO 3. MATERIALES Y MÉTODOS

3.1 Gestión de efluentes de la planta

Dentro de la planta de congelados, de pesquera ITATA, se seleccionaron 3 puntos de

control para la medición de los caudales de las aguas de proceso. Los puntos de control

están situados en las diferentes canaletas de las aguas que transportan los RILes (ver

figura 4.1) de proceso y la cuantificación de sus caudales, así como la toma de

muestras para la medición de los sólidos totales, sedimentables y aceites y grasas,

entregaron información necesaria para el estudio de la factibilidad de realizar

segregación de corrientes, con la consecuente optimización en el proceso de

tratamiento.

La medición de los caudales fue llevada a cabo por un profesional del INPESCA

(Instituto de Investigación Pesquera) Para cada punto de control se realizaron 3

lecturas, con el objetivo de tener un valor promedio más real.

Estas lecturas fueron realizadas durante el proceso productivo, considerando un lapso

de tiempo de 1 a 2 hora entre cada medición. El inicio de las mediciones fue

aproximadamente 1 hora después de haber iniciado el proceso, con el objetivo de

realizar una lectura más confiable.

3.2 Optimización de la planta CAF

El jar test o test de jarra es el ensayo utilizado para definir las dosis de coagulante y

floculante a emplear en un sistema de tratamiento, que se basa en lo siguiente:

Primero se realiza en un vaso de precipitado de 500 mL la estimación del rango de

dosis de coagulante requerido para la generación de un flóculo apreciable. Para ello se

usan 200 mL de muestra, los que se colocan en un agitador magnético y, se les

adiciona coagulante hasta pH 6,0, luego se mezcla en forma rápida por 1 min y luego

mezcla lenta durante 3 min. Se continúa la adición de coagulante hasta la formación

visible de un flóculo.

Luego se sigue el siguiente procedimiento, utilizando un equipo B-KER2 (Phipps&Bird),

con 6 jarras de 2 L c/u, colocando 1000 mL de muestra en cada una:



A) Se ajusta pH a 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; y 9,0 con álcali y/o ácido estándar (NaOH 0,1 N

y H2SO4 0,1 N respectivamente).

B) Se mezcla rápidamente cada muestra por 3 minutos, seguido de 12 minutos de

“floculación” a velocidad lenta.

C) Se mide la turbidez del sobrenadante de cada muestra sedimentada (se utilizó un

nefelómetro portátil modelo 2100p Hach).

D) Se graficó la turbidez versus pH residual, y se seleccionó la mejor respuesta (pH al

cual la turbidez es menor).

E) Usando este pH, se repitieron los pasos B) y C) variando la dosis de coagulante (con

rangos cercanos a la primera aproximación).

F) Se graficaron la turbidez residual versus la dosis de coagulante y se selecciona la

dosis “óptima” (dosis a la cual la turbidez es menor, el Índice de Willcomb es mejor y/o

el pH residual es mayor a 5,5)

G) Al usar un polielectrolito (floculante), se repite el procedimiento, adicionando el

polielectrolito hacia el final de la mezcla rápida.

Para la determinación de las dosis óptimas (mejores) se fijaron tres criterios sobre la

calidad del efluente:

1) Turbidez final del clarificado: menor turbidez es mejor respuesta.

2) pH final: se estableció como límite el exigido por la norma 609 de descarga de aguas

al alcantarillado (pH entre 5,5 y 9)

3) Calidad del flóculo: medido por el índice de Willcomb para diferenciar situaciones de

complejidad a los dos criterios anteriores.



3.3. Selección de las plantas de tratamiento y su o peración

Para el análisis de la mejor alternativa de tratamiento de RILes, se realizó un llamado

abierto a diferentes empresas dedicadas al tratamiento de aguas residuales, para

realizar una operación en paralelo de plantas piloto.

Esta propuesta fue aceptada por tres empresa las cuales instalaron sus plantas piloto

en una bodega de la empresa South Pacofic Korp (SPK).

Dado que era primera vez que se realizaba experiencia de este tipo en donde las

empresas que atendieron al llamado efectuado por la ASIPES (Asociación de

Industriales Pesqueros) a través del gerente encargado de estudiar y desarrollar el

proyecto de construcción de unos emisarios submarino para la descarga de aguas

residuales fuera de la zona de protección del litoral y así dar cumplimiento a la tabla N°5

del Decreto Supremo 90/2000.

Se efectuaron pruebas de tratamiento con plantas de las empresas Beckart, Nijhuis y

Krofta. A esto se debe agregar el hecho de que también se unió a las pruebas una

planta de oxidación por ozono de la empresa Bioaqua (empresa de Dinamarca), la cual

se encontraba en la zona realizando ensayos similares.

La operación de las plantas piloto se llevó a cabo bajo un sistema semi-batch, en donde

si bien las plantas operaban a flujo continuo (con excepción de las planta de Bioaqua) el

tipo de RILes tratados era cargado en un estanque de 25 m3, el cual alimentaba estas

plantas. Los tipos de RILes alimentados eran los proporcionados por las diferentes

empresas pertenecientes a la ASIPES, por lo cual, si bien se puede tratar de un RIL

producto de procesamiento de una misma especie, sus características son variable, ya

que éstas dependen de factores como: la distancia de la descarga, tipo de descarga,

características de los barcos, etc.)



3.3.1 Características generales de las plantas de t ratamiento

3.3.1.1 Beckart

Las plantas de tratamiento de flotación continuas de Beckart están diseñadas para

tratar Residuos Industriales Líquidos (RILes) con grandes niveles de flujo. Los RILes

libres de sólidos mayores se colectan en un estanque de ecualización, desde donde son

transferidos a una unidad de reacción y mezcla. La adición de coagulante, buffer y

polímero en presencia de micro-burbujas permiten que los contaminantes se separen

del agua y floten en la superficie del clarificador en forma de lodo. El agua recorre el

clarificador en contracorriente, saliendo por gravedad al punto de descarga. El lodo

generado contiene entre 90 y 95% de humedad.

Esta planta está diseñada para manejar confiablemente volúmenes más grandes de

aguas residuales., pero para este caso se realizaron pruebas con una planta piloto que

opera a un promedio de 1 m3/h.

Los sistemas continuos por flotación de Beckart proporcionan una solución altamente

eficaz para tratar las aguas residuales que contienen aceite flotante o aceites

emulsionados, metales pesados disueltos, jabones, surfactantes, y muchas otras

corrientes de aguas residuales.

Las capacidades de las plantas Beckart van desde 1 m3 a los 225 m3 por hora, además

de poseer una sección de almacenamiento de lodos. Beckart ofrece tanque y

clarificadores de fondo plano (o fondo de tolva) para el drenaje y la facilidad completa

de limpieza.

Esta planta, como se muestra en la figura 2.3, posee una geometría rectangular

sencilla. La mezcla aditivos/RIL se realiza en un reactor agitado (figura 2.5), donde se

produce la coagulación, ingresando la mezcla hacia el estanque separador. Esta planta

piloto cuenta con dos opciones de incorporar el aire: aire a presión (6 atm) operando

bajo la modalidad DAF, y aire atmosférico inducido, operando bajo la modalidad IAF.

Los lodos son retirados por una paleta, que actúa con cadenas unidas a un motor

(figura 2.5).

La principal ventaja de esta planta radica en su simpleza, ya que todas las piezas

poseen repuestos en la industria nacional, además de su bajo costo (Beckart, 2004).



Figura 2.3 Planta piloto para caudales promedio de 1 m3/h

Figura 2.4 Paletas removedoras de lodo

Figura 2.5 Equipo de adición de químicos



3.3.1.2 Nijhuis

Esta planta piloto, al igual que la anterior, posee una geometría rectangular (figura 2.7)

y está destinada para el tratamiento de en promedio 5 m3/h. Una de las características

de esta planta es que en su interior contiene una serie de placas paralelas inclinadas, lo

que permite que exista un mayor tiempo de contacto entre las microburbujas y los

sólidos presentes en el RIL, lo cual aumentaría la eficiencia de la planta. La mezcla

aditivos/RIL se realiza en un reactor tubular de flujo pistón, donde se produce la

coagulación en forma homogénea a lo largo del tubo, pudiendo tomarse muestras en

distintas partes e ingresando la mezcla hacia el estanque separador (ver figura 2.6).

Figura 2.6 Tubería de reacción

Un floculador tubular es un reactor de flujo forzado y se utiliza donde un coagulante,

floculante y opcionalmente un reactivo químico para corrección del pH, se dosifican en

forma consecutiva para la remoción de DQO, DBO, Turbidez, Precipitantes, etc. El

proceso se efectúa bajo condiciones optimizadas altamente controladas y bien

definidas, hasta 9 m3/h por unidad.

La introducción de las placas al interior del separador, y la incorporación de aditivos

químicos mediante un reactor tubular de flujo pistón (figura 2.9), según sus

distribuidores ha logrado disminuir los volúmenes de aditivos químicos asociados con

respecto a un sistema común, para un mismo caudal a tratar (Nijhuis, 2004).



Figura 2.7 Planta piloto para un caudal promedio de 5 m3/h

Figura 2.8 Paletas removedoras de lodo




3.3.1.4 Krofta

Esta planta es de geometría circular (figura 2.10) para el tratamiento de un caudal de 3

m3/h. Posee un carro giratorio en su interior que viaja en dirección opuesta a la

dirección de las aguas a separar, anulándose la fuerza resultante entre ambas. Con

este sistema de operación nace el concepto desarrollado por Krofta llamado velocidad

cero, con el cual se logra disminuir los tiempos de residencia y aumentar la eficiencia en

la separación de los sólidos coagulados (figura 2.12).

La alimentación de aire se efectúa a través de un tubo de saturación de aire en donde

se disuelve aire a presión en el agua proveniente del clarificador. Se puede considerar

que del agua proveniente del clarificador se recircula un 25% para la disolución de aire,

el cual puede aumentar según la concentración de sólidos en el agua, a su vez este

tanque de saturación de aire cuenta con una válvula de alivio de presión al final de tal

modo de producir las microburbujas requeridas para la flotación. Una de las

características de esta planta es que según sus fabricantes ellos son capaces de

producir las burbujas de menor tamaño del mercado este diámetro fluctúa entre los 30 y

los 70 µm.

La alimentación de aditivos químicos se efectúa a través de un mezclador estático

(figura 2.11). Cabe destacar que en esta ocasión la planta de tratamiento no contaba

con los equipos de adición originales, por lo cual fue necesario adaptar un sistema para

este fin. Dicha adaptación corrió por cuenta de la empresa Nalco, que envió dos

ingenieros civiles químicos (encargados de realizar la implementación del sistema),

junto con personal para verificar y controlar su funcionamiento.

De acuerdo a lo especificado por los fabricantes, la principal ventaja de esta planta

radica en su bajo peso específico, lo que permite montar una estructura sobre otra,

reduciendo de esta forma los espacios asociados a tratamiento.

Se puede destacar también que estas plantas poseen una altura estándar para todas

las plantas de 60 cm, por lo cual según el caudal sólo varía el diámetro de la planta

(Krofta, 2004).



Figura 2.10 Planta piloto para un caudal promedio de 5 m3/h


Figura 2.12 Deflectores para disminuir la velocidad de flujo



3.3.1.5 Bioaqua

Las plantas de tratamiento por ozono cuentan con equipos generadores de ozono, las

cuales son unidades compactas, perfectamente ensambladas y listas para producir

ozono de forma económica a partir de oxígeno (figura 2.13). Los niveles de producción

de ozono pueden ser ajustados entre un rango de valores para conseguir la aplicación

requerida.

Los valores técnicos más importantes del equipo están parametrizados en el monitor,

para asegurar una correcta y fiable manipulación del mismo.

Según sus fabricantes una de las principales diferencias frente a otros métodos es el

total respeto al medio ambiente que se consigue al utilizarlo. Los contaminates, olores,

colores y microorganismos son directamente destruidos por el ozono sin dañar el

producto tratado y sin dejar residuos.

El proceso de generación del ozono es sencillo. El ozono se obtiene con generadores

especiales a partir de gases que contienen oxígeno, a los que se les aplica una

descarga eléctrica, generando así una corriente de alta tensión entre dos electrodos.

Estos eléctrodos están separados por un dieléctrico y dos espacios de descarga por los

que pasa un flujo de gas. Una parte de las moléculas del oxígeno del gas utilizado se

disocian en el campo eléctrico y se asocian a moléculas de oxígeno liberadas, formando

moléculas de ozono.

Esta planta es de geometría rectangular sencilla, a la cual se le burbujeaba

permanentemente Ozono en su interior. Este burbujeo ayuda a la flotación de los

sólidos ya oxidados.

El caudal a tratar por esta planta es de 1 m3 el cual es tratado por tres horas dentro de

la planta. Este funcionamiento en batch produce la oxidación progresiva de la materia

orgánica existente en el RIL y debido a ésto se está generando una gran cantidad de

sólidos y espuma. Este lodo es retirado en forma manual, ya que la planta no contaba

con un sistema mecánico para este fin (Bioaqua, 2004).



Figura 2.13 Planta piloto batch para el tratamiento de 1 m3/h

Figura 2.14 Alta generación de espuma con sólidos durante el tratamiento

Figura 2.15 Tanque de reacción



3.3.1.6 Planta biológica/ físico – quimica de DLC Soluciones Industriales S.A.

La planta piloto Físico-Química/Biológica está compuesta por tres unidades:

Estanque DAF

Estanque de fibra de acumulación

Estanque Biológico STM

• El estanque DAF posee una capacidad de tratamiento para caudales de 20 m3/h)

las dimensiones del estanque son: largo 6,1 m, ancho 1,7 m, altura de 2,3 m.

• La planta biológica posee una capacidad de tratamiento para caudales de 30 a

60 m3/día, dependiendo del tipo de RIL.

Especificaciones para su instalación:

La loza o terreno compactado y nivelado para soportar los pesos indicados,

correspondientes a la planta en funcionamiento.

Energía trifásica de acuerdo a los requerimientos.

Pozo o estanque desde donde poder alimentar la planta piloto. Lo ideal es que este se

encuentre cercano al sitio donde se instalará la planta piloto.

Una grúa para descargar los equipos del camión en el lugar de instalación de la planta

piloto.

• No se considera ajuste de pH

• Se considerara un pH de entrada entre 6.2 – 8.5, por lo que no se contempla

equipos por concepto de regulación de pH.

Cada empresa donde se instale la planta piloto, deberá disponer del piping para

conectar la planta piloto o las distintas unidades al pozo recolector de RILes.

Deberá también cancelar el traslado de la planta piloto desde donde se encuentre ésta

(otra empresa dentro de la zona).

Soluciones Industriales dispondrá de un operario para realizar labores de montaje y

puesta en marcha.



La inoculación con lodo biológico debe coordinarse en conjunto con Soluciones

Industriales SA; puede ser con un camión limpia fosas o bien inocular con mínimo 2 m3

de lodo.

3.3.2 Operación de las plantas piloto y toma de mue stras

Las plantas piloto fueron operadas por los representantes de las compañías, la

operación fue llevada a cabo en paralelo y se medieron diferentes parámetros tanto de

operación como resultados finales del tratamiento. La toma de muestras fue realizada

por personal del INPESCA (Instituto de Investigación Pesquera).

3.3.3 Pruebas efectuadas con los sistemas piloto

El objetivo general de las pruebas fue evaluar en terreno las eficiencias de remoción de

las plantas de tratamiento en distintos tipos de RILes generados en la industria

pesquera, a escala piloto.

Dentro de este contexto, se realizaron análisis de los RILes generados en los distintos

procesos desarrollados al interior de la industria pesquera, en términos de los

parámetros asociados a su clasificación (DBO5, Sólidos Suspendidos, Sólidos

Sedimentables, Aceites y Grasas), para conocer las características del RIL post –

tratamiento, evaluando el cumplimiento del D.S. 90/2000 para RILes vertidos fuera de la

zona de protección litoral por medio de un emisario submarino, el cual agruparía los

RILes de todas estas empresas

Otro objetivo fue el de conocer la cantidad y características de los lodos generados por

el tratamiento de RILes, con objeto de estudiar la posibilidad de incorporarlos al proceso

de elaboración de harina de pescado, determinar los costos asociados a la disposición

de lodos en vertedero ambientalmente autorizado por CONAMA, determinar la cantidad

de aditivos utilizada en las pruebas piloto de tratamiento, estimar consumos y costos

asociados a su utilización en escala real, conocer las prácticas operativas,

determinando las posibles fallas de los sistemas de tratamiento y alguna diferencia

significativa entre la operación de éstos.

Alguno de los RILes tratados en los pruebas efectuadas con las plantas politos se

resumen a continuación. La planta de DLC soluciones industriales fue operada con otro



tipo de RILes, por lo cual la comparación de su funcionamiento no se llevará a cabo con

las plantas que operaron en serie (Planta de Nijhuis, Beckart, Krofta y Bioaqua).

Tabla 3.1 Diferentes tipos de RILes tratados en las pruebas realizadas

Proceso Empresa

Descarga jurel recirculado para congelados

Pesquera El Golfo S.A.

Surimi Pesquera El Golfo S.A. Planta Refinadora de Aceite Pesquera Camanchaca S.A. Lavado planta Harina Pesquera Alimar S.A. Descarga Sardina Pesquera Alimar S.A. Lavado Prensas y tornillos Pesquera El Golfo S.A. Conservas Pesquera San José S.A.

En cada una de las pruebas realizadas se tomaron muestras compuestas del RIL crudo,

y del RIL post – tratamiento de cada una de las plantas. Al RIL se le efectuaron análisis

de Sólidos Suspendidos, Sólidos Sedimentables, Grasas y Aceites, DBO5 y Nitrógeno

Total Kjeldahl en el Laboratorio de Análisis Químicos del Instituto de Investigación

Pesquera. Cabe señalar que durante la ejecución de las pruebas, y durante la toma de

cada submuestra, se registró la turbidez con objeto de poder detectar algún cambio

significativo ya sea en la calidad del RIL crudo, como en la calidad del RIL tratado que

pudiera afectar los resultados obtenidos.

Así también una de las pruebas ejecutadas, fue el análisis de los lodos generados

efectuándose análisis de humedad, % en seco, grasas, cenizas y proteínas. Los

análisis de lodos se efectuaron en el laboratorio de control de calidad de la empresa

South Pacific Korp S.A. Además se les efectuaron análisis de Hierro disuelto en los

lodos generados (solo en algunas muestras).

Adicionalmente, en algunas pruebas se efectuó un tratamiento de algunos RILes

particulares, sin químicos, evaluando la eficiencia de remoción de Grasas y Aceites y

Sólidos Suspendidos. Estos resultados, debido a que para los objetivos poseen menor

importancia, serán presentados en los anexos.



3.4 Metodología analítica

La determinación de los parámetros de control (SST, pH y turbidez) se realizó según

metodología estandarizada (APHA, AWWA, WPCF, 1992) y referenciada en normativa

nacional; el resto de los parámetros analizados se solicitaron al laboratorio de RILes de

la Universidad de La Frontera y al Laboratorio del Instituto de Investigación Pesquero,

acreditados según Norma ISO – INN 17025.

Tabla 3.2 Parámetros analizados

Parámetro Metodología pH según Norma Chilena 2313/1

de 1995 Temperatura (T) según Norma Chilena 2313/2

de 1995 Sólidos Suspendidos Totales (SST)

según Norma Chilena 2313/3 de 1995

Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5)

según Norma Chilena 2313/5 de 1996

Aceites y Grasas (AyG) según Norma Chilena 2313/6 de 1997

Determinación de Turbidez según Métodos Normalizados (APHA, AWWA, WPCF, 1992), método N°2130

3.4.1 Determinación de pH según Norma Chilena 2313/1 de 1995: esta norma

establece la determinación de pH en aguas residuales. Método basado en la

determinación de la actividad de los iones hidronio por medición potenciométrica,

empleando un electrodo de referencia, previa calibración del instrumento con soluciones

de pH estándar. Se utilizó un pHmetro modelo 44300 de Hach.

3.4.2 Determinación de Temperatura (T) según Norma Chilena 2313/2 de 1995: el

método consiste en la determinación de la temperatura de una muestra por

termometría. La medición se debe efectuar en un lugar de toma de muestra y evitando

toda posible alteración provocada por el medio ambiente.



3.4.2 Determinación de Sólidos Suspendidos Totales (SST) según Norma Chilena

2313/3 de 1995: esta norma establece el método de análisis para sólidos suspendidos

totales secados a 103ºC – 105ºC, en aguas residuales. El método se basa en filtrar una

muestra bien homogeneizada a través de un filtro tarado de fibra de vidrio estándar con

un diámetro de poro de 0,25µm y secar el residuo retenido hasta masa constante, a

103ºC – 105ºC .El aumento de masa del filtro representa el contenido de sólidos

suspendidos totales. Se utilizó una estufa WTB Binder y una balanza analítica.

3.4.4 Determinación de Demanda Biológica de Oxígeno (DBO5) según Norma

Chilena 2313/5 de 1996: esta norma establece el método de análisis para la

determinación de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) en aguas residuales. El

método se basa en determinar el oxígeno consumido por microorganismos, cuando se

incuba una muestra en la oscuridad a 20ºC, durante cinco días, determinándose el

oxígeno mediante el método de Winkler azida modificada.

3.4.5 Determinación de Aceites y Grasas (AyG) según Norma Chilena 2313/6 de

1997: esta norma establece el método de análisis para la determinación de aceites y

grasas en aguas residuales, combinando la extracción mediante un aparato Soxhlet y

la partición con solvente. El método consiste en la determinación gravimétrica de

sustancias extraídas desde muestras acuosas con solvente n-hexano.

En la muestra acuosa, los jabones metálicos solubles son transformados en su ácido

graso por acidificación. Algunos aceites, sólidos y grasas viscosas presentes son

separados desde la muestra líquida por filtración, seguida por la extracción con n-

hexano en un aparato Soxhlet.

3.4.6 Determinación de Nitrógeno Total Kjeldahl (NT K) la determinación se realiza

en tres etapas: digestión, destilación y medición del nitrógeno en forma de amonio. En

la digestión los compuestos de carbono se oxidan a CO2, y la mayor parte de las formas

presentes de nitrógeno a amonio. La digestión se realiza con ácido sulfúrico y un

catalizador metálico a unos 200 °C de temperatura durante 2 horas. En la destilación se

añade hidróxido sódico al digerido y se recoge el amonio desprendido en una solución

de acido bórico, sobre la que se determina el amonio presente por los métodos

colorimétricos o por titulación



3.4.7 Determinación de Turbidez según Métodos Normalizados (APHA, AWWA,

WPCF, 1992), método N°2130-B “Método Nefelométrico”: este método se basa en la

comparación de la intensidad de la luz dispersada por la muestra en condiciones

definidas y la dispersada por una solución patrón de referencia en idénticas

condiciones. Cuanto mayor es la intensidad de la luz dispersada, más intensa es la

turbidez (se utilizó un nefelómetro portátil modelo 2100p Hach).

_________________________________________________________________________________Evaluación técnica y estudio de costos para la implementación de un sistema de tratamiento de las aguas residuales de una empresa pesquera

CAPÍTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIÓN

_ _________ CAPITULO IV RESULTADOS Y DISCUSIÓN


CAPÍTULO 4 RESULTADOS Y DISCUSIÓN

4.1 Planta de congelados

Dentro de la planta de congelados se realizó una caracterización de los RILes de

proceso y una identificación del uso de agua, durante el proceso y durante el lavado de

la planta.

Durante el proceso de elaborado de pescado congelado se utiliza agua proveniente de

3 fuentes:

• Agua de mar

• Agua de puntera (pozo profundo)

• Agua potable

4.1.1 Utilización de agua en la planta

4.1.1.1 Para proceso

Durante el proceso productivo se utiliza agua de mar, con la cual se produce hielo para

mantener baja la temperatura de los tanques de alimentación de pescado al proceso.

Este volumen no se cuantifica, ya que se va produciendo de acuerdo con la velocidad

del proceso y estado de la pesca. A la vez de ir variando de acuerdo con los volúmenes

de pesca a procesar (esta agua está autorizada por el Servicio de Salud para ser

empleada en contacto con la materia prima).

El agua potable es utilizada para ayudar al transporte de la materia prima durante el

proceso y también para la limpieza de los cuchillos durante el proceso de corte de

cabeza y eviscerado. Luego de estudiar estos puntos de utilización se pudo disminuir su

consumo a través de recomendaciones simples como es el cambio de las boquillas de

aspersión a una de menor diámetro y también con la eliminación de algunas válvulas

que no prestaban real utilidad. Los caudales de estos equipos no fueron cuantificados,

ya que no permanecían estables durante el proceso; debido a ésto su medición no sería

exacta o una aproximación a la realidad.

_ _________ CAPITULO IV RESULTADOS Y DISCUSIÓN


4.1.1.2 Para limpieza

El agua de las punteras antes de ser utilizada en la planta, pasa por un filtro de 100 µm

para retirar todo tipo de sólidos con un tamaño superior a 100 µm, por otra parte, es

sometida cada 15 días de procesos a análisis, que consideran la medición de

parámetros microbiológicos, para asegurar su calidad.

El agua de puntera en la planta de congelados de Pesquera ITATA S.A. se utiliza sólo

para realizar el lavado de los equipos de la planta luego del procesamiento de la

materia prima.

Procedimiento:

• Limpieza por arrastre de los sólidos de mayor tamaño

• Preparación de las soluciones sanitizantes

• Enjuague de las superficies posterior a la sanitización

• Tratamientos y controles de seguridad

4.1.2 Diagrama de flujo del proceso

Las canaletas de RILes de la planta de congelados fueron caracterizadas, con el

objetivo de medir parámetros tales como la concentración de sólidos suspendidos

totales, sólidos sedimentables y concentración de aceites y grasas. Con estos

resultados se creó un diagrama de flujo de los RILes de proceso (figura 4.1), en donde

se detallan los resultados obtenidos.

Para comprender el diagrama de flujo se debe tener en cuenta la figura 4.2 el la cual se

presenta una vista isométrica de las canaletas de la planta.

_______________________________ ___________ CAPITULO IV RESULTADOS Y DISCUSIÓN

______________________________________________________________________________________________Evaluación técnica y estudio de costos para la implementación de un sistema de tratamiento de las aguas residuales de una empresa pesquera

40

Figura 4.2 Plano isométrico canaletas planta de congelados

_______________________________ ___________ CAPITULO IV RESULTADOS Y DISCUSIÓN


41

Figura 4.1 Diagrama de flujo de los RILes de proceso de la pesquera ITATA S.A

_________ CAPITULO IV RESULTADOS Y DISCUSIÓN


4.1.3 Cambios en el proceso

Para el RIL identificado con el punto tres en el diagrama de flujo (figura 4.1), se realizó

la recomendación de enviar esta corriente directamente a la planta de harina ya que

debido a sus altos contenidos en aceites y sólidos, se podría realizar una recuperación

de éstos. Los resultados de las concentraciones de esta corriente son los indicados en

la tabla 4.1 como muestra 3.

Tabla 4.1 Características del ril de proceso

Identificación

muestra Sólidos

Sedimentables (mL/L*1 h)

Sólidos Suspendidos

(mg/L)

Aceites y Grasas (mg/L)

Muestra 1 6,5 1.508 520 Muestra 2 8,0 689 248 Muestra 3 0,5 10.400 13.344

En base a los resultados obtenidos con cada muestreo, el cual fue obtenido en base a

una muestra compuesta (como se señala en la metodología), se pudo llegar a la

conclusión que se puede considerar la concentración de sólidos como concentración de

materia prima para la producción de harina, es decir, 1000 mg de sólidos = 1000 mg de

harina. A partir de ésto se tomó la decisión de enviar esta corriente directamente a la

planta de harina, con lo cual se obtendrá una ganancia neta de 30.888.000 millones de

pesos al año y por concepto de recuperación de aceite la suma es de 36.329.040

millones de pesos al año. Esto es sin considerar los costos de producción, los cuales se

deben restar a estos valores (ver base de cálculo en el anexo A1)

4.2 Optimización de la planta de tratamiento

La planta de tratamiento que está siendo utilizada actualmente en la planta de

congelados de la pesquera es un equipo físico/químico del tipo CAF (flotación por aire

mediante cavitación), que está dimensionada para tratar un flujo de 15 m3/h, pero

debido a que en la actualidad los niveles de eficiencia de la producción han ido en

aumento, también se ha incrementado el flujo de RIL a tratar a 20 m3/h, por lo cual las

dosificaciones entregadas durante la puesta en marcha por el fabricante ya no surten el

mismo efecto.



4.2.1 Elección del pH óptimo de trabajo

La determinación del pH optimo de trabajo guarda relacion con identificar cual es el

mejor pH para producir la coagulacio, por esto se realizaron ensayos en los cuales se

determino la turbidez de la muestra de RIl a diferentes pH, los que fueron variados con

la adición de NaOH 1N.

De los resultados obtenidos (ver figura 4.3) se pudo determinar que el pH optimo se

encuentra en el rango de pH de RIL (6,8 – 7,8) por lo que se decidio trabajar con el pH

normal del RIl y así evitar gastos innecesarios en químicos para producir una alteración

de este.

Figura 4.3 Ajustes del pH del RIL de proceso, para determinar el óptimo

Variacion de la turbidez respecto a el pH

0

5

10

15

20

25

30

35

4 5 6 7 8 9

pH

Tur

bide

z (N

TU

)

Se escogió trabajar con el pH original de la muestra (7,35)

4.2.2 Dosificación de coagulante

La prueba para identificar la mejor dosis de coagulante se llevó a cabo en los

laboratorios de la Universidad la La Frontera, de acuerdo a la metodología antes

señalada.



Para este objetivo se contaba con 20 litros de RIL de proceso, el cual se llevó

congelado desde las instalaciones de la planta en Talcahuano, razón por lo que no se

desarrollaron análisis biológicos (DBO5) de este RIL.

En la tabla 4.1 se presentan los valores obtenidos de los análisis, efectuados para

determinar la mejor dosificación de producto, que cumpla con los requerimientos del

efluente de salida, sin dejar de lado que esta dosificación debe ser la mejor también

desde el aspecto económico.

El coagulante empleado para realizar las pruebas fue FeCl3 comercial, el cual es el que

actualmente está en uso en la planta. Para realizar las pruebas se trabajó con el

producto concentrado (densidad = 1,458 kg/L), ya que se solicitó que las dosis

calculadas fueran entregadas en mL del producto comercial utilizado, y no en ppm.

Por otra parte es necesario mencionar que los valores entregados en la tabla 4.1, no

consideran un ajuste de ph.

Tabla 4.1 Dosificación de coagulante

Turbidez

(NTU) Dosis (mL)

88,5 0,75 51,3 1 26,9 1,25 20,8 1,5 17,6 1,75 13,8 2 15,3 2,5 13,8 3,0 12,4 6,0 11,9 9,0 11 12,0

17,8 15,0 20,6 20,0 20,1 25,0 22,8 30,0 26,9 35,0 21,4 40,0



Producto del cambio de dosificación de coagulante el ahorro neto anual, considerando

el preció del FeCL3 de 280 US $/ton es de aproximadamente 6 millones de pesos, ya

que el cambio de dosificación fue una reducción en la dosis de lavado de planta en

1mL.

Base de cálculo para determinar el ahorro de políme ro

• Ahorro = 2 mL

• Volumen a tratar = 20 m3/h

• Días de operación al año = 150

• Horas de operación = 10

d

hd

m

L

h

m

kg

ton

g

kg

mg

g

L

mL 10

año

150100020

1000

1

1000

1

1000

45.1203

3

××××××× =año

5.43 ton

$

$550$280

año

5.43

uston

USton×× =

año

000.699.6$

4.2.3 Dosificación de Polímero

Actualmente la dosificación de polímero está a cargo de los operarios de la planta de

tratamiento, los cuales son los encargados de ir preparando la mezcla, de acuerdo a lo

que ellos consideren conveniente para cada etapa de operación de la planta, es decir,

la preparación está de acuerdo al proceso que se vaya a llevar a cabo. La dosis

empleada para este fin es de 36 mg/L en promedio. Esta dosificación se calculó en

forma estimativa, ya que no era posible verificar este resultado, porque la forma de

medida que utilizaban los operarios tenía una variabilidad muy grande.

La dosis recomendada a utilizar fue estimada luego de realizar los test de jarra con

algunas muestras de RILes, pruebas, que fueron desarrolladas por personal de la

empresa Nalco.

En primer lugar se realizó una prueba de la dosificación del polímero con un rango que

varió desde los 2 ppm a los 36 ppm. Debido que al momento de realizar estos ensayos

no se contaba con equipo de laboratorio, la selección de la mejor dosis se efectuó



mediante inspección visual, en donde se seleccionó el mejor flóculo debido a su

apariencia y consistencia.

La dosis empleada para el análisis fue de 10 ppm con lo cual se obtuvieron los valores

de turbidez presentados en la tabla 4.2

Tabla 4.2 Resultados de turbidez para los diferentes polímeros

Producto NALCO Dosis (ppm) Turbidez (NTU) 9901 5 1,6 8184 10 6,6

GR 105 10 2,7 71325 10 2,0

Luego del análisis de los 4 diferentes tipos de polímeros aniónicos probados se escogió

trabajar con el polímero GR 105 debido a que es del tipo GRAS (Generally Recognized

as Save), con lo cual el sólido recuperado puede ser utilizado para la producción de

harina.

La tabla 4.3 presenta valores de turbidez obtenidos luego de realizar una variación de la

concentración de polímero (se ajusto pH de las muestras a 7 antes de realizar la adición

de polímero).

Tabla 4.3 Resultados de turbidez para polímero GR 105

Dosis (ppm) Turbidez (NTU) 8 2,9 9 2,92 10 3,5 11 3,3

Para el RIL de proceso, la mejor dosis de polímero fue 9 ppm, con el polímero GR.

Para el RIL de Lavado, la mejor dosis de polímero fue 4 ppm

Producto del cambio de dosificación de polímero el ahorro neto anual, considerando el

preció del polímero de 3,4 US $/kg es de aproximadamente 2 millones de pesos, ya

que el cambio de dosificación fue de 36 ppm que se ocupaban, a 10 ppm (esto



considerando un ahorro promedio, debido al cambio en la dosificación en el proceso y el

lavado de planta, en donde el ahorro fue del orden de 2 ppm).

Base de cálculo para determinar el ahorro de políme ro

• Ahorro = 26 ppm

• Volumen a tratar = 20 m3/h

• Días de operación al año = 150

• Horas de operación = 20

d

hd

m

L

h

m

g

kg

mg

g

L

mg 20

año

150100020

1000

1

1000

1203

3

×××××× =año

1200kg

$

$550$4,3

año

1200

uskg

USkg×× =

año

000.244.2$

Cabe destacar que la dosificación de polímero se calculó en base a lo que se debe

aplicar por litro de RIL a ser tratado y con las concentraciones de esté (según la

concentración de sólidos, aceites y grasas, etc.) y se tomó en cuenta el cambio

producto del desvío de las corrientes más concentradas a la planta de harina.

4.3 Ensayos piloto

De los ensayos piloto realizados se puede decir que se obtuvo la siguiente información,

la cual es detallada más adelante:

- Características del RIL crudo y tratado por cada una de las plantas piloto.

Comparación de los resultados con los estándares establecidos en el D.S.

90/2000, para vertido fuera de la ZPL (zona de protección del litoral).

- Cantidad y características de lodos generados por m3 de RIL tratado, en las

distintas pruebas ejecutadas.

- Costos asociados a la disposición del lodo en vertedero industrial, v/s costos

asociados a la incorporación de éstos al proceso de elaboración de harina y

aceite de pescado.



- Consumo de coagulantes y polímeros por m3 de RIL tratado, y costos estimados

a su aplicación.

En el Anexo A 1 se entrega una descripción detallada de las observaciones efectuadas

en terreno y los resultados de turbidez obtenidos en cada una de las pruebas.

Tabla 4.5 Característica del RIL de entrada

RIL proveniente de DBO5

mg/L AyG mg/L

SST mg/L

Ssed mL/L*h

NTK mg/L

Descarga jurel recirculado 1.500 111 2.583 1 45,9 Descarga jurel para congelados

374 37 306 0,1 Nm

Descarga Sardinas 7.000 225 1.140 17 Nm Lavado Prensas y tornillos 66.732 4.043 20.120 900 Nm

Surimi 6.000 460 2.317 100 58,8

Aceite 25.000 4.090 17.205 4 629

Lavado planta harina 3.980 310 3.233 nm 88,9 nm = no medido

Con estos parámetros de entrada se realizó el tratamiento en paralelo de las tres

plantas DAF y la planta de ozono antes señaladas. Los resultados obtenidos se

presentan a continuación en forma de gráficas que señalan las eficiencias de remoción

obtenidas por cada planta. Cabe destacar que sólo en algunos de los ensayos

funcionaron las 4 plantas en paralelo y que la planta piloto de ozono de la empresa

Bioaqua es una planta que funciona en modalidad batch, por otra parte también se

realizaron pruebas con la planta de la empresa Beckart operando en modalidad IAF.

La toma de muestras y observaciones realizadas durante la operación es presentada en

el anexo A 2.

4.3.1 Eficiencia de remoción

El los gráficos presentados a continuación se informa la eficiencia de remoción para los

diferentes parámetros obtenidos durante la operación de las plantas.



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Beckart Nijhuis Ozono

Planta Piloto

% E

ficie

ncia

de

rem

oció

n

DBO5

A y G

SST

Ssed

Figura 4.4 Eficiencia de remoción para el RIL de descarga de jurel con recirculación

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Nijhuis Krofta

Planta Piloto

% E

ficie

ncia

de

rem

oció

n

DBO5

A y G

SST

Ssed

Figura 4.5 Eficiencia de remoción para el RIL de planta de jurel para congelados



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Beckart Nijhuis Krofta

Planta Piloto

% E

ficienc

ia d

e re

moc

ión

DBO5

A y G

SST

Ssed

Figura 4.6 Eficiencia de remoción para el RIL de descarga de sardinas

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100


Planta Piloto

% E

ficie

ncia

de

rem

oció

n

DBO5

A y G

SST

Ssed

NTK

Figura 4.7 Eficiencia de remoción para el RIL de planta de aceite



0102030405060708090

100

Beckart Nijhuis Krofta Ozono

Planta Piloto

% E

ficie

ncia

de

rem

oció

n

DBO5

A y G

SST

Ssed

Figura 4.8 Eficiencia de remoción para el RIL de elaboración de surimi

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100


Planta Piloto

% E

ficie

ncia

de

rem

oció

n

DBO5

A y G

SST

NTK

Figura 4.9 Eficiencia de remoción para el RIL de lavado de planta de harina



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Beckart Krofta

Planta Piloto

% E

ficie

ncia

de

rem

oció

n

DBO5

A y G

SST

Ssed

Figura 4.10 Eficiencia de remoción para el RIL de lavado de prensas y tornillos

Como se puede extrapolar de la información de las gráficas, la eficiencia de las plantas

DAF no presenta una gran variabilidad ya que para todas las pruebas realizadas las

eficiencias de estas tres plantas no presentan una variabilidad mayor al 5%. Cabe

destacar que en el primer gráfico (figura 4.4) las plantas no estaban estabilizadas del

todo, lo que podría explicar la diferencia mayor en cuanto a la remoción de los sólidos

en suspensión totales. A su vez también es necesario señalar que la planta de

tratamiento por adición de ozono, en algunos casos no eliminó los sólidos suspendidos

y el alto valor promedio obtenido en la remoción de sólidos sedimentables se debe a

que esta planta sólo trabajó con dos tipos de RILes (descarga de jurel con recirculación

y RIL de planta de harina), a su vez cabe destacar que las plantas operadas en

modalidad DAF y IAF de las otras empresas participantes de las pruebas no pudieron

reducir los nivel de nitrógeno en todos los RILes.

Se puede señalar que la planta de tratamiento que utiliza la inyección de ozono no es

muy eficiente en comparación con las plantas DAF, y sólo presenta eficiencias similares

para la remoción de DBO5, pero en cuanto a los otros parámetros estudiados no posee



la suficiente eficiencia como para dar cumplimiento a los parámetros exigidos en el D.S.

90/2000, Tabla 5 (ver tabla 4.15).

Debido a que se quiere dar cumplimiento al D.S. 90/2000, que regula la descarga de

RILes fuera de la ZPL, a través de un emisario submarino, se debe señalar que el RIL

proveniente de la descarga de jurel para congelados sin recirculación, cumple la norma,

por lo cual no sería necesario realizar un tratamiento de éste, pero por otra parte es

necesario destacar que este RIL no se seguirá produciendo en el futuro, ya que todas

las empresa están pensando en realizar descargas con recirculación, lo que disminuye

los volúmenes de agua utilizado y aumenta la concentración de variables como los

sólidos sedimentables. Estos parámetros son los señalados en la tabla 4.5, en donde

por ejemplo los valores medidos para este RIL en el parámetro sólidos suspendidos

totales es de 306 mg/L y la norma permite descargas de 700 mg/L, pero con una

descarga con recirculación este valor se estima que se incrementara hasta cerca de los

1000 mg/L.

Los otros RILes analizados no cumplen la norma sin tratamiento. Pese a que las

concentraciones de estos no son estándar para todas las empresas, ya que la

concentración de estos parámetros va a depender de la distancia que exista al pontón,

los métodos de pesca y si posee refrigeración; por esto es necesario estudiar las

dosificaciones para caso en particular.

Por otra parte se puede decir que todos los RILes post tratamiento, cumplen con lo

establecido en el D.S. 90/2000, tabla 5, a excepción de los RILes de lavado de

estanques de planta harina, que superan el estándar en los Sólidos Suspendidos. Por

otra parte este ril se genera en muy baja cantidad, por lo cual puede ser combinado con

otra corriente para diluirlo y así poder tratarlo. Además, para dichos RILes se

recomienda la incorporación de equipos retenedores de sólidos (tambores rotatorios o

escaleras), previo al ingreso a algún sistema de tratamiento.



Tabla 4.6 Resumen de la eficiencia de remoción promedio de las plantas

Eficiencia promedio %

Beckart

(DAF y IAF) Nijhuis (DAF)

Krofta (DAF)

Bioaqua (Ozono)

DBO5 74,5 70,7 67,5 65,1 A y G 95,7 81,3 93,4 82,1 SST 83,8 81,3 89,6 25,8 Ssed 74,1 80,5 81,7 94,7 NTK 13,0 17,5 20,0 23,6

En la tabla 4.6 se indican las eficiencias promedio obtenidas por las plantas durante su

operación, destacando en negritas la planta que mostró mejores eficiencias para cada

uno de los parámetros. Estas eficiencias fueron calculadas a partir de todos los

resultados obtenidos durante la operación, por lo cual es necesario mencionar que en

algunos casos las plantas fueron evaluadas y estas no se encontraban completamente

estabilizadas.

4.3.2 Características y volúmenes de lodo generado s

4.3.2.1 Lodos resultantes del tratamiento con quími cos

Tabla 4.7 Lodo obtenido del tratamiento con químicos

Proceso Lodos * (kg./m 3)

Humedad (%)

Sólidos Totales (%)

Grasas (%)

Cenizas (%)

Proteínas (%)

Descarga jurel sin recirculación

0,2 95,4 4,7 0,1 1,36 3,2

Descarga jurel con recirculación

0,8 – 1,3 98,0 2,0 0,2 1,1 0,8

Conservas 1,5 – 1,7 94,1 6,2 0,5 3,23 2,5

Surimi 1,7 – 2,2 94,5 5,5 3,3 0,5 1,8

Descarga sardina 1,0 – 1,6 94,0 6,0 1,0 2,49 2,5

Aceite 16,8 – 17,1 90,7 9,3 5,1 1,9 2,3

Lavado harina, incluido estanques

19,5 – 19,9 88,8 11,2 1,4 2,1 7,7

* Lodos expresados en base seca



Las cantidades de lodos generados se pueden agrupar en dos, los lodos generados por

el tratamiento de RILes de carga media (Descargas, Conservas y Surimi), en que la

cantidad de lodo generada en base seca fluctúa entre 0,2 y 2,2 kg/m3 de RIL tratado, y

los RILes de alta carga (planta aceite y lavado), cuyos lodos fluctúan entre 17 – 20

kg/m3 de RIL (ver concentración de sólidos iniciales en tabla 4.5)

4.3.2.2 Lodos resultantes del tratamiento sin quími cos

Durante la operación de las plantas pilotos, también se estudió la operación de éstas

sólo con la adición de aire al RIL, es decir sin incorporar polímeros ni coagulantes, lo

que dio como resultados concentraciones de sólidos en el lodo, que son mostradas en

la tabla 4.8. Se debe señalar también que ésto sólo se probó con dos tipos de RILes, el

de descarga de jurel sin recirculación, el cual cumplía la normativa sin tratamiento, y el

RIL de surimi, esto se realizo con el objetivo de comprobar cómo respondería la planta

como un recuperador de sólidos.

Tabla 4.8 Lodos resultante del tratamiento sin químicos

Proceso Lodos * (kg/m 3)

Humedad (%)

SST (%)

Grasas (%)

Cenizas (%)

Proteínas (%)

Descarga j urel sin

recirculación

0,04 – 0,2 96,6 3,4 0,0 2,1 1,3

Surimi 0,3 – 2,3 95,8 4,2 0,3 0,1 3,8


4.3.2.3 Lodos resultantes del tratamiento con Ozono

Sólo se obtuvo muestra de la prueba efectuada con Surimi.

Tabla 4.9 Lodo obtenido del tratamiento con Ozono

Proceso Lodos

* (kg/m 3)

Humedad (%)

Sólidos Totales (%)

Grasas (%)

Cenizas (%)

Proteínas (%)

Surimi 1,02 93,1 5,9 0,4 0,15 6,35




Con respecto a lo anterior, se puede señalar que para los lodos obtenidos del

tratamiento de RILes de baja carga, no es recomendable incorporarlos directamente al

proceso de elaboración de harina, ya que puede provocar un aumento en la

concentraciones de sal en el producto final, por ello se recomienda emplear un sistema

de desaguado anterior a su utilización (filtros de prensa, centrifuga, prensa de tornillo,

etc.). Para los lodos obtenidos del tratamiento de RILes de alta carga es posible realizar

una incorporación directa al proceso, pero se debe tener en cuenta de que es necesario

realizar una adición controlada en el sentido de dosificarla, ya que estos lodos

presentan mayores concentraciones de Hierro por lo que su adición directa al proceso

puede provocar una coloración del producto final.

4.3.3. Costos asociados a la disposición final de l odos

La tabla 4.10 muestra los costos asociados a dos alternativas de disposición de lodos:

Disposición en vertedero industrial, en el cual se exige como requisito una humedad

máxima del 60%, razón por la cual habría que desaguarlos o secarlos antes de su

disposición, con el respectivo costo asociado. La otra opción como se señala

anteriormente, es la incorporación del lodo al proceso de elaboración de harina y aceite

de pescado a través de la línea de líquidos (circuito de reincorporación del agua de

cola), para lo cual se detallan los costos asociados, el costo asociado a la incorporación

del lodo al proceso, solo se informa el costo de procesarlos como materia prima por

esto el costo de secado el costo de proceso y no el costo de combustible necesario

para su evaporación.

4.3.3.1 Lodo obtenido de un RIL de carga media

Base de cálculo:

Suposición en base a un escalamiento de la producción de lodos en las plantas piloto a

una planta de 100 m3/h de RIL tratado, con una generación de lodos igual a la medida

en las plantas piloto: 1,2 kg de lodo /m3 de RIL tratado.



Tabla 4.10 Costos asociados a la disposición de lodos obtenidos del tratamiento de un RIL de carga media

Proceso Costo Secado (US$/m3 RIL)

Costo Disposición (US$/m3 RIL)

Costo Total (US$/m3 RIL)

Lodo a Vertedero 0,4 0,108 0,508

Lodo a Harina 0,0468 -0,72 -0,67

En el anexo A 2 se adjunta memoria de cálculo

El costo negativo resultante en la disposición del lodo como harina de pescado

corresponde al ingreso por venta de harina, considerando un valor de US$ 600 /ton de

harina.

El costo de disposición incorpora el costo de transporte

El costo de secado consideró su deshidratación hasta obtener un lodo con las

características necesarias para la opción estudiada, es decir 60% de humedad para ser

enviado al vertedero.

Como referencia se puede decir que el costo de evaporación directo del lodo, hasta una

humedad del 10 % es de 0,57 US$/ m3 de RIL tratado para un lodo con una

concentración de sólidos de 1,2 kg de lodo m3 de RIL tratado en base seca (Pesquera

Itata, 2005).

4.3.3.2 Lodo obtenido de un RIL de alta carga

Base de cálculo:

Suposición en base a un escalamiento de la producción de lodos en las plantas piloto a

una planta de 100 m3/h de RIL tratado, con una generación de lodos igual a la medida

en las plantas piloto, 18 kg/m3 de RIL promedio.

Tabla 4.11 Costos asociados a la disposición de lodos obtenidos del tratamiento de un

RIL de alta carga

Proceso Costo Secado (U$/m3 RIL)

Costo Disposición (U$/m3 RIL)

Costo Total (U$/m3 RIL)

Lodo a Vertedero 6,2 1,62 7,82

Lodo a Harina 0,7 -10,8* -10,1*

En el anexo A 2 se adjunta memoria de cálculo



Cabe destacar que los costos asociados al empleo del lodo como harina, no consideran

el costo de secado, ya que se consideró que la planta procesadora posee la capacidad

evaporadora instalada.

Los lodos generados en los sistemas de tratamiento DAF, presentan valores de grasas

adecuados a los requisitos de calidad de la harina de pescado. Estos pueden ser

incorporados en el proceso de elaboración de harina y aceite de pescado, pudiendo

generarse una cantidad del orden de 17.000 ton/año (considerando como base de

cálculo una planta de tratamiento de 100 m3/h, 20 h/día, 22 días/mes, 300 días/año).

Por otra parte también se puede decir que de los costos estimados para secado y

disposición final de lodo genera un gasto adicional importante por lo que se comprueba

que es mucho más atractivo incorporar los lodos al proceso de elaboración de harina y

aceite de pescado. Así también se debe señalar que los lodos generados en el sistema

de tratamiento con ozono, se caracterizaron por poseer gran cantidad de espuma, y ser

de difícil manejo.

___CAPITULO IV RESULTADOS Y DISCUSIÓN


4.3.4 Consumo de reactivos químicos

Para obtener la información del consumo de químicos, cada empresa informó la

dosificación empleada durante las pruebas.

La tabla siguiente entrega los consumos de reactivos químicos utilizados en las pruebas

piloto por la planta Nijhuis que opero a un flujo de 5 m3/h.

Tabla 4.12 Consumo de coagulante en la planta piloto de 5 m3/h

Tipos de RILes ppm FeCl3

m3/día RIL

Consumo en kg/día

Consumo en lt/día

Descarga Jurel Recirculado .(El Golfo)

301 120 86 59

Surimi (El Golfo) 301 120 86 59 Descarga Jurel (San Jose) 84 120 24 17

Aceite (Camanchaca) 721 120 206 142 Lavado Harina ( Alimar) 361 120 103 71

Descarga Sardina (Alimar) 329 120 94 65 Lavado Harina, Decanter ( El Golfo)

406 120 116 80

Conservas (San Jorge) 140 120 40 28 Descarga Jurel Recirculado .(B.Coronel)

168 120 48 33

Descarga sardina (SPK) 193 120 55 38 Precio de coagulante utilizado según cotización de empresa Ecofast: US$280 /ton.

Tabla 4.13 Consumo de polímero

Tipos de RILes ppm

Polímero Polímero

ECO - m3/día

RIL Consumo

kg/día Descarga Jurel Recirc .(El Golfo) 3 3150 120 0,4 Surimi (El Golfo) 3 3150 120 0,4 Descarga Jurel (San Jose) 3 3130 120 0,4 Aceite (Camanchaca) 7 3130 120 0,8 Lavado Harina ( Alimar) 3 3130 120 0,4 Descarga Sardina (Alimar) 7 3130 120 0,8 Lavado Harina, Decanter ( El Golfo) 4 446 120 0,5 Conservas (San Jorge) 2 3150 120 0,2 Descarga Jurel Recirc.(B.Coronel) 3 3150 120 0,3 Descarga sardina (SPK) 4 3150 120 0,5



Se informa consumo de la planta piloto de la empresa Nijhuis. Los polímeros utilizados

fueron del tipo aniónico. Precio polímero utilizado, cotización a empresa Ecofast: 0,25

US$/kg, durante la operación de las plantas se iban realizando test de jarra, por ésto en

la tabla anterior se muestran distintos tipos de polímeros.

En relación al consumo de aditivos químicos se cumple lo esperado, en el sentido que

al incrementar la carga del RIL se requiere de una mayor utilización de aditivos (FeCl3 y

polímeros)

Si bien las tres plantas DAF probadas utilizaron dosis relativamente altas, debido a que

se les solicitó que intentaran lograr la mejor remoción de compuestos, cabe destacar

que en aquellos RILes bastante concentrados, además de incrementar las dosis de

aditivos químicos fue necesario reducir el caudal de tratamiento, alrededor de un 50%

del caudal nominal, incrementando el tiempo de residencia para lograr la separación

requerida. Esto último es importante de considerar a la hora de diseñar los estanques

de ecualización.

Los problemas operacionales detectados durante las pruebas piloto, básicamente

estuvieron asociados a fallas de motores (bomba y paleta de lodos), y en el caso

particular de la planta de la empresa Krofta, estuvieron asociados a fallas en la

incorporación de aditivos a la planta, debido principalmente a diferencias en el diseño

de los equipos de alimentación (bombas, tamaño líneas, viscosidad de polímeros).

Por otra parte se puede señalar que la planta Krofta posee la variante de poder disolver

el aire en la línea de adición de químicos durante el inicio del tratamiento con RILes

muy concentrados, con lo cual elimina el problema que presentó la planta de Nijhuis con

los RILes de alta carga.



4.4 Propuesta de nuevo sistema de tratamiento

El sistema de tratamiento que se propone es un sistema físico/químico en serie con un

sistema biológico, ya que se desea ahorrar los costos asociados a la construcción de un

emisario submarino que permitiría descargar fuera de la ZPL ,por lo que se opto por

este sistema ya que permitirá realizar la descarga dentro de la ZPL en donde los

parámetros exigidos son más estrictos.

4.4.1 Dimensionamiento de la planta de tratamiento

Para realizar el dimensionamiento de la planta de tratamientos conjunta (para los RILes

de la planta de congelados, fábrica de harina y RILes de descarga) se consideró los

volúmenes de agua utilizados para realizar la descarga, según sea su tipo de pesca.

4.4.2 Simulación de las posibles configuraciones de descarga

Para estimar el tamaño óptimo de la planta de tratamiento, se realizó una simulación de

las posibles configuraciones de las descargas, tanto de las descargas a la planta de

harina, planta de congelados y descargas en paralelo.

Tabla 4.14 Cuadro resumen de los tiempos estimados para el tratamiento del RIL de

descarga

Tipo de descarga Horas de tratamiento necesarias

Tamaño de la planta

80 m/h 100 m/h 150/h Situación 1 14 13 8 Situación 2 14 11 8 Situación 3 14 11 8

Las situaciones empleadas para el modelamiento se detallan en el anexo A 4, para lo

que se supuso una situación hipotética (para obtener el máximo de caudal generado),

donde se consideró la descarga de 3 barcos en un periodo de 24 h, en donde 2 barcos

son descargados a la planta elaboradora de harina de pescado y uno a la planta de

congelado.



El objetivo de esta simulación resumida en la tabla 4.14 fue el de identificar los posibles

lapsos de tiempo entre las descargas y así determinar en que periodo de tiempo se

podría tratar la totalidad de este RIL de descarga.

De esta simulación se puede concluir que el tamaño óptimo de la planta es de 80 m3/h

ya que permitirá una mayor libertad de tiempo en el sentido del periodo necesario para

llevar a cabo el tratamiento.

En el anexo A 3 se detallan los costos de tratamiento.

4.4.3 Características del sistema de tratamiento es cogido

El sistema escogido se base en que el efluente deberá dar cumplimiento al D.S.

90/2000, que establece “Norma de Emisión para la Regulación de Contaminantes

Asociados a la Descarga de Residuos Industriales Líquidos a Aguas Marinas y

Continentales Superficiales”, específicamente a cuerpos de agua marinos dentro de la

zona de protección del litoral (parámetros de la tabla 4 del D.S. 90/2000) en caso de un

sistema de tratamiento físico-químico/biológico de tratamiento, y/o fuera de la zona de

protección de litoral en caso de la implementación del sistema físico/quimico de

tratamiento (parámetros de la tabla 5 del D.S. 90/2000).

Tabla 4.15 Extracto tablas 4 y 5 Decreto Supremo 90

Contaminante Unidad Expresión Limite máximo

permisible DZPL Tabla 4

Limite máximo permisible

FZPL Tabla 5

Limite máximo permisible a partir del

10º año de vigencia del presente decreto

FZPL Aceites y Grasas mg/L A y G 20 350 150 DBO5 mg O2/L DBO5 60 Fósforo mg/L P 5 Nitrógeno Total Kjeldahl

mg/L NKT 50

pH Unidad pH 6,0 - 9,0 SAAM mg/L SAAM 10 15 Sólidos Sedimentables mL/L(1h) S SED 5 50 20

Sólidos Suspendidos Totales

mg/L SS 100 700 300

Temperatura ºC Tº 30 30 30



4.4.3.1 Tratamiento Físico-Químico

Dependiendo de las líneas que ingresen al tratamiento, es decir, línea sardina/anchoa y

jurel, los costos de operacionales varían debido a que las cargas a remover son

distintas. Los valores que a continuación se presentan, son de acuerdo experiencia en

este tipo de planta.

Los costos operacionales por metro cúbico de RIL tratado para el caso que ingrese la

línea de jurel se estiman en $ 356 pesos (ver tabla 4.20). Estos costos fueron estimados

a partir de la experiencia de la empresa que realizo la cotización, en este tipo de

plantas. La dosis considerada para el reactivo coagulante es de 1700 ppm, 20 ppm en

base emulsión de floculante y 256 ppm de álcali (Cal), siendo este valor considerado

para un buen tratamiento.

Para el caso de la línea de sardina, los costos operacionales por metro cúbico de RIL

tratado se estiman en $ 585 pesos (ver tabla 4.21). Estos costos fueron estimados a

partir de la experiencia en este tipo de plantas. La dosis considerada para el reactivo

coagulante es de 1000 ppm, 15 ppm en base emulsión de floculante y 180 ppm de álcali

(Cal), siendo este valor considerado para un buen tratamiento.

Los valores pueden ser recalculados a través de ensayos de jarra de los RILes de las

líneas a tratar. El costo total especificado en los anexos, corresponde a un valor de 30

días y 1920 m3/día de RIL tratado bajo las condiciones solicitadas.

Estanque ecualizador

Los RILes que genera la planta, estimados en 1920 m3/día (ver tabla 4.%&^%&), deben

ser trasportados hacía un estanque de acumulación y homogenización, el cual posee un

volumen adecuado como para amortiguar cargas altas y bajas, respecto a materia

orgánica. Este estanque debe poseer al menos un volumen de 4 horas de retención. En

este estanque, los RILes se ecualizarán con ayuda de un sistema de aireación.

Estanque de reacción

Los RILes son bombeados a un estanque de reacción, donde se inyecta coagulante y

cal en el mismo instante, a objeto de coagular los RILes y ajustar el pH. Este estanque

posee un volumen de 30 m3 que proporciona un tiempo de retención necesario para la

mezcla de los reactivos. El ajuste de pH estará comandado por un controlador de pH y



los niveles del estanque estarán comandados por sensores de nivel que activarán o

desactivarán los sistemas de bombeo. Una vez coagulados los RILes, se transfieren

con la ayuda de un sistema de bombeo hacia un estanque DAF, previo inyección de

floculante en las líneas y el uso de mezcladores estáticos.

Estanque de flotación

Luego de la adición de floculante, los coágulos formaran conglomerados moleculares

más grandes llamados flóculos en una cámara posterior. Los RILes con los flóculos

formados migrarán hacia la superficie del estanque debido a su naturaleza y a la

inyección de aire disuelto y serán evacuados hacia un sistema de compactación (filtro

prensa), el cual proporcionará a los lodos la humedad necesaria para ser dispuestos.

Desaguado de lodos

Los lodos generados en el estanque DAF, a razón de aproximadamente 40 - 60 L/min y

un porcentaje de sólidos del 6 %, o bien 3 % del volumen total de RIL genera lodo físico

químico con al menos 6% en sólidos, se enviarán a dos equipos filtro prensa, los cuales

están diseñados para un trabajo de 4 ciclos durante 24 horas de trabajo.

Adición de reactivos

Coagulante

La adición de coagulante contempla un estanque de 2 m3 de volumen útil. Se utiliza una

bomba de diafragma de manera de inyectar el coagulante en el estanque de reacción.

Cal

La adición de lechada de cal se realiza a través del uso de dos bombas de diafragma

(una en función y otra stand by). Esta unidad está comandada por un sistema

controlador de pH que controlará que el estanque de reacción se mantenga en pH 7. La

preparación de cal se realizará en dos estanques de 2 m3 de volumen útil con

agitadores de acero inoxidable.

Polímero aniónico y catiónico

La adición de polímero para producir la floculación es a través del uso de bombas

dosificadoras de diafragma y caudal variable. La preparación se realiza en dos

estanques de 2 m3 de volumen útil con agitadores de acero inoxidable.



4.4.3.2 Tratamiento biológico

El costo operacional por metro cúbico de RIL tratado se estima en $ 21,1 (Ver tabla

4.22) Se considera que el proyecto no presenta un impacto ambiental respecto a ruidos

para habitantes de la zona.

El tratamiento propuesto consta de dos calles de tratamiento, para cada una este

contempla:

Pretratamiento

Los RILes provenientes del sistema de desbaste ingresan al tanque de ecualización

denominado pretratamiento. Este estanque estará provisto de dos aireadores jet

sumergidos, de manera que puedan proporcionar una cantidad determinada de O2 al

día y ecualizar los RILes que ingresan al sistema. También estará provisto de una

batería de dos bombas de impulsión hacia el regulador de flujo de entrada de RILes al

estanque de tratamiento biológico. Este estanque se considera en hormigón.

La bomba de impulsión elevará los RILes, hacia un regulador de flujo que entregará el

caudal horario requerido por el tratamiento biológico. Este tratamiento biológico está

constituido por lodos activados y masa fija y está equipado con 8 aireadores STM

modelo RR4350, más un adicional de 16 tubos satélites (equipo suministrado y cotizado

por la empresa DCL).

Sedimentador

Inmediatamente a continuación del tratamiento biológico se ubican los sedimentadotes

tipo dortmund. Desde cada uno de los sedimentadores, se producirá un retorno del lodo

hacia el sistema biológico y al pretratamiento a través de tres baterías de dos bombas

por cada módulo de tratamiento.

Manejo de lodo

En cuanto al manejo de lodos, éste se hará con base a una precompactación de media

hora, en el estanque biológico. Luego este lodo pre-compactado será enviado a un

digestor de lodo de manera de proporcionar un grado de estabilidad a estos lodos para

luego ser desaguados en un filtro de prensa.



Descripción específica del sistema de tratamiento

El sistema biológico cotizado es el distribuido por la empresa Soluciones Industriales

S.A. Es un sistema de tratamiento mediante la tecnología de lodo activado aireación

extendida, mediante aireación mecánica. Este sistema consta de un cilindro sumergible

instalado en la superficie del reactor biológico, con la forma de una rueda de tubos que

gira con un motor exterior alrededor de su propio eje, Este cilindro cumple la función de

incorporar oxígeno al estanque biológico (ver figura 4.11).

Figura 4.11 sistema de oxigenación planta DCL

Una de las ventajas de este sistema es que la degradación de las aguas residuales se

produce por el lodo activado y además por los microorganismos que se adhieren a la

superficie de los tubos, de manera que las plantas de tratamiento son compactas en

comparación a un sistema de lodos activados con aireación mediante difusores.



Como se mencionó anteriormente, el abastecimiento de oxígeno para los

microorganismos, se produce por la rotación de la rueda. Cuando un tubo llega a la

superficie del líquido, su contenido en aguas residuales y lodo activo sale del mismo.

Así el tubo se puede llenar de aire nuevamente. El oxígeno requerido por el lodo

activado es suministrado a través de las burbujas que salen de los tubos, mientras que

los microorganismos adheridos a la superficie de los discos obtiene el oxígeno debido a

que estas superficies están expuestas a la presión parcial del aire, por lo que se

consigue una saturación de oxígeno inmediata por la diferencia de concentración.

Cuando el tubo vuelve a sumergirse en la mezcla de aguas residuales y lodo activado,

no deja escapar el aire y es dirigido hasta el fondo del tanque, produciendo

adicionalmente una compresión del aire. El aire atrapado puede salir durante la rotación

y el agua es alimentada de manera óptima con oxígeno, por las burbujas que salen de

los tubos, produciendo un incremento en la ventilación por presión.

Una de las ventajas del sistema, es que la incorporación de oxígeno está regulada por

la velocidad de la rueda, siendo un sistema flexible. A mayores requerimientos de

oxígeno, debido por ejemplo a un aumento en la población, se regula el oxígeno con un

aumento en las revoluciones de la rueda (Soluciones Industriales, 2004).

4.4.3.3 Propuesta comercial y plazos de ejecución

La propuesta comercial fue elaborada por la empresa Soluciones Industriales S.A., la

cual realizó el diseño y dimensionamiento de la planta de tratamiento para un caudal de

80 m3/h.

Planta de tratamiento Físico-Químico

Valor planta de tratamiento _______________________ ________ UF 12.662

Este valor incluye lo siguiente: • Generación de la ingeniería de detalle para las obras civiles

• Instalación de las redes eléctricas hacia la planta de tratamiento, desde el

empalme a pie de poste.

• Provisión de equipos

• Instalación y comisionamiento de equipos

• Puesta en marcha



Quedan excluidos de esta alternativa los siguientes ítems:

• No se contempla instalación de cámaras de inspección, instalación de redes de

alcantarillado, agua potable o de limpieza, interconexiones hidráulicas desde, en

y hacia la planta de tratamiento.

• Insumos para la operación y puesta en marcha

• Caracterización de RILes, medición de caudales, monitoreos

• Pago por publicaciones en diarios

• Iluminación, acceso

Plazo de ejecución:

• 150 días a partir de la firma de contrato por escritura pública.

Planta de tratamiento Biológica

Valor planta de tratamiento _______________________ ________ UF 20.256

Obras civiles estimadas _____________________ __________ UF 14.534

Este valor incluye lo siguiente:

• Generación de la ingeniería de detalle para las obras civiles

• Instalación de las redes eléctricas hacia la planta de tratamiento, desde el

empalme a pie de poste.

• Provisión de equipos

• Instalación y comisionamiento de equipos

• Puesta en marcha

Quedan excluidos de esta alternativa los siguientes ítems:

• No se contempla instalación de cámaras de inspección, instalación de redes de

alcantarillado, agua potable o de limpieza, interconexiones hidráulicas desde, en

y hacia la planta de tratamiento.

• Insumos para la operación y puesta en marcha

• Caracterización de RILes, medición de caudales, monitoreos

• Pago por publicaciones en diarios

• Iluminación, acceso



Las obras civiles estimadas en hormigón se consideran

• Estanques de pretratamiento, sedimentador biológico, estanques biológicos

• Pasarela de acero galvanizado

Plazo de ejecución:

• 150 días a partir de la firma de contrato por escritura pública.

4.4.3.4 Garantías

Funcionamiento

Soluciones Industriales S.A. se hará responsable de la salida del efluente con las

características antes indicadas (cumplimiento de los parámetros de la tabla 4, ver tabla

4.12) en la medida que el ingreso de las aguas al sistema cumpla con las

características de diseño entregada por el cliente (ver anexo A 3).

Mecánicas

Los equipos de tratamiento tienen una garantía de un año a partir del comienzo de la

marcha blanca de la planta, contemplándose dentro de este plazo el reemplazo de

cualquier repuesto que sea necesario cambiar o reparar producto de fatiga de material.

No se contempla garantía mecánica cuando se produjese inconvenientes o falla

producto de una operación inadecuada.

4.5 Evaluación económica de los sistemas de tratami ento

En el presente capitulo se entregara la información respecto a los costos asociados al

funcionamiento de una planta a escala industrial, para lo cual se realizara una

comparación entre los costos asociados a la operación de un sistema DAF y uno de

Ozono suponiendo una planta DAF de 150 m3/h y una planta de ozono de 50 m3/h. por

otra parte también se entregaran los costos asociados al sistema de tratamiento

escogido (planta físico/química – biológica)

4.5.1 Análisis económico comparativo de una planta DAF y otra de Ozono

En la tabla 4.14 se presentan la tarifa eléctrica utilizada como base de cálculo utilizando

como fuente los datos entregados por la compañía general de electricidad



Tabla 4.16 Tarifa de la energía eléctrica

Tarifa energía eléctrica Costos unitarios Energía 22 $/kWh Pot. Suministrada 945 $/kW mensual Pot. En punta 4.874 $/kW mensual Fuente CGE, 2004

En la tabla 4.16 se presenta las diferencias en el consumo de ambas plantas para los

caudales antes mencionados.

Tabla 4.17 Diferencias en los consumos eléctricos de una planta DAF y una de Ozono

Cálculo para sistema con Ozono Cálculo para DAF

Consumo por hora 100 kWh Consumo por hora 60 kWh Horas al año 6.600 h Horas al año 2.200 H Costos totales: Costos totales: Energía 14.520.000 Energía 2.904.000 Pot. Suministrada 1.134.000 Pot. Suministrada 680.400 Pot. En punta 5.848.800 Pot. En punta 3.509.280 Total al año $ 21.502.800 Total al año $ 7.093.680

El cálculo fue realizado considerando valores promedio de las tres empresas participantes en las pruebas.

De los datos entregados por la tabla 4.17 se puede notar la gran diferencia que

presentan ambos sistema, pero es necesario decir que el sistema de Ozono no utiliza

adición de químicos para llevara a cabo el tratamiento por lo que esta diferencias se

reducen al realizar el análisis completo (ver tabla 4.18 y figura 4.12).



71

Tabla 4.18 Base de cálculo para los sistemas DAF y Ozono

Base de Cálculo Ozono DAF RILes por día y año 600 m3/día 165.000 m3/año 1.200 m3/día 330.000 m3/año Flujo a Tratar por Hora 50 m3/h 13,89 L/s 150 m3/h 41,7 L/s Horas de Operación 24 h/día 8 h/día Días de operación por año 275 días/año 275 días/año

Inicial SST 2583 mg/L 129,15 kg/h 2583 mg/L 387,45 kg/h Aceite 110 mg/L 5,5 kg/h 110 mg/L 16,5 kg/h

Final SST 300 mg/L 15 kg/h 300 mg/L 45 kg/h Aceite y Grasa 15 mg/L 0,75 kg/h 15 mg/L 2,25 kg/h Sólidos Recuperados 2283 mg/L 114,15 kg/h 2283 mg/L 342,45 kg/h Aceite Recuperado 95 mg/L 4,75 kg/h 95 mg/L 14,25 kg/h Producción de Harina 821,195 ton/año 821,195 ton/año Producción de Aceite 31,35 ton/año 31,35 ton/año Costo Energía Eléctrica 0,037 US $/kWh 0,037 US $/kWh Consumo Eléctrico 100 kWh 0,4 kWh/m3 Trat Consumo Químicos 0,2 US $/ m3 Trat 66.000 US $/ año Tipo de Cambio 600 $/US $ 600 $/US $ Precio Harina 0,58 US $/kg 0,58 US $/kg Precio Aceite 0,6 US $/kg 0,6 US $/kg Costo de Producción Harina 0,04 US $/kg 0,04 US $/kg Costo de Producción Aceite 0,015 US $/kg 0,015 US $/kg


___________________________________________________________________Evaluación técnica y estudio de costos para la implementación de un sistema de tratamiento de las aguas residuales de una empresa pesquera

72

En la figura 4.12 se presenta un cuadro donde se puede apreciar las utilidades

obtenidas por la venta de harina obtenida del lodo. Los valores negativos señalan el

costo de inversión inicial (ver flujo de caja anexo, tabla A 12). Cabe destacar que la

inversión se recupera al 2do año.

Acumulado en US$

-$1.500.000

-$500.000

$500.000

$1.500.000

$2.500.000

$3.500.000

$4.500.000

AÑO0

AÑO 1 AÑO2

AÑO3

AÑO4

AÑO5

AÑO6

AÑO7

AÑO8

AÑO9

AÑO10

DAF OZONO

Figura 4.12 Flujo de caja a 10 años

Se la figura anterior se puede decir que en un análisis a 10 anos la planta de ozono

presentaría mayores utilidades, pero al analizar los valores de la tabla 4.19, se puede

ver que la opción mas conveniente es la del sistema DAF, ya que se debe considerar

que luego de los 10 años en base a los cuales se realizo la evaluación, se debería

reinvertir en los sistemas de tratamiento.

En la tabla 4.19 se expresan los valores del Van y TIR calculados a 10 años.

Tabla 4.19 Evaluación económica comparativa

TIR DAF 95% TIR Ozono 54%

Tasa Descuento 8% Tasa Descuento 8%

VAN (US$) DAF $

5.310.505 VAN (US$) Ozono $

2.224.606 En el anexo A 2 se adjunta memoria de cálculo.



73

Considerando que en varias plantas los RILes a tratar provienen de diferentes

procesos, los cuales no operan todos a la vez, se recomienda, para agilizar la

operación, utilizar estanques de almacenamiento (ecualización) independientes para

cada proceso, que permitan paliar las variaciones de flujo, en vez de un solo gran

estanque que almacene los RILes generados por los distintos procesos.

4.5.2 Costo del tratamiento Físico – Químico/Biológ ico para una planta de 80 m 3/h

Tabla 4.20 Costo del tratamiento DAF para la línea de jurel

Línea jurel Consumo de insumos químicos costo Insumos Cantidad Unidad $/unidad Total Coagulante 3840 kg/día 150 576000 $

Polímero 29 kg/día 2500 72500 $

Cal 345 kg/día 80 27600 $

Costo insumo diario 676100 $

Costo insumo diario 40,12 UF

Costo insumo mensual 1203,74 UF

Costo insumo mensual 20283000 $ Consumo de potencia Potencia (kW) Consumo/día Energía Proceso Cantidad Nominal Consumida h/d Total Tratamiento Físico -Químico

Bombas elevadoras a planta de tratamiento

2 7 10,5 12 126

Bomba centrífuga 2 7,5 11,25 12 135

Bomba dosificadora de coagulante

2 0,1 0,15 2 0,3

Bombas dosificadora de polímero

2 0,1 0,15 2 0,3

Bomba dosificadora de alcali

2 0,1 0,15 4 0,6

Agitación estanque preparador de Cal

2 0,55 0,83 5 4,13

Agitación estanque preparador de polímero

2 0,55 0,83 4 3,3

Agitación estanque de reacción

1 2,5 1,88 16 30

DAF presurización 2 3 4,5 7 31,5

DAF transmisión 1 0,8 0,6 8 4,8

Consumo diario 335,93 Consumo mensual KW 10.077,80



74

Costo de Operación Unidad UF/unit Total Energía consumida 10.077,80 kW/h/mes 0 14,11 UF

Operador 0 0 0 0 UF

Insumos UF 1203,74 UF

Otros 0 0 UF Costo operación total mensual 1217,74 UF Costo operación total anual 14614,17 UF

Costo por m 3/RIL tratado 356 $

Tabla 4.21 Costo del tratamiento DAF para la línea de Sardina

Línea Sardina Consumo de insumos químicos costo Insumos Cantidad Unidad $/unidad Total Unidad Coagulante 6528,00 kg/día 150 979200,00 $ Polímero 39,00 kg/día 2500 97500,00 $ Cal 480,00 kg/día 80 38400,00 $ costo insumo diario 1115100,00 $ costo insumo diario 66,18 UF costo insumo mensual 1985,34 UF costo insumo mensual 33453000,00 $ consumo de potencia Potencia (kW) Consumo/día Energía Proceso Cantidad Nominal Consumida h/d Total Tratamiento Físico -Químico

Bombas elevadoras a planta de tratamiento 2 7,00 10,50 12 126,00 Bomba centrífuga 2 7,50 11,25 12 135,00 Bomba dosificadora de coagulante 2 0,10 0,15 2 0,30 Bombas dosificadora de polímero 2 0,10 0,15 2 0,30 Bomba dosificadora de álcali 2 0,10 0,15 4 0,60

Agitación estanque preparador de Cal 2 0,55 0,83 5 4,13

Agitación estanque preparador de polímero 2 0,55 0,83 4 3,30 Agitación estanque de reacción 1 2,50 1,88 16 30,00 DAF presurización 2 3,00 4,50 7 31,50 DAF transmisión 1 0,80 0,60 8 4,80

Consumo diario 335,93 Consumo mensual kW 10.077,80



75

Costo de Operación Unidad UF/unit Total Energía consumida 10.077,80 kW/Hr/mes 0,00 14,11 UF Operador 0 0 0,00 0,00 UF Insumos UF 1985,34 UF Otros 0 0,00 UF Costo operación total mensual 1999,45 UF Costo operación total anual 23993,40 UF Costo por m3/ril tratado 585,00 $

Tabla 4.22 Costo del tratamiento biológico

Consumo de potencia tratamiento Biológico (pretrata miento - tratamiento biológico)

Proceso Cantidad Potencia (Kw)

Consumo/d h Potencia total Kw Nominal Consumida

Pretratamiento Biológico - Ecualización Bomba elevadora 4 2,90 8,70 12 104,00 Aireador pretratamiento 2 7,50 11,25 24 270,00 Tratamiento Biológico Biofiltro 8 5,50 33,00 24 792,00 Sedimentación Biológica y recirculación Bomba extracción de lodos 12 2,25 20,25 12 243,00 Digestión de Lodos Aireador digestor parcial de lodos 2 11,00 16,50 18 297,00

consumo eléctrico tratamiento biológico Kw/día 792 consumo eléctrico tratamiento restante Kw/día 914 consumo eléctrico total Kw/día 1706 Consumo eléctrico mes Kw/mes 51192 Total cons umo eléctrico Directo/mes UF/mes 71

Resumen Total Unidad Costo operación total mensual 71 UF/mes costo por m 3/ril tratado estanque biológico 9,8 $ costo por m 3/ril tratado tratamiento restante 11,3 $ costo por m 3/ril tratado 21,1 $

CAPÍTULO V CONCLUSIONES

________ CAPITULO V CONCLUSIONES


76

CAPÍTULO 5 CONCLUSIONES

• Luego de realizar el análisis del proceso productivo, con el fin de identificar las

posibles modificaciones que se pueden llevar a cabo para disminuir los

consumos de agua y la segregación de corrientes para aumentar la eficiencia del

proceso, se puede decir que el cambio más drástico fue el traslado de una línea

de RIL directamente a la planta de harina, ya que sus características eran muy

similares a lo que es llamado agua de cola, por lo cual este cambio producirá un

incremento en las ganancia de la empresa del orden de los $ 40 millones. Por

otra parte cabe destacar que en cuanto a la utilización de agua durante el

proceso, se efectuaron cambios tales como la modificación de las válvulas de

aspersión y cortes de algunas líneas de agua que no eran necesarias.

• El análisis de la operación de la planta CAF dio como resultado la comprobación

de que la adición de productos químicos se encontraba sobredimensionada, por

lo cual, luego de realizar los ensayos respectivos, se pudo llegar a una

disminución de las dosis. Otro de los cambios efectuados fue el de realizar una

dosificación de productos según el proceso que se está llevando a cabo, es decir

una dosis para el RIL de proceso y una dosis para el RIL de lavado de planta:

este cambio significó un ahorro anual neto del orden de los $ 8 millones.

• Las plantas del tipo DAF son altamente recomendables para los RILes

generados en los distintos procesos de la industria pesquera, debido a su alto

contenido de aceites y grasas, los cuales tienen una tendencia natural a la

flotación. En general, las tres plantas probadas tuvieron buenos resultados en los

tratamientos, logrando las remociones esperadas (rangos de remoción entre 60%

- 80% para DBO5, 75% - 95% Sólidos Suspendidos, y 95% - 99% para Aceites y

Grasas).

• Del estudio de las plantas de tratamiento a nivel piloto, se puede decir que todas

las plantas DAF (plantas de la empresa Beckart, Nijhuis y Krofta) poseen una

operación similar y eficiencias similares, por lo cual al momento de adquirir una

de estas plantas para realizar el tratamiento, la decisión pasará principalmente

por aspectos económicos y características de la oferta de cada proveedor

________ CAPITULO V CONCLUSIONES


77

(servicios post venta, asistencia técnica, disponibilidad de repuestos en el

mercado, etc.), ya que los costos de inversión son similares. Por otra parte, uno

de los aspectos que también surge a la hora de tomar una decisión, es el tamaño

físico necesario para instalar la planta, ya que esa es una de las limitantes para

las empresas pesqueras.

• Luego del estudio de las alternativas existentes en el mercado para el

tratamiento de RILes, se puede concluir que el tratamiento Físico – Químico

surge como la mejor alternativa. Pero también se debe señalar que la

incorporación de un sistema biológico para reducir aun más los contaminantes,

con el objetivo de descargar las aguas dentro de la zona de protección del litoral,

es una muy buena alternativa, la cual permitiría ahorrar los costos de

construcción de un emisario submarino.

• Si bien el tratamiento biológico significaría un ahorro, es necesario, antes de

tomar una decisión, el estudio de los costos asociados a mantener la biomasa

del reactor durante los periodos en los que no hubiese proceso y también el

tiempo necesario para que se estabilice la planta luego de cada detención, ya

que sería necesario poseer estanques con la capacidad suficiente de

almacenamiento.

CAPÍTULO VI BIBLIOGRAFÍA

_________ CAPITULO VI BIBLIOGRAFÍA


78

CAPITULO 6 BIBLIOGRAFÍA

� Beckart (2004) “Folleto informativo”

� Bioaqua (2004) “Folleto informativo”

� CCME (1996) “Guidelines for Compost Quality”. Minister of Public Works and Government Services. Canada. ISBN 1-895925-88-6.

� Cifuentes, L.; Torres, J.; García, P.; Frías, M. (1997) “El océano y sus recursos: VIII. El aprovechamiento de los recursos del mar” Fondo de Cultura Económica, México

� Compania General de Electricidad (2004) “Folleto informativo”

� Filippín, C.; Follari, J.; Vigil, J. “Diseño de un biodigestor para obtener gas metano y fertilizantes a partir de la fermentación de excrementos de vacas lecheras en la facultad de agronomía de la Universidad Nacional de la Pampa”. C.C.302, (6300) Santa Rosa, La Pampa

� Flotats, X., Campos, E., Bonmatí, A. 1997 ”Aprovechamiento energético de residuos ganaderos ”Departamento de medioambiente y ciencias del suelo, Universidad de lleida , Lleida

� Guerrero, L.; Omil, F.; Mendez, R.; Lema J. (1997) “Tratamiento y revalorización de las aguas residuales de la fabricación de harina de pescado” Departamento de Ingeniería Química Universidad de Santiago de Compostela. España

� Kaiser, F.; Bas, F.; Gronauer, A. (2002) "Producción de biogás a partir de guano animal: el caso de Alemania”. Agronomía y Forestal UC 16(4):4-8.

� Krofta (2004) “Folleto informativo”

� Metcalf, L. & Eddy, H. (1996). “Ingeniería de aguas residuales: Tratamiento, vertido y reutilización”. 3ª edición, Mc Graw-Hill, Vol. I y II. México

� Miller, F.C. (1993). “Composting as a process based on the control of ecologically selective factors”. Soil microbial ecology, Blayne Metting, F., Jr., Marcel Dekker, Inc., New York.

� Moreno, S. (2001) “Recuperación de aguas residuales empleando sólidos microporosos del tipo zeolita y arcilla pilarizada” Centro de Catálisis. Facultad de Ciencias. Departamento de Química. Universidad Nacional de Colombia.. Bogotá. Colombia

� Morante, G. (2002) REVISTA COLOMBIANA DE FÍSICA, VOL. 34, No. 2.

� Nijhuis, (2004)“Folleto informativo”

� Pesquera ITATA S.A. (2002) “Plan de aseguramiento de la calidad”

� Soluciones Industriales S.A. (2004) “Propuesta Técnica y Comercial para la construcción de una planta de tratamiento de residuos industriales”.

� Tchobanoglous, G., (1994). “Gestión integral de los residuos sólidos”. McGraw Hill/ Interamericana de España. Madrid.


79

NOMENCLATURA

Símbolo Descripción Unidades

ASIPES Asociación de Industriales Pesqueros de la región del Bio-Bio

AyG Aceites y Grasas mg/L

DBO5 Demanda Biológica de Oxígeno en 5 días

mg/L

DQO Demanda Química de Oxígeno mg/L

DZPL Dentro de la Zona de Protección del Litoral

D.S. Decreto Supremo

FZPL Fuera de la Zona de Protección del

Litoral

GRAS Generally Recognized as Save

HyG Proceso de corte de cabeza, cola y

eviscerado de la pesca

INPESCA Instituto de Investigación Pesquero

NTK Nitrógeno Total Kjeldahl mg/L

Ssed Sólidos Sedimentables mL/L*1 h

SST Sólidos en Suspensión Totales mg/L

ZPL Zona de Protección del Litoral

_________ _______________ANEXO A 1


80

ANEXOS

A.1 Gestión de efluentes de la planta de congelados

Ahorro económico producto del envío de la corriente de HG a la planta de harina

$

$550$60010

año

150

1000

1

1000

1

1000

110006104003

3

uston

us

dia

hrdias

Kg

ton

gr

Kg

mg

gr

m

L

hr

m

L

mg ×××××××××

= año

$000.888.30

$

$550$55010

año

150

1000

1

1000

1

1000

110006133443

3

uston

us

dia

hrdias

Kg

ton

gr

Kg

mg

gr

m

L

hr

m

L

mg ×××××××××

= año

$040.329.36

Las concentraciones iniciales representan la concentración de SST y AyG

respectivamente.

A esto se le debe descontar el costo de producción, que debe ser calculado después de

realizar el cambio.

_________ _______________ANEXO A 2


81

A.2 Ensayos piloto

A.2.1 Resumen información de terreno

Prueba N° 1

Fecha : 14/10/04

Tipo RIL : RIL descarga jurel, procedente de la empresa El Golfo

Plantas operando : Nijhuis, Beckart, BioAqua

Pruebas realizadas : Remoción con químicos Tabla A 1 Turbidez de la muestra de RIL descarga jurel, procedente de la empresa El

Golfo

Hora RIL crudo RIL salida Beckart Nijhuis Krofta BioAqua

14:10 220 15,1 89 -- --

Observaciones de terreno:

Ninguna de las unidades logró operar en estado estacionario por tiempo prolongado.

Se solicitaron análisis de DBO5, Sólidos suspendidos, Grasas y aceites, Nitrógeno total

y Sólidos Sedimentables.

Prueba N° 2

Fecha : 15/10/04

Tipo RIL : RIL surimi, procedente de la empresa El Golfo

Plantas operando : Nijhuis, Beckart, Krofta, BioAqua

Pruebas realizadas : Remoción con químicos

Remoción sin coagulante

Remoción sólo polímero Tabla A 2 Turbidez de la muestra del RIL de surimi, procedente de la empresa El Golfo

Hora Ril entrada RIL salida Beckart NNijhuis Krofta BioAqua

11:50 4.095 -- -- -- -- 12:10 -- 48,8 -- -- -- 12:25 3.710 75,8 -- -- -- 12:40 -- 179 -- -- -- 12:55 S/ FeCl3 -- -- -- -- 13:45 2.800 60 112 49 --

_________ _______________ANEXO A 2


82


Operación de Planta Krofta breve e inestable. Las muestras tomadas de la planta de

ozono (Bioaqua) corresponden a resultados después de 3 horas de operación. Se

solicitaron análisis de DBO5, Sólidos suspendidos, Grasas y aceites, Nitrógeno total y

sólidos sedimentables.

Prueba N° 3

Fecha : 15/10/04

Tipo RIL : Descarga Sardina, procedente de la empresa SPK

Plantas operando : Nijhuis, Beckart, Krofta

Pruebas realizadas : Remoción con químicos (Beckart en modo IAF, muestra 17:45, después DAF), Nijhuis remoción sólo polímero

Tabla A 3 Turbidez de la muestra del RIl de descarga de sardina, procedente de la

empresa SPK Hora RIL entrada RIL salida

Beckart Nijhuis Krofta BioAqua 17:45 1.908 1.060 -- -- -- 18:05 1.740 -- 1.275 -- -- 18:25 1.700 -- -- 1.600 -- 19:50 1.820 1.625 1.980 -- --


Las muestras tomadas de la planta de ozono (Bioaqua) corresponden a resultados

después de 3 horas de operación. Se solicitaron análisis de Sólidos Suspendidos y

Grasas y Aceites, el objetivo era ver eficiencia sin químicos

Prueba N° 4

Fecha : 19/10/04

Tipo RIL : Descarga para congelados, procedente de la empresa San José

Plantas operando : Nijhuis, Krofta

Pruebas realizadas : Con químicos mejor remoción, sin químicos

_________ _______________ANEXO A 2


83

Tabla A 4 Turbidez de la muestra del RIL de descarga para congelados, procedente de la empresa San José

Hora RIL entrada RIL salida

Beckart Nijhuis Krofta BioAqua 13:20 229 -- Partida sin químicos -- 13:25 216 -- 105 142 -- 13:50 79 -- 75,3 74,5 -- 14:10 72 -- 64,5 55,2 -- 14:15 -- -- Dosificación químicos -- 15:05 109 -- 17,4 12,1 -- 15:50 88,2 -- 7,7 11,6 --


Se solicitaron análisis de Sólidos suspendidos y Grasas y aceites para el ril tratado sin

químicos, el objetivo era ver eficiencia sin químicos. Para las otras muestras se solicitó

DBO5, Sólidos suspendidos, Grasas y aceites, Nitrógeno total y sólidos sedimentables

Prueba N° 5

Fecha : 20/10/04

Tipo RIL : Planta de Aceite, procedente de la empresa Camanchaca

Plantas operando : Beckart, Nijhuis, Krofta

Pruebas realizadas : Con químicos mejor remoción (todas), sin coagulante y sin químicos sólo Nijhuis

Tabla A 5 Turbidez de la muestra del RIL de la planta de Aceite, procedente de la empresa Camanchaca

Hora Ril entrada RIL salida

Beckart Nijhuis Krofta BioAqua 12:00 8.175 -- -- -- -- 12:10 12.870 136 22,6 -- -- 13:15 16.830 63,9 S/ coag -- -- 13:30 12.285 -- 20 -- -- 15:00 -- -- 1.1616 (s/q) -- -- 15:30 15.975 508 -- 123,5 -- 16:00 16.020 -- 381 399 --

_________ _______________ANEXO A 2


84



y sólidos sedimentables, Fósforo y SAAM

Prueba N° 6

Fecha : 21/10/04

Tipo RIL : Lavado equipos y pisos planta de harina, procedente de la empresa Alimar


Pruebas realizadas : Con químicos mejor remoción

Tabla A 6 Turbidez de la muestra del RIL de lavado equipos y pisos planta de harina, procedente de la empresa Alimar


Beckart Nijhuis Krofta BioAqua 11:00 4.472 87,3 13,6 -- -- 11:30 4.450 37,4 -- -- -- 11:45 4.145 -- 14,6 -- -- 12:10 4.648 2.285 (S/Q) 4.437 (S/Q) -- -- 13:05 4.920 -- -- 47,7 -- 13:35 4.875 -- -- 18 --



y sólidos sedimentables

Prueba N° 7

Fecha : 03/11/04

Tipo RIL : RIL descarga sardina, procedente de la empresa Alimar

Plantas operando : Beckart, Krofta

Pruebas realizadas : con químicos

_________ _______________ANEXO A 2


85

Tabla A 7 Turbidez de la muestra del RIL de descarga sardina, procedente de la empresa Alimar


Beckart Nijhuis Krofta BioAqua 17:35 10.095 188,7 -- -- -- 18:05 10.200 124 -- -- -- 18:35 10.155 200 -- -- --


Planta Nijhuis fuera de servicio por falla en bomba. Krofta no estabilizó por problemas

con aire. Se solicitaron análisis de DBO5, Sólidos suspendidos, Grasas y aceites y

sólidos sedimentables

Prueba N° 8

Fecha : 04/11/04

Tipo RIL : Lavado equipos y pisos planta de harina, procedente de la empresa El Golfo

Plantas operando : Beckart, Krofta

Pruebas realizadas : Con químicos mejor remoción

Tabla A 8 Turbidez de la muestra del RIL de lavado equipos y pisos planta de harina, procedente de la empresa El Golfo

Hora RIL entrada RIL salida

Beckart Nijhuis Krofta BioAqua 17:20 37.325 400,3 -- -- -- 18:00 41.125 347,3 -- -- -- 18:40 45.200 334,3 -- 311,7 --


Planta Nijhuis fuera de servicio por falla en bomba Se solicitaron análisis de DBO5,

Sólidos suspendidos, Grasas y aceites, Nitrógeno total y sólidos sedimentables

Prueba N° 9

Fecha : 05/11/04

Tipo RIL : RIL Planta de Conservas, San José

_________ _______________ANEXO A 2


86


Pruebas realizadas : con químicos, sin químicos

Tabla A 9 Turbidez de la muestra del RIL de laPlanta de Conservas, San José Hora RIL entrada RIL salida

Beckart Nijhius Krofta BioAqua 14:20 1590 15,1 1,64 25,7 -- 15:00 1530 14,8 1,75 27,3 -- 15:15 1812 15,5 2,45 17,1 -- 15:30 Corte qco 15 2,45 17,1 -- 16:35 1766 1274 1320 1190 -- 16:55 -- 1489 1336 1495 -- 17:10 -- 1640 1507 1538 --


Excelente operación plantas piloto. Se solicitaron análisis de DBO5, Sólidos

suspendidos, Grasas y aceites y sólidos sedimentables para pruebas con químicos.

Para las pruebas sin químicos sólo se solicitaron análisis de Sólidos suspendidos y

Grasas y Aceites.

Prueba N° 10

Fecha : 09/11/04

Tipo RIL : RIL descarga jurel recirculada, procedente de la empresa Bahía Coronel


Pruebas realizadas : con químicos

Tabla A 10 Turbidez de la muestra del RIL de descarga de jurel recirculada, procedente

de la empresa Bahía Coronel Hora RIL entrada RIL salida

Beckart Nijhuis Krofta BioAqua 11:55 731 12,2 8,8 16,9 -- 12:30 741 10,2 3,83 33,9 -- 13:00 755 12,5 11 18,9 -- 14:00 -- 18,7 (DAF) -- -- --


_________ _______________ANEXO A 2


87

Operación planta Beckart en modo IAF. Se solicitaron análisis de DBO5, Sólidos

suspendidos, Grasas y aceites y sólidos sedimentables para pruebas con químicos.

Prueba N° 11

Fecha : 10/11/04

Tipo RIL : RIL descarga directa sardina, procedente de la empresa SPK


Pruebas realizadas : operación planta en modo IAF, DAF, y IAF con ozono

Tabla A 11 Turbidez de la muestra del RIL descarga directa de sardina, procedente de

la empresa SPK Hora RIL entrada RIL salida

Beckart Nijhuis Krofta BioAqua 17:20 2.280 -- -- 17,3 -- 18:00 2.814 16,2 (IAF) -- 15,1 -- 18:10 1.714 20,9 (IAF) -- 23,9 -- 18:25 895 -- -- -- -- 18:45 839 20,1 (DAF) 14,6 -- -- 18:55 804 17,3 (DAF) 33,1 -- -- 19:15 934 6,56 (Oz +IAF) -- -- -- 19:30 966 4,78 (Oz+IAF) -- -- --


Se solicitaron análisis de DBO5, Sólidos suspendidos, Grasas y aceites y sólidos

sedimentables para las pruebas ejecutadas.

A.2.2 Memoria de cálculo costos procesamiento lodos

Condición 1

Secado lodos desde el 95% al 60% de humedad para disposición final en relleno

sanitario

Base cálculo:

Producción lodos 1: 0,2-2,2 kg. lodos/m3 ril, dato usado 1,2 kg. lodos/m3 ril

_________ _______________ANEXO A 2


88

Producción lodos 2: 17 –20 kg. lodos/m3 ril, dato usado 18 kg. lodos/m3 ril

Lodos 1: lodos de conservas, congelados, descarga

Lodos 2: lodos de planta aceite, descarga sardina y lavado de equipos

Flujo de agua a evaporar:

1) 21 kg H20/ m3 RIL

2) 324 kg H20/ m3 RIL

Flujo energía para evaporar contenido de agua

Flujo calor total = Calor sensible + calor latente vaporización

Flujo calor total

+°×

°×=

kg

kJK

Kkg

kJ

RILm

OkgHm 234535818,4

32

×

°×=

kg

kJ

Kkg

kJ

RILm

OkgHm 270018,4

32 (*)

Costo energía en base a combustible FO6 (fuel oil 6)

PCI FO6 = 41030 kJ/kg

Costo energía = 134 $/ (41030 kJ/kg x 0,8 (eficiencia)) = 0,0041 $/kg.FO6

Reemplazando en (*)

1) Lodo tipo 1

Costo = 21 kg H20/ m3 RIL x (0, 0041 x 2700) = 232, 5 $/ m3 RIL = 0, 4 US $/ m3 RIL

2) Lodo tipo 2)

Costo = 324 kg H20/ m3 RIL x (0,0041 x 2700) = 3586 $/ m3 RIL = 6,2 US $/ m3 RIL

COSTO TOTAL = costo secado + costo transporte + costo de disposición

Costo transporte + disposición = 1 UF / ton residuo

Lodo tipo 1)

Costo total = 0,4 US $/m3 RIL + 0,108 US $/ m3 RIL = 0,508 US $/ m3 RIL

Lodo tipo 2)

Costo total = 6,2 US $/m3 RIL + 1,62 US $/ m3 RIL = 7,82 US $/ m3 RIL

_________ _______________ANEXO A 2


89

Condición 2

Procesamiento lodos como harina

Base cálculo:

Costo variable harina = 65 US $/ton

% consumo vapor (proporcional al costo variable) en secadores = 60%

� Costo procesamiento lodo = 39 US $/ton lodo seco

Lodo tipo 1)

Costo proc. = 1,2 kg lodos/m3 ril x 0,039 US $/kg lodo = 0,0468 US$/ m3 ril

Lodo tipo 2)

Costo proc. = 18 kg lodos/m3 ril x 0,039 US $/kg lodo = 0,7 US$/ m3 ril

_______________ ANEXO A 3


90

Anexo A.3 flujo de caja para la evaluación económic a

Tabla A 12 Flujo de caja comparativo entre sistemas DAF y Ozono (expresado en US $)

SISTEMA DAF CON CHEM.

AÑO 0 AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5 AÑO 6 AÑO 7 A ÑO 8 AÑO 9 AÑO 10

Inversión -$400.000

Valor Desecho $0

Costo de Operación

Energía Eléctrica -$11.823 -$11.823 -$11.823 -$11.823 -$11.823 -$11.823 -$11.823 -$11.823 -$11.823 -$11.823

Costo producción Harina y Aceite -$33.318 -$33.318 -$33.318 -$33.318 -$33.318 -$33.318 -$33.318 -$33.318 -$33.318 -$33.318

Reactivos Químicos -$66.000 -$66.000 -$66.000 -$66.000 -$66.000 -$66.000 -$66.000 -$66.000 -$66.000 -$66.000

Costo de Mantención -$3.333 -$3.333 -$3.333 -$3.333 -$3.333 -$3.333 -$3.333 -$3.333 -$3.333 -$3.333

Total Costo Tratamiento $0 -$114.474 -$114.474 -$114.474 -$114.474 -$114.474 -$114.474 -$114.474 -$114.474 -$114.474 -$114.474

Recuperación

Harina de DAF $476.293 $476.293 $476.293 $476.293 $476.293 $476.293 $476.293 $476.293 $476.293 $476.293

Aceite $18.810 $18.810 $18.810 $18.810 $18.810 $18.810 $18.810 $18.810 $18.810 $18.810

Total Recuperado $495.103 $495.103 $495.103 $495.103 $495.103 $495.103 $495.103 $495.103 $495.103 $495.103

Flujo de Caja -$400.000 $380.629 $380.629 $380.629 $380.629 $380.629 $380.629 $380.629 $380.629 $380.629 $380.629

Acumulado -$400.000 -$19.371 $361.258 $741.887 $1.122.516 $1.503.145 $1.883.774 $2.264.403 $2.645.032 $3.025.661 $3.406.290

_______________ ANEXO A 3


91

SISTEMA Ozono

AÑO 0 AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5 AÑO 6 AÑO 7 A ÑO 8 AÑO 9 AÑO 10

Inversión -$790.000

Valor Desecho $0

Costo de Operación

Energía Eléctrica -$35.838 -$35.838 -$35.838 -$35.838 -$35.838 -$35.838 -$35.838 -$35.838 -$35.838 -$35.838

Costo produccion Harina y Aceite -$33.318 -$33.318 -$33.318 -$33.318 -$33.318 -$33.318 -$33.318 -$33.318 -$33.318 -$33.318

Costo de Mantención -$10.000 -$10.000 -$10.000 -$10.000 -$10.000 -$10.000 -$10.000 -$10.000 -$10.000 -$10.000

Total Costo Tratamiento $0 -$45.838 -$45.838 -$45.838 -$45.838 -$45.838 -$45.838 -$45.838 -$45.838 -$45.838 -$45.838

Recuperación

Ingresos por Haria $476.293 $476.293 $476.293 $476.293 $476.293 $476.293 $476.293 $476.293 $476.293 $476.293

Ingresos por Aceite $18.810 $18.810 $18.810 $18.810 $18.810 $18.810 $18.810 $18.810 $18.810 $18.810

Total Recuperado $495.103 $495.103 $495.103 $495.103 $495.103 $495.103 $495.103 $495.103 $495.103 $495.103

Flujo de Caja -$790.000 $449.265 $449.265 $449.265 $449.265 $449.265 $449.265 $449.265 $449.265 $449.265 $449.265

Acumulado -$790.000 -$340.735 $108.530 $557.795 $1.007.061 $1.456.326 $1.905.591 $2.354.856 $2.804.121 $3.253.386 $3.702.652

_______________ ANEXO A 4


92

A.4 Propuesta de nuevo sistema de tratamiento

A.4.1 Simulación de las posibles configuraciones de descarga

Hora

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Barco harina 1

Barco congelados

Barco harina 2

Agua acumulada Metros cubicos 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 800 650 500 350 200 50 0 300 150 0 0 0 0 0 0

Agua tratada 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 150 150 150 150 150 150 0 150 150 0 0 0 0 0 0

Hora

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Barco harina 1 Barco congelados

Barco harina 2


Agua tratada 0 0 0 0 0 0 150 0 0 0 0 0 0 150 150 150 150 150 150 0 0 0 0 0 0

Hora

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Barco harina 1

Barco congelados

Barco harina 2

Agua acumulada Metros cúbicos 0 0 0 0 0 0 300 150 0 0 500 350 200 350 200 50 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Agua tratada 0 0 0 0 0 0 150 150 0 0 150 150 150 150 150 150 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Figura A.1 Simulación para la descarga y tratamiento con una planta de 150 m3/h

_______________ ANEXO A 4


93

Hora

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Barco harina 1 Barco congelados

Barco harina 2


Agua tratada 0 0 0 0 0 0 100 100 100 0 100 100 100 100 100 100 100 100 100 0 0 0 0 0 0

Hora

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Barco harina 1

Barco congelados

Barco harina 2


Agua tratada 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 0 0 0 0

Hora

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Barco harina 1

Barco congelados

Barco harina 2


Agua tratada 0 0 0 0 0 0 100 100 100 0 0 0 0 100 100 100 100 100 100 100 100 0 0 0 0


_______________ ANEXO A 4


94

Hora 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Barco harina 1

Barco congelados

Barco harina 2


Agua tratada 0 0 0 0 0 0 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 0 0 0 0 0

Hora 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Barco harina 1

Barco congelados

Barco harina 2


Agua tratada 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 0

Hora 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Barco harina 1

Barco congelados

Barco harina 2


Agua tratada 0 0 0 0 0 0 80 80 80 80 0 0 0 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 0 0


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