Estudio de caso de tratamiento de aguas residuales de procesamiento de mariscos: diseño y resultados|Planta de Shandong

Estudio de caso: Proyecto de tratamiento de aguas residuales para una planta procesadora de mariscos: un ejemplo de aplicación práctica

Abstracto

Este estudio de caso detalla el diseño, la implementación y los resultados operativos de un sistema exclusivo de tratamiento de aguas residuales para la planta de procesamiento de mariscos No. 1 de un grupo líder de productos del mar en la provincia de Shandong, China. La planta se especializa en la producción de productos pesqueros congelados, generando aguas residuales principalmente del lavado de materias primas. Estas aguas residuales contienen altas concentraciones de-compuestos solubles en agua y sólidos finos en suspensión derivados del tejido de los peces, principalmente compuestos nitrogenados orgánicos. La descarga no tratada causaría una contaminación significativa a los cuerpos de agua circundantes. El proyecto implementó con éxito un proceso de tratamiento físico-químico y biológico combinado para lograr una descarga que cumpla con las normas. Este informe proporciona una descripción general completa de las características del afluente, la tecnología de tratamiento seleccionada, el diseño detallado de la unidad, los datos de rendimiento y la economía del proyecto.

1. Introducción: El desafío de las aguas residuales del procesamiento de mariscos

La industria procesadora de productos del mar genera efluentes caracterizados por altas cargas orgánicas provenientes de proteínas, grasas y sólidos en suspensión. Estos contaminantes provienen de la sangre, las vísceras, las escamas de pescado y el agua de lavado. Los principales desafíos incluyen:

• Alta fuerza orgánica: Medido como Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO₅) y Demanda Química de Oxígeno (DQO), lo que indica un potencial significativo de agotamiento de oxígeno en las aguas receptoras.
• Contenido de nutrientes: Altos niveles de compuestos nitrogenados provenientes de proteínas.
• Grasas, aceites y grasas (FOG): Puede causar problemas operativos y formar espuma en la superficie.
• Sólidos Suspendidos (SS): Incluye partículas orgánicas finas. La descarga directa de dichas aguas residuales viola las regulaciones ambientales, daña los ecosistemas acuáticos a través de la eutrofización y el agotamiento del oxígeno y plantea riesgos para la salud pública. Por lo tanto, un tratamiento efectivo-in situ no es solo un mandato regulatorio sino también una responsabilidad ambiental corporativa.

2. Alcance del proyecto: definición del problema

2.1 Cantidad y calidad de las aguas residuales

• Tasa de flujo: 200 m³/día (25 m³/hora, producción en un solo-turno).
• Características influyentes:

1. DQO: 1.500 mg/L
2. DBO₅: 800 mg/L (DBO₅/DQO ≈ 0,53, lo que indica buena biodegradabilidad)
3. Aceite animal y vegetal: 50 mg/L
4. SS: 400 mg/L

2.2 Estándares de descarga

Se requirió que el efluente tratado cumpliera con losEstándares de grado II del Estándar integrado de descarga de aguas residuales de China (GB 8978-1996):

• DQO Menor o igual a 150 mg/L
• DBO₅ Menor o igual a 30 mg/L
• Aceite Animal y Vegetal Menos o igual a 15 mg/L
• SS Menor o igual a 150 mg/L

3. La solución: proceso de tratamiento propuesto

Dadas las características de las aguas residuales-buena biodegradabilidad pero que contienen aceites, sólidos y altas cargas orgánicas/nitrógenas-un híbrido "Separación/sedimentación de aceite + Anaeróbica (Hidrólisis/Acidificación) + Aeróbica (Aeración y oxidación por bio-contacto) + Flotación". Se seleccionó el proceso. Este enfoque de múltiples-etapas garantiza un tratamiento sólido al abordar diferentes tipos de contaminantes de forma secuencial.

El diagrama de flujo del proceso se ilustra enFigura 1.

4. Descripción detallada del proceso y diseño de la unidad

4.1 Pre-tratamiento y tratamiento primario

• Mampara de Bar (2 unidades): Propósito: Interceptar grandes sólidos suspendidos y flotantes (p. ej., escamas de pescado, desechos).

1. Dimensiones: 700 mm (largo) x 500 mm (ancho).
2. Distancia entre barras: 5 mm.
3. Material: Acero.

• Tanque de sedimentación y separación de aceite: Propósito: Eliminar aceites/grasas flotantes y arenas sedimentables/sólidos pesados ​​en suspensión.

1. Volumen Efectivo: 40 m³.
2. Tiempo de retención hidráulica (HRT): 1,5 horas.
3. Construcción: Hormigón armado subterráneo (RC).

4.2 Tratamiento Biológico (Proceso Central)

• Tanque de hidrólisis/acidificación (anaeróbico): Propósito: descomponer moléculas orgánicas complejas y refractarias (proteínas, grasas) en compuestos más simples y fácilmente biodegradables (ácidos grasos volátiles), mejorando así la biodegradabilidad general (relación DBO/DQO). Este pre-tratamiento mejora significativamente la eficiencia de las etapas aeróbicas posteriores.

1. Volumen: 60 m³.
2. TRH: 2,4 horas.
3. Construcción: RC semi-subterránea.
4. Característica interna: Relleno con medio de biopelícula de polietileno combinado para favorecer el crecimiento microbiano.

• Tanque de Aireación (Lodos Activados Convencional): Finalidad: Tratamiento aeróbico primario para la eliminación en masa de DBO y DQO ​​solubles.

1. Volumen: 75 m³.
2. TRH: 3 horas.
3. Construcción: RC semi-subterránea.
4. Aireación: aireación difundida con burbujas finas-mediante sopladores.

• Reactor SHT (bio-oxidación por contacto): Propósito: una etapa aeróbica secundaria de alta-eficiencia. Degrada aún más los restos orgánicos y realiza la nitrificación, convirtiendo el nitrógeno amoniacal-tóxico en nitrógeno-nitrato. El medio de biopelícula fija proporciona una alta concentración de biomasa adherida, lo que hace que el sistema sea más estable y resistente a cargas de impacto.

1. Volumen: 180 m³.
2. TRH: 7 horas.
3. Construcción: Estructura de acero.
4. Característica interna: Equipado con un medio de biopelícula semi-suave.
5. Aireación: aireación difusa de burbujas finas-.

• Equipo de aireación: Dos sopladores Roots (modelo SSR125) suministran aire tanto al tanque de aireación como al reactor SHT.

1. Configuración: un servicio, un modo de espera.
2. Caudal: 10,17 m³/min.
3. Presión: 49 kPa.
4. Potencia: 11 kW cada uno.

4.3 Tratamiento Terciario/Pulido

• Unidad de flotación por aire disuelto (DAF): Propósito: Eliminar sólidos finos suspendidos, partículas coloidales y cualquier aceite/grasa residual que haya escapado del tratamiento biológico. Se dosifican un coagulante (cloruro de polialuminio - PAC) y un floculante (poliacrilamida - PAM) para aglomerar las partículas, que luego se eliminan adhiriéndose a micro-burbujas de aire.

1. Modelo: JHF-30.
2. Capacidad: 30-35 m³/h.
3. Construcción: Acero anti-corrosivo.
4. Potencia Total: 8,12 kW (para bomba, rascador, etc.).

4.4 Sistema de manejo de lodos

• Espesante de lodos: Finalidad: Concentrar lodos del sedimentador primario y unidad DAF, reduciendo el volumen para su posterior deshidratación.

1. Volumen: 15 m³.
2. Construcción: RC sobre-el suelo.

• Deshidratación de lodos: Se utiliza un filtro prensa para la deshidratación final, lo que produce una torta sólida para su eliminación.

1. Equipo: Filtro Prensa de Placa y Marco (Modelo: BM103/1000).
2. Potencia: 7,0 kW totales.
3. Bomba de Alimentación: Bomba de Cavidad Progresiva (Modelo: I-1B-2), caudal 5,4 m³/h, altura 80 m, potencia 3 kW (una unidad de trabajo).

5. Rendimiento y resultados del tratamiento

El desempeño de cada unidad de tratamiento, demostrando la remoción progresiva de contaminantes, se resume enMesa1.El sistema alcanzó consistentemente los estándares de descarga objetivo.

Logros clave:

• Eliminación general de DQO: >90% (de 1.500 mg/L a<150 mg/L).
• Eliminación total de DBO₅: >96% (de 800 mg/L a<30 mg/L).
• Eliminación de aceite y grasa: >70% (de 50 mg/L a<15 mg/L).
• Eliminación de SS: >85% (de 400 mg/L a<150 mg/L).
• Nitrificación efectiva: El reactor SHT oxidó con éxito amoníaco, un paso crítico dado el alto contenido de nitrógeno de las aguas residuales.

6. Economía del proyecto

La inversión total del proyecto fue817.600 yuanes chinos (RMB), desglosado de la siguiente manera:

• Suministro e instalación de equipos
• Obras Civiles (Tanques, Estructuras)
• Diseño e ingeniería de procesos

• Servicios de puesta en servicio y puesta en marcha

Esta inversión proporcionó al cliente una solución de tratamiento de aguas residuales confiable, compatible y operativamente manejable, mitigando los riesgos ambientales y garantizando el cumplimiento normativo.

7. Conclusión y lecciones aprendidas

Este proyecto de tratamiento de aguas residuales del procesamiento de productos del mar es un ejemplo exitoso de aplicación de un proceso personalizado de varias etapas para resolver un problema específico de efluentes industriales. La clave del éxito fue lacombinación de tecnologías:

1. Tratamiento previo-eficaz(cribado, separación de aceite) protegieron las unidades biológicas aguas abajo.
2. Hidrólisis anaeróbicapreacondicionado las aguas residuales, mejorando la tratabilidad aeróbica.
3. Tratamiento aeróbico en dos-etapas(lodo activado + bio-oxidación por contacto) aseguró una eliminación sólida y estable de materia orgánica y nitrógeno.
4. Pulido final mediante DAF químicoCumplimiento constante garantizado de estrictos límites de SS y contaminantes residuales.

El sistema demuestra solidez, simplicidad operativa y rentabilidad-para instalaciones de procesamiento de alimentos-de mediana escala. Este estudio de caso sirve como una referencia valiosa para ingenieros y gerentes de planta que diseñan u operan sistemas de tratamiento para aguas residuales orgánicas similares de alta-resistencia de la industria de alimentos y bebidas.