Pruebas de laboratorio de tratamiento de aguas residuales de ganado: dosificación química, resultados y evaluación del proceso
Bluwat Chemicals realizó ocho pruebas de laboratorio en lotes de aguas residuales de ganado post-prensado, aguas residuales de ganado aceitosas, aguas residuales de estiércol de ganado y aguas residuales mixtas de ganado. Este artículo registra los productos químicos de tratamiento, las dosis de laboratorio, los cambios de pH, los resultados de clarificación visibles y los datos disponibles de DBO y nitrógeno amoniacal.
Conclusión Primera: ¿Qué mostraron las pruebas?
Los resultados de laboratorio muestran que el tratamiento químico utilizando un Agente Decolorante, PAC, un ajustador de pH y PAM aniónico puede mejorar significativamente la claridad visible y la separación sólido-líquido de las aguas residuales del ganado. El agua tratada en los ocho casos se ajustó a un pH aproximadamente neutro y cambió de aguas residuales turbias, blancas, amarillas, marrones o marrón oscuro-negras a un sobrenadante incoloro o amarillo claro.
Sin embargo, los resultados medidos de DBO y nitrógeno amoniacal variaron considerablemente. El Caso 7 logró una reducción de DBO de aproximadamente el 67,8%, mientras que el Caso 4 logró alrededor del 19,0%. El Caso 5 no mostró eliminación de DBO a pesar de una clara mejora visual. Por lo tanto, el tratamiento debe posicionarse como un proceso de pretratamiento fisicoquímico para el color, los sólidos suspendidos, los coloides y la separación sólido-líquido, no como una garantía independiente del cumplimiento de la descarga final.
Rol del Tratamiento Primario
Clarificación de aguas residuales de ganado y pretratamiento fisicoquímico
Principales productos químicos probados
Agente Decolorante, PAC, ajustador de pH y PAM aniónico
Mejor resultado de DBO registrado
716,6 a 231 en el Caso 7, aproximadamente un 67,8% de reducción
Limitación importante
La claridad visual por sí sola no confirma el cumplimiento de la DBO, el amoníaco o la descarga
¿Qué son las aguas residuales de ganado?
Las aguas residuales de ganado se originan principalmente de la orina de los animales, el lixiviado de estiércol, el agua de lavado de las instalaciones de los animales, los sistemas de agua potable con fugas, los residuos de alimento, el agua de lavado del polvo, el agua de refrigeración y las aguas residuales de desinfección. Algunas granjas también pueden combinar estas corrientes con aguas residuales domésticas o aguas pluviales de primera descarga.
La orina y el lixiviado de estiércol normalmente contienen altas concentraciones de contaminantes, mientras que el agua de lavado de las instalaciones a menudo representa el mayor volumen de aguas residuales. Los desinfectantes residuales también pueden inhibir el tratamiento biológico posterior y deben considerarse durante el diseño del pretratamiento.
Principales desafíos del tratamiento
- Altas concentraciones de contaminantes orgánicos.
- Grandes cantidades de sólidos suspendidos y materia coloidal.
- Altas concentraciones de nitrógeno amoniacal y una relación carbono-nitrógeno desequilibrada.
- Sustanciales variaciones en la calidad del agua residual y el flujo diario.
- Color oscuro y bajo rendimiento de asentamiento natural.
- Microorganismos patógenos y posibles residuos de antibióticos.
- Fósforo que puede requerir tratamiento de eliminación adicional.
- Olor generado durante el almacenamiento y la descomposición biológica.
Cómo funciona el proceso de tratamiento químico
- Agente Decolorante: desestabiliza las sustancias que causan color, los coloides y parte de la materia orgánica.
- PAC: actúa como un coagulante inorgánico y promueve la formación de pequeños flóculos.
- Ajustador de pH: lleva las aguas residuales a un rango de pH adecuado para la coagulación y floculación.
- PAM aniónico: conecta partículas pequeñas en flóculos más grandes, mejorando el asentamiento o la flotación.
Donde se requieren las cuatro etapas de tratamiento, una secuencia de laboratorio típica es:Agente Decolorante → PAC → Ajuste de pH → PAM aniónico. Los productos químicos y las dosis deben seleccionarse de acuerdo con la muestra de aguas residuales real.
Casos y resultados de pruebas de laboratorio en lotes
Las siguientes dosis son registros de pruebas de laboratorio para las muestras específicas descritas a continuación. No son dosis de operación universales para cada planta de tratamiento de aguas residuales de ganado.
Caso 1 de prueba en lote: Aguas residuales de ganado post-prensado
Fuente de aguas residuales: Aguas residuales de ganado después de prensado mecánico.
Variantes de tratamiento probadas:
- PAC 2.500 ppm → 1825 PAM aniónico 5 ppm → asentamiento.
- PAC 2.500 ppm → 1825 PAM aniónico 10 ppm → asentamiento.
- 01 Agente Decolorante 500 ppm → PAC 3.800 ppm → 1825 PAM aniónico 10 ppm → asentamiento.
Agua cruda
pH 8; apariencia gris-negra; nitrógeno amoniacal 1.280 mg/L
Agua tratada
pH 7; apariencia amarilla clara; nitrógeno amoniacal 992 mg/L
Cambio calculado
Aproximadamente un 22,5% de reducción de nitrógeno amoniacal
Resultado visual
Mejora del asentamiento y sobrenadante más claro
Caso 1 de prueba en lote: comparación de grupos de tratamiento de PAC, Agente Decolorante y PAM aniónico.
Caso 2 de prueba en lote: Aguas residuales de ganado aceitosas
Fuente de aguas residuales: Aguas residuales aceitosas de operaciones ganaderas.
- Agregar Agente Decolorante Compuesto 202 a 250 ppm.
- Agregar ajustador de pH a 80 ppm y ajustar las aguas residuales a pH 7.
- Agregar PAM aniónico 1825 a 1 ppm.
- Dejar reposar la muestra para flotación de lodos y clarificación.
Agua cruda
pH 5-6; apariencia blanca turbia
Agua tratada
pH 7; líquido incoloro y claro
Caso 2 de prueba en lote: líquido clarificado incoloro obtenido después del tratamiento químico y la flotación de lodos.
Caso 3 de prueba en lote: Aguas residuales de estiércol de ganado con alta turbidez
Fuente de aguas residuales: Aguas residuales de estiércol de ganado con apariencia blanca turbia.
- Agregar Agente Decolorante 08A a 8.500 ppm.
- Agregar PAC a 1.600 ppm.
- Agregar ajustador de pH a 240 ppm y ajustar las aguas residuales a pH 7.
- Agregar PAM aniónico 1825 a 5 ppm.
- Dejar asentar los flóculos.
Agua cruda
pH 8-9; apariencia blanca turbia
Agua tratada
pH 7; sobrenadante incoloro y claro
Caso 3 de prueba en lote: clarificación visible y asentamiento de flóculos en aguas residuales de estiércol de ganado.
Caso 4 de prueba en lote: Aguas residuales de estiércol de ganado con medición de DBO
Fuente de aguas residuales: Aguas residuales de estiércol de ganado amarillas.
- Agregar Agente Decolorante Compuesto 202 a 1.000 ppm.
- Usar un ajustador de pH para obtener el pH de laboratorio objetivo de 7,5.
- Agregar PAM aniónico a 5 ppm.
- Dejar asentar los flóculos.
Agua cruda
pH 8,5; amarillo; DBO 2.073; nitrógeno amoniacal 2.812
Agua tratada
pH 7; amarillo pálido claro; DBO 1.679; nitrógeno amoniacal 2.782
Cambio de DBO
Aproximadamente un 19,0% de reducción
Cambio de nitrógeno amoniacal
Aproximadamente un 1,1% de reducción
Caso 4 de prueba en lote: agua amarillo pálido más clara obtenida después del tratamiento fisicoquímico.
Caso 5 de prueba en lote: Clarificación visual sin reducción de DBO
Fuente de aguas residuales: Aguas residuales de estiércol de ganado amarillas.
- Agregar Agente Decolorante Compuesto 202 a 1.000 ppm.
- Usar un ajustador de pH para obtener el pH de laboratorio objetivo de 7,5.
- Agregar PAM aniónico a 5 ppm.
- Dejar asentar los flóculos.
Agua cruda
pH 9; amarillo; DBO 63,3; nitrógeno amoniacal 6,18
Agua tratada
pH 7; incoloro y claro; DBO 65,7; nitrógeno amoniacal 6,059
Cambio de DBO
La DBO aumentó ligeramente de 63,3 a 65,7
Cambio de nitrógeno amoniacal
Aproximadamente un 2,0% de reducción
Interpretación importante: Este caso produjo una mejora visual importante pero no redujo la DBO. El agua clara no debe interpretarse automáticamente como agua conforme o como prueba de eliminación de contaminantes orgánicos disueltos.
Caso 5 de prueba en lote: se logró una apariencia clara, aunque el resultado de DBO no mejoró.
Caso 6 de prueba en lote: Decoloración de aguas residuales de ganado oscuras
Fuente de aguas residuales: Aguas residuales de ganado marrón oscuro-negras.
- Agregar Agente Decolorante 01 a 400 ppm.
- Agregar PAC a 5.000 ppm.
- Agregar PAM aniónico a 5 ppm.
- Dejar asentar los flóculos.
Agua cruda
pH 8; apariencia marrón oscuro-negra
Agua tratada
pH 7; sobrenadante amarillo claro
Caso 6 de prueba en lote: las aguas residuales oscuras se separaron en sólidos asentados y sobrenadante amarillo claro.
Caso 7 de prueba en lote: Aguas residuales de ganado con reducción de DBO del 67,8%
Fuente de aguas residuales: Aguas residuales de ganado marrones.
- Agregar Agente Decolorante 01 a 300 ppm.
- Agregar PAC a 1.000 ppm.
- Agregar PAM aniónico a 10 ppm.
- Dejar asentar los flóculos.
Agua cruda
pH 8; apariencia marrón; DBO 716,6
Agua tratada
pH 7; amarillo claro; DBO 231
Cambio de DBO
Aproximadamente un 67,8% de reducción
Resultado de separación
Flóculos grandes con claridad de sobrenadante visiblemente mejorada
Caso 7 de prueba en lote: la DBO disminuyó de 716,6 a 231 después de la clarificación química.
Caso 8 de prueba en lote: Ensayo de dosis reducida de PAC
Fuente de aguas residuales: Aguas residuales de ganado marrones.
- Agregar Agente Decolorante 01 a 300 ppm.
- Agregar PAC a 750 ppm.
- Agregar PAM aniónico a 10 ppm.
- Dejar asentar los flóculos.
Agua cruda
pH 9; apariencia marrón
Agua tratada
pH 7; sobrenadante amarillo claro
Caso 8 de prueba en lote: ensayo de clarificación utilizando 300 ppm de Agente Decolorante, 750 ppm de PAC y 10 ppm de PAM aniónico.
Evaluación general del rendimiento
1. Color y claridad visible
Las ocho pruebas produjeron clarificación visible. Las aguas residuales oscuras, marrones, amarillas o turbias se convirtieron en un sobrenadante incoloro, amarillo claro o amarillo pálido después de la floculación y separación.
2. Sólidos suspendidos y formación de flóculos
Las fotografías muestran una formación de flóculos, asentamiento o flotación distintos. Esto indica que las combinaciones de tratamiento fueron efectivas para desestabilizar los sólidos suspendidos y la materia coloidal en las muestras probadas.
3. Eliminación de DBO
El rendimiento de la DBO dependió de la muestra. El Caso 7 logró la reducción de DBO más fuerte registrada, mientras que el Caso 5 demostró que la claridad visual puede mejorar sin una reducción de DBO correspondiente.
4. Eliminación de nitrógeno amoniacal
Donde se midió el nitrógeno amoniacal, la reducción fue limitada en comparación con el resultado de clarificación visual. Por lo tanto, puede ser necesario un tratamiento biológico adicional, un desamoniado, una cloración de punto de ruptura u otros procesos de eliminación de nitrógeno, dependiendo del objetivo de tratamiento final.
5. Aplicación a gran escala
Las dosis de laboratorio no deben copiarse directamente en una planta a gran escala. La demanda química cambia con la fuente de aguas residuales, el tipo de animal, la composición del alimento, la frecuencia de limpieza, la concentración de sólidos, el pH, la temperatura y el tiempo de almacenamiento. Se deben completar pruebas de lote representativas y, siempre que sea posible, un ensayo piloto antes del uso continuo.
Nota técnica: Los resultados de este artículo describen el rendimiento del tratamiento fisicoquímico de laboratorio para muestras específicas de aguas residuales. Por sí solos, no demuestran el cumplimiento de ninguna norma de descarga local. El cumplimiento debe confirmarse utilizando el conjunto completo de indicadores requeridos, que puede incluir DBO, DBO, nitrógeno amoniacal, nitrógeno total, fósforo total, sólidos suspendidos, color, patógenos y otros parámetros regulados localmente.
Preguntas frecuentes
¿Se puede utilizar una dosis química para cada planta de tratamiento de aguas residuales de ganado?
No. La composición de las aguas residuales de ganado varía enormemente. Las dosis de Agente Decolorante, PAC, ajustador de pH y PAM deben seleccionarse mediante pruebas de lote utilizando aguas residuales representativas del sitio real.
¿Cuál es la secuencia de adición química recomendada?
Donde se necesitan los cuatro productos químicos, una secuencia típica es Agente Decolorante, seguido de PAC, ajuste de pH y finalmente PAM aniónico. Cada producto químico debe dispersarse lo suficiente antes de agregar el siguiente.
¿Por qué se agrega PAM después de PAC y ajuste de pH?
El PAC primero desestabiliza las partículas coloidales. Después de la corrección de pH requerida, el PAM aniónico conecta las partículas desestabilizadas en flóculos más grandes. Este orden ayuda a que el PAM cumpla su función de construcción de flóculos de manera más efectiva.
¿El agua tratada clara significa que la DBO es baja?
No necesariamente. El agua clara aún puede contener contaminantes orgánicos disueltos. El Caso 5 produjo agua clara e incolora, pero su DBO no disminuyó. Se requiere análisis de laboratorio para confirmar la eliminación real de contaminantes.
¿El tratamiento químico puede eliminar completamente el nitrógeno amoniacal?
Las pruebas registradas mostraron solo una eliminación limitada de nitrógeno amoniacal. La clarificación química se utiliza principalmente para el color, los sólidos suspendidos y la materia coloidal. Aún puede ser necesario un tratamiento biológico u otro tratamiento dedicado de eliminación de nitrógeno.
¿Se pueden usar estas dosis de laboratorio directamente en una planta de tratamiento?
No. Los valores son resultados de referencia para muestras específicas. La dosificación a gran escala debe confirmarse mediante pruebas de lote frescas, cálculos de flujo de aguas residuales y un ensayo de optimización in situ.
¿Qué información se necesita antes de realizar una prueba de lote de aguas residuales de ganado?
La información útil incluye la fuente de aguas residuales, el flujo diario, el pH, el color, la DBO, la DBO, el nitrógeno amoniacal, el nitrógeno total, el fósforo total, los sólidos suspendidos, el proceso de tratamiento actual y el objetivo de agua tratada requerido.
¿Necesita una prueba de lote de aguas residuales de ganado?
Bluwat Chemicals puede evaluar muestras representativas de aguas residuales y comparar combinaciones adecuadas de Agente Decolorante, PAC y PAM.
Para una evaluación inicial más útil, proporcione la fuente de aguas residuales, el volumen de tratamiento diario, el pH del agua cruda, la DBO, el nitrógeno amoniacal, los sólidos suspendidos, el color y el objetivo de tratamiento requerido.
¡Su mensaje debe tener entre 20 y 3.000 caracteres!
english
français
Deutsch
Italiano
Русский
Español
português
Nederlandse
ελληνικά
日本語
한국
العربية
हिन्दी
Türkçe
indonesia
tiếng Việt
ไทย
বাংলা
فارسی
polski