tratamiento de agua residual industrial

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tratamiento de agua residual industrial

  1. 1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTIN-T FACULTAD DE ECOLOGIA E.A.P INGENIERIA SANITARIA INDUSTRIA ACEITES Y JABONES DOCENTE:  ING.Msc YRWIN FRANCISCO AZABACHE LIZA. INTEGRANTES:  MONTENEGRO QUIROZ, ALEXIS MICHEL.  TAFUR BARDALES, ERICKSON.
  2. 2. INTRODUCCION:
  3. 3. JABON: Surge de una reacción química que combina las grasas y la soda caústica. El proceso ocurre dentro de un reactor en cuyo interior se inyecta vapor para calentar y agitar las mezclas de grasas de diferentes tipos y una solución de soda caústica, estos ingredientes se combinan para dar lugar a la reacción de saponificación, generando una mezcla de jabón y lejías ; luego se realiza un proceso llamado corte en el cual se adiciona agua salada para que separar el jabón de las lejías formando una especie de nata, la cual se extrae para obtener glicerina; después se realiza un lavado a la nata y se añade color, estabilizantes y suavizantes; y por último el jabón se bombea a un molino al vacío mientras se agrega silicato y perfume, después se muele y compacta para eliminar gran parte de la humedad y finalmente la masa es convertida en barras de diferente tamaño que se envuelven y empacan.
  4. 4. SAPONIFICACION Es una reacción química entre un ácido graso (o un lípido saponificable, portador de residuos de ácidos grasos) y una base o alcalino, en la que se obtiene como principal producto la sal de dicho ácido. Estos compuestos tienen la particularidad de ser anfipáticos, es decir tienen una parte polar y otra apolar (o no polar), con lo cual pueden interactuar con sustancias de propiedades dispares. Por ejemplo, los jabones son sales de ácidos grasos y metales alcalinos que se obtienen mediante este proceso.
  5. 5. La saponificación, reacción de hidrólisis en medio alcalina que consiste en la descomposición de un éster en el alcohol y la sal alcalina del ácido carboxílico correspondientes. Es la reacción inversa a la esterificación.
  6. 6. Los jabones se preparan por medio de una de las reacciones químicas más conocidas: la llamada saponificación de aceites y grasas. Los aceites vegetales, como el aceite de coco o de olivo, y las grasas animales, como el sebo, son ésteres de glicerina con ácidos grasos.
  7. 7. En el caso de que la saponificación se efectúe con sosa, se obtendrán los jabones de sodio, que son sólidos y ampliamente usados en el hogar. En caso de hacerlo con potasa, se obtendrán jabones de potasio, que tienen consistencia líquida
  8. 8. Los jabones duros se fabrican con aceites y grasas que contienen un elevado porcentaje de ácidos saturados, que se saponifican con el hidróxido de sodio. Los jabones blandos son jabones semifluidos que se producen con aceite de lino, aceite de semilla de algodón y aceite de pescado, los cuales se saponifican con hidróxido de potasio.
  9. 9. La estructura de un jabón puede considerarse formada por dos partes: a. Una cadena hidrocarbonada larga, formada por carbonos en unión covalente. b. Un grupo carboxílico que, al estar disociado, tiene cargas eléctricas.
  10. 10. Muchos lípidos, como por ejemplo: los ácidos grasos, reaccionan con bases fuertes, NaOH o KOH, dando sales sódicas o potásicas que reciben el nombre de jabones. Esta reacción se denomina de saponificación. Son saponificables los ácidos grasos o los lípidos que poseen ácidos grasos en su estructura.
  11. 11. En la industria nacional, la producción de jabones para lavar se fundamenta en procesos discontinuos, comúnmente realizados en pailas de saponificación. La tecnología de punta se orienta hacia la producción de jabón en procesos continuos, en donde es posible la optimización del proceso, en términos de consumo energético, tiempo de operación y la calidad del producto.
  12. 12. Saponificación Continua Se considera que por cada 10 o C de aumento en la temperatura, la velocidad de reacción se incrementará por un factor de 2.
  13. 13. PROCESO DISCONTINUO VS PROCESO CONTINUO Por el proceso convencional para la manufactura del jabón, es decir el proceso en batch, se logra un mejor control de la reacción mientras menor sea la temperatura de operación (normalmente la etapa se efectúa a 90 o C); Este fenómeno implica un mayor tiempo para alcanzar una completa saponificación y por tanto incide sobre:  El aumento en el consumo materias primas.  Energía eléctrica  Consumo de vapor. Las plantas productoras de jabones que funcionan bajo condiciones de proceso continuo operan a elevadas condiciones de temperatura y presión; además el sistema cuenta con un dispositivo que controla el suministro de materias primas, el cual permite optimizar el proceso en términos de consumo de materia prima por unidad de producto elaborado.  Mayor eficiencia energética.  Menor tiempo de operación  Mayor rentabilidad por tonelada de producto.  Mayor control del proceso.
  14. 14. Los ácidos grasos que se requieren para la fabricación del jabón se obtienen de los aceites de sebo, grasa y pescado, mientras que los aceites vegetales se obtienen, por ejemplo, del coco, la oliva, la palma, la soja (soya) o el maíz.
  15. 15. TIPOS DE JABON El sebo que se emplea en la fabricación del jabón es de calidades distintas, desde la más baja del sebo obtenido de los desperdicios (utilizada en jabones baratos) hasta sebos comestibles que se usan para jabones finos de tocador.  Los jabones transparentes contienen normalmente aceite de ricino, aceite de coco de alto grado y sebo.  El jabón fino de tocador que se fabrica con aceite de oliva de alto grado de acidez se conoce como jabón de Castilla.  El jabón para afeitar o rasurar es un jabón ligero de potasio y sodio, que contiene ácido esteárico y proporciona una espuma duradera.  La crema de afeitar es una pasta que se produce mediante la combinación de jabón de afeitar y aceite de coco.
  16. 16. PROCESO INDUSTRIAL La fabricación de jabones consta de las siguientes etapas:  Saponificación o empaste  Salado  Cocción  Amasado  Moldeado
  17. 17. SAPONIFICACIÓN O EMPASTE Las materias primas (grasas o aceites) se funden en calderas de forma cilíndrica y fondo cónico. Se agrega una solución concentrada de un hidróxido fuerte (lejía). La masa se mezcla y agita mediante vapor de agua inyectado en el seno del líquido. Después de unas cuatro horas, se ha formado el jabón.
  18. 18. SALADO Consiste en el agregado de una solución concentrada de sal común (cloruro de sodio, NaCl) para separar el jabón de la glicerina formada y del exceso de hidróxido de sodio. Como el jabón es insoluble en el agua salada, se acumula en forma de grumos y sube a la superficie por su menor densidad. Después de varias horas, se extrae por la parte inferior la mezcla de glicerol y agua salada.
  19. 19. COCCIÓN Al jabón formado en la caldera se le agregan nuevas cantidades de Na(OH) para lograr una saponificación completa, y se calienta. Al enfriarse, se separan nuevamente dos capas: la superior, de jabón, y la inferior, de lejía. Al jabón se le agrega agua y se cuece nuevamente; de esta manera se eliminan los restos de sal, glicerina y lejía.
  20. 20. AMASADO Tiene por objeto lograr una textura homogénea, sin gránulos. Durante esta etapa se le incorporan a la pasta sustancias tales como perfumes, colorantes y resinas, para favorecer la formación de espuma persistente.
  21. 21. MOLDEADO El jabón fundido se vuelca en moldes de madera donde, por enfriamiento lento, toma la forma de panes o pastillas; mediante equipos desecadores, se disminuye el contenido de humedad hasta el 20%.
  22. 22. CARACTERISTICAS DE EFLUENTE FINAL AGUA JABONOSA CON NaOH,KOH, NaCl, GRASAS Y ACEITES , TURBIEDAD, AGUA CON SILICATOS, PERFUMES, GLICEROL, FENOLES ALTOS, ALTA DQO, DBO5, LIGERAMENTE ACIDO,
  23. 23. CARACTERISTICAS FISICAS- QUIMICAS FUENTE: FRABRICA AZULK
  24. 24. ETAPA II TRATAMIENTO PRELIMINAR Trampa de grasas Cribado Homogenización TRATAMIENTO PRIMARIO Coagulación Floculación Tanque clarificador TRATAMIENTO SECUNDARIO Lodos activados Sedimentador filtración TRATAMIENTO TERCIARIO Filtros Cloración
  25. 25. RILES-INDUSTRIA JABON % DE EFICIENCIA REMANENTE DBO DQO SST A Y G DBO DQO SST A Y G 4275 10010 2113 1098 TAMPA DE GRASAS 5% 5% 3% 6% 4061.25 9509.5 2049.61 1032.12 CRIBADO 10% 8% 5% 10% 3655.13 9200.62 1947.3 928.91 HOMOGENIZACION 18% 10% 17% 15% 3468 8912.04 1742 923 COAGULACION Y 66% 64% 66% 67% 1948 3732 1164 363.5 FLOCULACION CLARIFICADOR 19% 43% 2.5% 41% 1577.88 2127 1134.9 220.67 LODOS ACTIVADOS 45% 16% 22% 39% 867.83 1786.68 885.22 134.61 SEDIMENTADOR 12% 15% 30% 9% 772.69 1518.68 619.65 122.5 FILTRACION 5% 9% 3% 6% 734.05 1382 601.06 156.52 FILTROS 13% 15% 20% 40% 638.62 1173.9 480.85 93.9 DESINFECCION 15% 542.82 1173.9 480.85 93.9 NORMA <1000 <2000 <800 <100
  26. 26. RILES- INDUSTRIA JABON DBO DQO SST A Y G 4275 10010 2113 1098 DBO DQO SST A Y G 543 1174 481 94
  27. 27. ETAPA III DIMENSIONAMIENTO
  28. 28.  TRATAMIENTO PRELIMINAR Trampas de grasas Las de trampas grasas , son unidades diseñadas para remover del 50 al 70% de las grasas no emulsionadas. PANEL A • Largo 1.16 m • Ancho 0.40 m • Profundidad 2.16 m PANEL B • Largo 1.16 m • Ancho 1.06 m • Profundidad 2.16 m PANEL C • Largo 1.16m • Ancho 0.70m • Profundidad 2.16 m • Distancia entre bafles 1.06 m • Distancia de bafle de entrada a pared 40 cm. • Distancia de bafle de salida a pared 70 cm. • Tr: 18.38 min. • Caudal: 1.09 m3/h A B C VISTA PLANTA A B C
  29. 29. • Tanque de homogenización. El tanque de homogenización es de forma cilíndrica, construido en hierro al carbón con un manhole superior para la supervisión visual del nivel del agua y uno lateral para la limpieza . VOLUMEN EFECTIVO 38.6 m3 DIAMETRO 3.5 m ALTURA 4.65 m MATERIAL Hierro al carbón TIEMPO DE RETENCION 18.09 h CAUDAL 2.133 m3/h
  30. 30. • Coagulación  TRATAMIENTO PRIMARIO  La función de este proceso, es dispersar el coagulante de forma uniforme en toda la masa de agua, con la velocidad necesaria para alcanzar un proceso de coagulación eficaz. El agua entra a la tubería ubicada antes del tanque de floculación, en ésta, por medio de una bomba dosificadora se agrega soda (NaOH) para estabilizar el pH (7-8), y luego por medio de otra bomba dosificadora se adiciona el coagulante catiónico que es sulfato de aluminio (Al2(SO4)3), aprovechando así la turbulencia que se presenta en la tubería y así mismo garantizando una mezcla rápida. Tuberia DIAMETO 1 ½” LONGITUD 13.46m MATERIAL PVC CAUDAL 0.992 m3/h
  31. 31. • Floculación  La floculación es el proceso mediante el cual las moléculas ya desestabilizadas entran en contacto, agrandando los flocs de modo de facilitar la precipitación, éste proceso se lleva a cabo en un tanque con un volumen de 1 m3, dentro del cual se encuentra un agitador, así mismo el floculante es dosificado por medio de una bomba dosificadora con su respectivo tanque para el suministro del mismo. VOLUMEN 1m3 MATERIAL PVC TIEMPO DE RETENCION 51.41 min RPM 32 CAUDAL 0.992 m3/h
  32. 32. • Tanque clarificador  La clarificación se lleva a cabo en un tanque (tronco cono), el cual tiene una capacidad de 5 m3, en la mitad tiene adecuado un tubo de 30 cm de diámetro al cual llega el agua proveniente del tratamiento fisicoquímico de coagulación y floculación, la función de este tubo es reducir la turbulencia con la que llega el agua y así mismo ayudar a una mejor sedimentación, en este tanque el agua permanece en aquietamiento por 4 horas y 48 minutos, donde los sólidos con peso específico mayor que el agua tienden a depositarse (30%), y luego son conducidos al filtro prensa; y el agua clarificada (70%) pasa por medio de unos tubos perforados (3”) ubicados en la superficie del tanque hacia el tratamiento biológico. VOLUMEN 5m3 MATERIAL PVC TIEMPO DE RETENCION 4h 48 min CAUDAL 1.043 m3/h CARGA HIDRAULICA 0.08m3/m2-h TUBERIA PERFORADA 3”
  33. 33.  TRATAMIENTO SECUNDARIO  El tratamiento secundario está conformado por un tratamiento de lodos activados, seguido de dos celdas una de sedimentación y otra de filtración, éste funciona mediante un proceso de mezcla completa para duplicar el régimen hidráulico del reactor, es agitado por difusores. Éste tratamiento está enfocado a la remoción de materia orgánica soluble en material insoluble. En esta etapa del sistema se presentan deficiencias porque el agua residual no cuenta con una concentración suficiente de nitrógeno para garantizar el crecimiento bacteriano (ligado a la formación de proteínas necesarias para la formación celular). Por tal razón a continuación se describen las unidades de tratamiento mencionadas.
  34. 34. • Unidad de lodos activados (tratamiento biológico) La unidad de lodos activados es alimentada con un 70% de agua proveniente del clarificador, está compuesta por lodos activados aerobios compuestos principalmente por colonias de ciliados mesó filos; aquí la materia orgánica es degradada. Área total ocupada 24 m3 Área de aireación 7.6 m2 Largo 5.7 m Alto 2.4 m Ancho 2 m Cantidad de difusores 21 Presión de entrada 10.7 psi Presión de salida 20.7 psi Tiempo de retención 17h 28 min
  35. 35.  TRATAMIENTO TERCIARIO • FILTROS El sistema de filtración está compuesto por dos unidades a presión filtrantes (filtros lentos), instalados en serie y una bomba centrifuga. Filtros de arena y carbón activado Forma de los filtros Cilindricos Material Acero al carbón Diámetro 66 cm Altura 1.85 m Volumen 0.75 m3 Caudal 0.91 m3/h Velocidad de filtración 0.19 m3/m2-h
  36. 36. • Cloración  La desinfección del agua que sale de la Planta de Tratamiento se realiza en un tanque de 1m3, en el cual ocurre la destrucción selectiva de microorganismos provenientes del tratamiento de lodos activados que no son retenidos en los filtros. VOLUMEN 1 M3 MATERIAL PVC CAUDAL 0.91 m3/h TIEMPO DE RETENCION 1.09 h
  37. 37. • Filtro prensa  La deshidratación de los lodos se hace en un filtro prensa de operación manual . Los lodos son introducidos al filtro por medio de una bomba tipo diafragma que opera normalmente entre 14 y 100 psi. El lodo es almacenado en unas canecas de recolección para su disposición final en rellenos de Colombia Presión max. De filtrado 100 psi Presión min. De filtrado 14 psi Tiempo de filtración 1 h Espesor de la torta de lodos 3 cm Contenido de la humedad 3 % Operación manual
  38. 38. Graciassss……..

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