Tratamiento de efluentes by zuu19905

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									Tratamiento de efluentes
   del aceite de oliva
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   1. Introducción

     - Enfoque
     - Análisis (valores)
     - Posibilidades de tratamiento

   2. Descripción del proceso



1. Introducción

    Los efluentes de la producción de aceite de oliva (OMWW-olive mill waste water) se han
    convertido en un problema creciente en los países productores situados en gran parte
    en el área del mediterráneo.

    Contienen altas concentraciones de materia orgánica y distintos compuestos
    inorgánicos por lo que deben tratarse siempre para proteger el medio ambiente.

    Sin embargo, a menudo han sido almacenados, a falta de procedimientos técnicos y
    económicos, en lagunas abiertas cerca de las plantas de producción causando graves
    problemas medioambientales. La degradación biológica de la materia orgánica
    generaba una mezcla de lodo y agua de color oscuro y olor intenso que afectaba las
    aguas subterráneas e invadían un amplio perímetro con malos olores. Un problema
    añadido era el almacenamiento de los residuos acuosos que, debido a la estación de la
    producción (de noviembre a marzo), requería balsas de gran volumen y por tanto, caras.

    Sin embargo, el problema no quedaba resuelto sino solamente aplazado en el tiempo.




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    Valores analizados típicos de OMWW:


    Valores analizados                mg/l
    Azúcares                         20 - 80
    Sustancia nitrogenadas           12 - 24
    Ácidos orgánicos                  5 - 15
    Polialcholes                      5 - 15
    Polifenólicos                     3-8
    Aceite residual                   3-5
    NA+                                280
    K+                                6.200
    Ca++                               510
    Mg++                               120
    Fe+++                              170
    Cl-                                470
    SO4--                              370
    PO4---                            1050
    pH[-]                           4,9 - 5,8
    CSB                         40.000 - 160.000
    BSB5                         15.000 - 60.000
    Sólidos disueltos            5.000 - 10.000
    Conductibilidad [μS/cm]      10.000 - 20.000



Valores requeridos para la salida del efluente por emisarios (Italia, Grecia), resp., al mar


                                  Emisario          Mar
    pH                            5,5 - 9,5         6-9
    BSB5 [mg/l]                     <40             <40
    CSB [mg/l]                      <160            <120
    Sólidos disueltos [mg/l]       <1.000             -


Para cuantificar el problema de los residuos acuosos pueden citarse los datos de la
producción de aceite de oliva en la temporada 2003/2004 era de 2.766.773 toneladas de la
que el 89% ó 2.462.428 toneladas correspondía a Europa y los países candidatos a la UE y
a Turquía (1,2). El cultivo del olivo es por lo tanto también un factor importante de la
economía en estos países con un crecimiento anual del 4% y una cosecha total de 12
millones de toneladas de aceitunas en cultivos con una superficie de más de 4.000.000
hectáreas. Evidentemente la industria del aceite de oliva es en la EU un sector industrial
importante con aprox. 800.000 empleados (3).




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Para la producción de aceite de oliva se aplican esencialmente 3 procesos:

     a) El proceso "tradicional" mediante prensas
     b) Decantadores 3 fases
     c) Decantadores 2 fases

Los procesos b) y c) son procesos continuos de aplicación industrial. En la producción de
aceite de oliva mediante decantadores de tres fases se generan dos subproductos, el orujo
o materia sólida (5) y el alpechín (residuos acuosos). En el proceso mediante decantadores
de dos fases solo se separan el aceite y una pasta de residuos sólidos denominada alperujo
(orujo alpechín).

El proceso mediante decantadores de 3 fases se utiliza actualmente en la mayoría de las
zonas de cultivo intenso: de 1000 kg de aceitunas se extraen aprox. 200 kg. de aceite, 350
kg de materia sólida y aprox. 1000 a 1200 kg de residuos acuosos. En los procesos con
decantadores de 2 fases se necesita una menor cantidad de agua pero el tratamiento del
alperujo (aprox. 800 kg por 1000 kg de aceitunas) es más complicado para las extractoras,
el secado es extremadamente lento y presenta por tanto una depuración problemática (4).
En total, el balance indica que la industria del aceite de oliva europea consume más de
8.000.000 m3 de agua bruta por temporada generando 4.600.000 m3 de residuos acuosos,
resp., 6.800.000 toneladas de residuos sólidos.


Posibilidades de eliminación / tratamiento de residuos acuosos


1.   Eliminación de residuos acuosos

1.1. Eliminación directa

     - Fertilizantes                   Contaminación de las aguas subterráneas, malos
                                       olores, degradación lenta, ¡compuestos amargos!

     - Piensos:                        Bajo contenido en cisteinos-proteínas, alta
                                       concentración de celulosa

     - vertido por emisario, al mar:   Ecológicamente peligroso, resp., prohibido

     - Depuradoras:                    Alta concentración de materia orgánica, contiene
                                       inhibidores para la degradación biológica

1.2. Evaporación

     - Balsas, evaporación natural:    Requiere una gran superficie, puede afectar las
                                       aguas subterráneas, genera malos olores

     - Tratamiento térmico:            Alto consumo de energía, costes de inversión y
                                       servicio muy elevados




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2.   Tratamiento de residuos acuosos


2.1. Tratamientos biológicos


     - Anaeróbico / aeróbico:         Proceso discontinuo / estacionalidad, depende de la
                                      producción / cosecha de la aceituna

     - Generación de biogás

     - Compostaje

     - Fermentación



2.2. Tratamiento físico-químico


     - Filtración

     - Floculación, Sedimentación

     - Incineración

     - Destilación / Evaporación / Generación de carbón activo

     - Oxidación, mojada

     - Absorción

     - Electrolisis

     - Congelación

     - Tecnología de membranas




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2. Descripción del proceso

Ensayos de laboratorio y ensayos piloto con los residuos acuosos de la producción de aceite
de oliva descubriendo la manera de tratar el alpechín de un modo económicamente
asumible. En este proceso de ciclo casi cerrado, tanto las materias sólidas como los sólidos
disueltos o el agua, serán reutilizados ó tratados posteriormente.

Los residuos acuosos de la producción de aceite de oliva se almacenan en balsas o en
depósitos apropiados donde se les aplica un pretratamiento: mediante aportación de
lechada de cal se genera un proceso
de floculación y precipitación en el
que los mecanismos de la interacción
de peptidos llevan a una modificación
de las proteínas teniendo lugar la
saponificación de las partículas de
aceite. De este modo los compuestos
orgánicos se hacen sedimentables
con las partículas de cal y los sólidos.
Mediante este proceso se consigue
una reducción de la concentración de
compuestos orgánicos en el alpechín,
p.e., CSB 45-47% menos.

El fango depositado presenta un valor
pH de 10-11, pero la solución acuosa
solamente un valor pH 7-8 debido a
procesos de degradación bilológicos
y la formación de CO2. Aportando
otra pequeña cantidad de lechada de
cal se consigue una depuración hasta
un grado de turbidez de aprox. 200
NTU. Mediante el acondicionamiento
con ácido se consigue un valor pH de
7 lo que permite romper la emulsión
de aceite / agua y reducir
nuevamente el grado de turbidez.
Además se reduce el potencial de la precipitación de cal en las membranas.

Después de este pretratamiento los residuos acuosos pasan a través de filtros multiestrato
para eliminar las partículas sólidas residuales. Después de una última filtración a través de
un filtro fino de 10 μm, el líquido pasa a una estación de membranas de dos fases.

La primera fase se aplican elementos de nanofiltración (NF) conectados en cascada para
separar iones de múltiples cargas negativas como sulfatos, fosfatos, calcio y magnesio, pero
principalmente para eliminar cuantitativamente compuestos orgánicos con un "cutoff", a
partir de 150 - 300. Estos compuestos separados se reconducen en parte al pretratamiento
junto con el concentrado. otra parte del efluente se utiliza para la humidificación del
compostaje resultante del proceso de decantación de la mezcal oleica. El permeado de la
fase NF (aprox. al 75%) se somete a una nueva fase de depuración mediante membranas
RO (aprox. el 90%) cumple las condiciones ambientales para vertidos por emisario y
también pude reutilizarse en el proceso de lavado de la aceituna.




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El concentrado de la fase RO se reconduce a la entrada de efluente de la estación NF. Pero
también puede ser utilizado para obtener de la solución concentrada sustancias para uso
farmacéutico como polifenoles y flavonoides como el Hidroxitiroso (anti-oxidantes, captador
de radicales libres) (6), el oleoropen (sustancia amarga) (7) o el Maunitol (edulcorante, se
utiliza como aditivo en la terapia de la diabetes).

De este modo se consigue un circuito casi cerrado de circulación del agua y también la
depuración de materias sólidas. Solamente se desvía una parte muy pequeña de agua para
evitar una concentración demasiado alta de sales disueltas y materia orgánica: este proceso
se realiza por una parte con el fango depositado y tratado del pretratamiento - mediante filtro
- prensas - centrifugas u otros métodos con los que se consigue un grado de humedad del
50% aprox., - y por otra - como se ha descrito anteriormente - mediante la separación de
una parte del el fuente de concentrado NF añadiéndolo a la torta de filtro de la producción de
aceite. Esta presenta en los decantadores modernos un contenido de humedad del 40%
aprox. que se incrementa al 50% aprox., porcentaje permisible para el tratamiento o incluso
deseado para el compostaje.




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Referencias:


[1]       Faostat Database, www.fao.org [last Access on 19.1.2005]

[2]       ANONYMOUS, Food and agriculture organization of the United Nations,
          www.fao.org [last Access on 23.11.2004]

[3]       ANONYMOUS, International Olive Oil Council, www.internationaloliveoil.org, [last
          Access on 22.11.2004]

[4]       AMIRANTE, P.et al., (1993), Olivae nº 48, 43

[5]       ANONYMOUS, Consiglio Nazionale delle Rizerche, www.cnr.it (last Access on
          23.11.2004]

[6]       VISIOLI, F. et al., (1995): Waste waters from olive oil production are rich in natural
          antioxidants, Experientia, 51, p. 32-34

[7]       SERVILLI, M. et al., (1996): Antioxidant activity of tocopherols and phenolic
          compounds of virgin olive oil. J. Am. Oil Chem. Soc. 1996, 73, 1589-1593




ÖWV                                              8                       RITTMEYER S.A.
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