Caracterizacion y Depuracion Biologica Anaerobia de Efluentes Matadero
Caracterizacion y Depuracion Biologica Anaerobia de Efluentes Matadero
Caracterizacion y Depuracion Biologica Anaerobia de Efluentes Matadero
RESUMEN
El presente proyecto trata de caracterizar los efluentes de un matadero, a travs
de los parmetros caractersticos como el pH, la Demanda Qumica de Oxgeno (DQO),
la DBO5, as como los slidos totales, acidez y alcalinidad (APHA, 1992), para en otra
fase posterior disear un digestor anaerobio que trate estos residuos y obtener los
rendimientos de metano generados y la eliminacin en materia orgnica, medida como
DQO. Nuestro ltimo fin ser disear un prototipo de biodigestor para la cogeneracin
de electricidad y calor a partir de estos residuos.
ABSTRACT
This work tries to characterize slaughterhouse wastewaters, through the
characteristic parameters as pH, Chemical Oxygen Demand (COD), BOD5, as well as
the total solids, acidity and alkalinity (APHA, 1992), later, in a second phase to design a
anaerobic digestor that treats these waste and to obtain the methane yields and organic
matter removal, measure as COD. Our last phase will be to design a biodigestor
prototype for the electricity cogeneration and heat starting from these wastes.
1. INTRODUCCIN
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La produccin de carne y su industrializacin posterior constituyen parte
importante de la industria alimentaria en Espaa y en el mundo. En su conjunto, esta
actividad econmica incluye la crianza de animales y su posterior procesamiento
industrial, que comprende la matanza, la produccin de carne y el procesamiento de
subproductos y desechos para su reaprovechamiento.
En nuestro pas, se registran una gran cantidad de mataderos en el ao 2002,
concentrados principalmente en la Zona Sur. En la Regin de Extremadura, existen 323
mataderos, en su mayor parte de tamao mediano. Las cifras de ganado sacrificado en
los ltimos aos, muestran un nivel de actividad creciente, especialmente en bovinos y
porcinos. En lo que a Extremadura se refiere, los despojos producidos durante el ao
2000 fueron 16.332 t de cerdo, 1.228 t de vacuno, y 4851 t de ovino-caprino, lo que
hace un total de 26.214 t de residuos procedentes de los mataderos extremeos. A esa
cantidad hay que aadir el vertido de sangre y de aguas de limpieza, heces de los
animales, etc., con lo cual el valor dado anteriormente debe tomarse como una
estimacin inferior de la cantidad real de los residuos. Los antecedentes estadsticos se
resumen en la Tabla. I
2. MATERIAS PRIMAS
Las principales materias primas utilizadas en los mataderos son los animales que
sern sacrificados, siendo los ms comunes los vacunos, cerdos y ovinos
2.1. Mataderos
902
Los mataderos de carne se rigen por lo establecido en los Reales Decretos
2414/1961, sobre actividades molestas, insalubles, nocivas y peligrosas, el 2224/1993 y
en el 2454/2000 de los Ministerios de Agricultura y Salud. En los mataderos los
principales procesos que estn involucrados en el sacrificio del animal son:
-?
Corrales: Se recepciona el ganado, este debe encerrarse con 6 horas de antelacin al
sacrificio y as permitir reposar al animal y efectuar los exmenes ante - mortem. Slo
en casos justificados, previo a la autorizacin veterinario, se podr disminuir el tiempo
de reposo.
-?
Aturdimiento: Generalmente se les aplica un disparo con pistola neumtica y/o una
descarga elctrica. Posteriormente, se provoca su muerte por desangrado.
-?
Sangra: En este proceso, mediante un corte en las arterias del cuello, se provoca su
muerte por desangrado.
-?
Descuerado: Luego de desangrar al animal, se le corta la cabeza y cuernos (en caso
de ganado vacuno) y se procede a descuerar con la precaucin de no desgarrar
msculos ni ocasionar cortes en el cuero.
Faenamiento: Corte longitudinal en el pecho para extraer vsceras y dems rganos.
-?
- ?
Evisceracin: Clasificacin, inspeccin y lavado de vsceras, desinfeccin y
enfriamiento.
- Trozado en dos canales: Corte longitudinal con sierra elctrica, a lo largo de la
columna del animal, en dos partes.
- Lavado, inspeccin y pesaje: Se lava, clasifica y pesa el animal.
- Enfriamiento: Incorporacin del animal tibio a una cmara de fro.
- Almacenamiento post-mortem: La carne se almacena en un cuarto frigorfico por 3
das.
? A modo de ejemplo, en la Figura 1 se muestra el proceso que sigue el sacrificio
de cerdos.
RECEPCIN E
INSPECCIN
CORRAL
CAMARA DE MATANZA
903
CORTE PARA
SANGRA
Figura 1: Diagrama de flujo del sacrificio de cerdos.
904
a parar a los vertidos finales (Salminen et al., 2001). Protenas y grasas son el principal
componente de la carga orgnica presente en las aguas de lavado, encontrndose
otras sustancias como la heparina y sales biliares. Tambin contienen hidratos de
carbono como glucosa y celulosa, y generalmente detergentes y desinfectantes. Cabe
destacar que estas corrientes presentan un contenido de microorganismos patgenos
importante. Se estima que entre el 25% - 55% del total de la carga contaminante
medida en DBO5, son arrastradas por las aguas de limpieza. El consumo de agua en
los mataderos, tanto de lavado como de enfriamiento, vara bastante de planta a planta.
Los mataderos debern ser abastecidos como mnimo con los siguientes caudales:
a) 1.200 L por cabeza de bovino o equino;
b) 500 L por porcino;
c) 200 L por ovino y caprino.
A continuacin, se muestran algunas mediciones efectuadas en el matadero de
la ciudad de Badajoz (Extremadura) por nuestro grupo de investigacin, que revelan los
siguientes consumos de agua:
Matadero: 2800 m 3 de agua por mes de trabajo, lo que hace un total de 33600 m 3/ao.
-?
Antecedentes internacionales, indican que el valor aproximado del caudal de aguas
residuales producido en un matadero, vara entre los 100 - 1500 L/unidad sacrificada
(Jorgensen, 1979) Suponiendo un consumo por animal sacrificado de 100 L de agua,
las cantidades utilizadas en cada animal son las reflejadas en la Tabla II. En la Tabla III,
se muestra la composicin tpica del efluente de la planta de matadero en estudio.
Tabla II: consumo de agua por animal sacrificado, anualmente.
Ganado Consumo agua (m3/ao)
Vacuno 52128
Lanar 10699
Cabro 139
Cerdo Blanco 33964
Cerdo Ibrico 59495
905
pH 7.3
DQO 296 g/L
DBO5 125 g/L
Slidos totales 7.12 g/L
Slidos voltiles 5.15 g/L
cidez voltil 0.25 g/L
Fsforo 0.059 g/L
Nitrgeno Kjeldahl 0.23 g/L
Alcalinidad 0.62 g/L
Hay que indicar que el efluente lquido esta constituido tanto por la sangre de los
animales sacrificados como por el agua de lavado utilizada en la limpieza del animal
una vez abierto en canal. De estos efluentes el que mayor carga orgnica aporta es la
sangre.
906
deben tratarse para evitar su vertido, mediante algn sistema de tratamiento, como el
biolgico anaerobio.
A continuacin, se describe brevemente los procesos de tratamientos que
pueden utilizarse en un matadero:
Pretratamiento
Es la primera operacin a que se someten los residuos lquidos. Consiste en
retener los slidos y grasas que arrastra el agua y que podran, por su tamao y
caractersticas, entorpecer el normal funcionamiento de las plantas de tratamiento.
- ?
Rejas: Dispositivo con aberturas de tamao uniforme, donde quedan retenidas las
partculas gruesas del efluente. El paso libre entre barras es de 50 a 100 mm para los
slidos gruesos y de 12 a 20 mm para los slidos finos. Los principales parmetros de
diseo son: tipo de residuo a tratar, flujo de descarga, paso libre entre barras, volumen
de slidos retenidos y prdida de carga. En cuanto a la eleccin del sistema de limpieza
de las rejas, sta debe efectuarse en funcin de la importancia de la planta de
tratamiento, de la naturaleza del vertido a tratar, y por supuesto, de las disponibilidades
econmicas.
- Trampas de grasas: Consisten en un estanque rectangular, en el cual la sustancia
grasa es empujada hacia la superficie y atrapada por un baffle.
Tratamiento primario
Consiste en eliminar una cantidad importante de los slidos suspendidos,
contenidos en el agua residual, mediante procesos fsicos y/o qumicos.
- ?
Estanque homogenizador: Requiere de un estanque con aireador, que tenga una
capacidad aproximada de un 60% del flujo diario, donde caudales punta, pH y
temperaturas son homogeneizados, resultando un efluente de caractersticas
uniformes.
- Flotacin: Se utiliza para eliminar slidos suspendidos y grasas remanentes; tiene
mayor eficiencia que las rejas y las trampas. La eficiencia se puede aumentar
agregando floculantes qumicos (aluminio, sales de hierro, etc.). El lodo de la flotacin
907
tiene un alto contenido de protenas y grasas y puede ser usado para alimento de
animales, despus de pasteurizarlo o ser procesado en una planta recuperadora.
- Tecnologas de membranas: Se utilizan no solamente para eliminar parte de la materia
orgnica de los efluentes generados en los mataderos sino que tambin permite la
recuperacin de sustancias reaprovechables actualmente desechadas y la reutilizacin
del agua. Sin embargo, es una tecnologa demasiado costosa como mtodo de
tratamiento de efluentes.
Tratamiento secundario
Este es el propsito de nuestro grupo de investigacin, montar un tratamiento
biolgico que implica la eliminacin de la materia orgnica biodegradable presente en
los residuos lquidos y slidos. Consiste en la oxidacin biolgica de los slidos
suspendidos remanentes y de los slidos orgnicos disueltos, medida como una
reduccin en la DBO5 del efluente.
- Tratamiento anaerbico: Los efluentes provenientes del matadero son tratados en
reactores cerrados. Este tipo de tratamiento requiere poco espacio, tiene un bajo costo
de operacin y genera biogs, que puede ser reutilizado en el proceso productivo o
comercializado.
REFERENCIAS
- APHA-AWWA-WPCF. (1992). Mtodos normalizados para el anlisis de aguas
potables y residuales. 17 th Ed., Santos, S. A., Madrid.
- Jorgensen, S. E., 1979. Industrial Wastewater Management. Elsevier, Amsterdam.
- Salminen, E. and Rintala, J. 2001. Anaerobic digestion of organic solid poultry
slaughterhouse waste- a review. Bioresource Technology.
CORRESPONDENCIA
Alfonso Marcos Hernndez. Departamento de Expresin Grfica. rea de proyectos de
Ingeniera. Escuela de Ingeniera Industriales. Universidad de Extremadura. Apto.
Correos 382. 06071 Badajoz. Tfno. 924 289600- Fax: 289601. E-mail:
alfomarh@unex.es.
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