ES2300179B1 - Sistema de tratamiento de vertidos de la industria alimentaria. - Google Patents
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Abstract
Sistema de tratamiento de vertidos de la
industria alimentaria.
Sistema para el tratamiento de vertidos de la
industria alimentaria, del tipo de producción industrial de
aceitunas de mesa, pescado, y especialmente todos aquellos que
lleven salmuera en alguna parte del proceso, caracterizado porque
permite obtener una salmuera concentrada con características idóneas
para su reutilización en el sector alimentario, con el consiguiente
ahorro en materias primas, y un fango en exceso con características
idóneas para su uso en agricultura como enmienda orgánica.
La invención que se presenta aporta la principal
ventaja de obtener un vertido que cumple la legislación vigente,
teniendo, además, características idóneas para su reutilización,
todo ello con unos costes de gestión sostenibles.
Description
Sistema de tratamiento de vertidos de la
industria alimentaria.
La presente memoria descriptiva se refiere, como
su título indica, a un sistema para el tratamiento de vertidos de
la industria alimentaria del tipo de producción industrial de
aceitunas de mesa, pescado, y especialmente todos aquellos que
incorporan o utilizan salmuera en alguna parte del proceso,
caracterizado porque permite obtener una salmuera concentrada con
características idóneas para su reutilización en el sector
alimentario, con el consiguiente ahorro en materias primas, y un
fango en exceso con características idóneas para su uso en
agricultura como enmienda
orgánica.
orgánica.
En la actualidad y en muchas zonas se han
verificado problemas medioambientales por los vertidos derivados de
la producción industrial de la aceituna de mesa, así como de otros
productos de mesa del sector alimentario tales como pescado y
especialmente todos aquellos que llevan o utilizan salmuera en
alguna parte del proceso. Tales vertidos son altamente
contaminantes, ya que presentan como características principales
una elevada salinidad y una elevada presencia de materia orgánica
tanto biodegradable como no biodegradable muy difícil de tratar y,
sobre todo, de reutilizar en el proceso productivo. La gestión de
estos vertidos siempre ha representado un obstáculo y un gran
problema para las empresas ya que representa un elevado coste a
sostener por la economía del proceso, además de un vertido
altamente contaminante para gestionar.
Tomando como ejemplo la industria de
procesamiento de las distintas variedades de aceitunas de mesa
(verdes y negras), podemos comprobar, por ejemplo en la Patente
9001774 "Procedimiento de preparación de aceitunas negras de
boca y mesa", como actualmente los procesos comúnmente
conocidos y utilizados son el cocido en sosa cáustica
(1-2% de NaOH y 3% de NaCl principalmente), seguido
de una fase de fermentación y conservación en salmuera
(8-10% de NaCl principalmente), para posteriormente
proceder a su clasificado u envasado. Durante este proceso
productivo se generan diversos tipos de vertidos, entre los que
destacamos:
- \bullet
- Aguas alcalinas, que incluye las lejías de cocido y los lavados. Es un vertido que se produce estacionalmente en el caso de las aceitunas verdes (septiembre-diciembre) y durante todo el año en el caso de las aceitunas negras por oxidación.
- \bullet
- Salmuera, producida tras la fermentación de las aceitunas.
- \bullet
- Agua industrial, que incluye: baldeos, lavados, etc.
Los vertidos provenientes de la industria
alimentaria de procesos que incorporan salmueras, como por ejemplo
el aderezo de la aceituna de mesa, han presentado siempre una gran
dificultad para su depuración y, sobre todo, para su eventual
reutilización a causa de sus características intrínsecas; por este
motivo hasta ahora se han usado métodos poco eficaces para su
tratamiento.
En la actualidad, el procedimiento más
comúnmente utilizado para el tratamiento de estos vertidos, tal y
como se describe en la Patente 9601724 "Procedimiento de
obtención de residuos reciclables derivados de la aceituna"
consiste en que, en la mayoría de los casos, son enviados a balsas
de evaporación, que presentan el gran problema de los elevados
costes económicos de gestión y volúmenes limitados de procesamiento
en comparación con las necesidades reales de las empresas.
Tales balsas no constituyen un sistema correcto
ni optimo de tratamiento, ya que presentan un gran número de
problemas e inconvenientes, entre los cuales podemos destacar que
ocupan grandes extensiones de terreno, producen molestas emisiones
de olores y existe el riesgo de rebose o rotura. Además, presentan
el inconveniente añadido de que se forma un fango que permanece
sobre el fondo y que debe ser periódicamente eliminado y presenta
posteriores problemas de procesamiento secundario.
Se han intentado buscar otras soluciones
alternativas. Por ejemplo la Patente 200102536 "Sistema de
tratamiento integral de residuos líquidos de aderezo de
aceituna" describe un procedimiento que claramente mejora
las balsas de decantación, pero presenta el problema de que, a
pesar de conseguir obtener unos producto reutilizables (jabones y
sales), sigue produciendo unos desechos en forma de sustancias
sólidas no recuperables con destino al vertedero, sin fermentación
posible, con el consiguiente daño ecológico producido por los
desechos, además de utilizar un procedimiento de una alta
complejidad industrial y elevado coste económico, que dificulta
enormemente su rentabilidad económica.
Para solventar la problemática existente en la
actualidad en cuanto al problema de procesado de residuos se ha
ideado el sistema para el tratamiento de vertidos de la industria
alimentaria objeto de la presente invención, el cual
aprovecha la aplicación de diversos tratamientos del vertido según
un preciso procedimiento cíclico con la finalidad de obtener los
siguientes productos finales:
- \bullet
- una salmuera concentrada con características idóneas para su reutilización en el sector alimentario, con el consiguiente ahorro en materias primas.
- \bullet
- un fango en exceso con características idóneas para su uso en agricultura como enmienda orgánica.
- \bullet
- agua osmotizada, de múltiples usos.
El procedimiento cíclico característico de esta
invención consta de una secuencia de fases determinadas:
Fase 1 - Tratamiento biológico anaeróbico para
la eliminación de una parte de la sustancia orgánica
biodegra-
dable.
dable.
Fase 2 - Tratamiento biológico por fangos
activos de tipo MBR ("Membrane Biological Reactor") para una
posterior eliminación de la sustancia orgánica biodegradable.
Fase 3 - Refinado del agua a la salida del MBR
mediante un tratamiento de nanofiltración para la eliminación de la
sustancia orgánica no biodegradable.
Fase 4 - Concentración final del permeado de la
nanofiltración en una sección de ósmosis inversa para la obtención
de una salmuera concentrada y de un agua a reutilizar.
Fase 5 - Evaporación eventual del concentrado de
la sección de ósmosis inversa para la obtención de una salmuera con
una mayor concentración e idónea para la reutilización en el
proceso productivo alimentario.
Las Fases 1 y 5 pueden opcionalmente eliminarse,
una o ambas, en un procedimiento de tratamiento más simplificado
con el fin de disminuir sus costes económicos, aun a costa de una
ligera disminución en su eficacia.
Este sistema para el tratamiento de vertidos de
la industria alimentaria que se presenta aporta múltiples ventajas
sobre los procedimientos disponibles en la actualidad siendo la más
importante que permite obtener un vertido que cumple la legislación
vigente, teniendo, además, características idóneas para una máxima
reutilización industrial de todos los productos finalmente
obtenidos.
Es asimismo importante destacar que este sistema
permite realizar el tratamiento de vertidos con unos costes de
gestión sostenibles y económicamente viables, merced especialmente
al enorme ahorro económico que se obtiene gracias a la
reutilización de agua, salmuera y fango.
Otra innegable ventaja la supone el ahorro
económico para la empresa propiciado por el ahorro de suministro
exterior de agua y de sal al proporcionar el mismo sistema estos
elementos.
Asimismo debemos citar la enorme ventaja que
supone el vertido cero al medio ambiente y el consiguiente ahorro
de gestiones legales medioambientales, gracias sobre todo a la
osmosis inversa.
Otra ventaja de la presente invención es que
permite eliminar completamente el sistema de las balsas de
evaporación, con la consiguiente mejora tanto de rendimiento
económico como de impacto ecológico.
Para comprender mejor el objeto de la presente
invención, en el plano anexo se ha representado un diagrama de
bloques esquemático. En dicho plano la figura -1- muestra la
secuencia de las fases del proceso.
El sistema para el tratamiento de vertidos de la
industria alimentaria objeto de la presente invención, consta
básicamente, como puede apreciarse en el plano anexo, de una
secuencia de fases determinadas para el procesado de los vertidos o
residuos (1) procedentes de la industria alimentaria, tal y como
hemos comentado anteriormente:
\vskip1.000000\baselineskip
Fase 1 - Tratamiento biológico anaeróbico para
la eliminación de una parte de la sustancia orgánica
biodegra-
dable.
dable.
En esta primera fase, los vertidos o residuos
(1) son sometidos a un tratamiento anaeróbico (2) (es decir, en
ausencia de oxígeno) en el que se aprovechan las reacciones
metabólicas del proceso de digestión de una flora bacteriana de
naturaleza anaeróbica, consiguiendo la estabilización de la materia
orgánica presente en el vertido (1) a tratar y la reducción del
volumen de los fangos posteriormente obtenidos.
Durante el proceso de digestión, la materia
orgánica es degradada a través de sucesivos estadios hasta gases
(3) y productos finales orgánicos. Los gases (3) producidos están
constituidos principalmente por metano y dióxido de carbono.
\vskip1.000000\baselineskip
Fase 2 - Tratamiento biológico por fangos
activos de tipo MBR (Membrane Biological Reactor - Reactor
biológico de membrana) (4) para una posterior eliminación de la
sustancia orgánica biodegradable. En esta sección se acoplan la
tecnología de membranas de ultrafiltración y un proceso aeróbico
por fangos activos, del tipo oxidación total, para la eliminación
del carbono orgánico biodegradable presente en los fangos.
El tratamiento (4) consta de las siguientes
fases intermedias:
\bullet Fase 2.1 - Oxidación biológica por
fangos activos (5), en la cual sucede la biodegradación de la
fracción de la carga orgánica (DBO5) del vertido a través del
suministro de aire;
\bullet Fase 2.2 - Tamizado (6) o eliminación
de las partículas mas gruesas;
\bullet Fase 2.3 - Ultrafiltración (7) para la
separación fango-agua, con unas membranas
preferentemente de diámetro de poro comprendido entre 0.03 y 0.2 um
(micras) de diámetro de poro, con la finalidad de retirar las
partículas sólidas.
\bullet Fase 2.4 - Lavado (8) de las membranas
de ultrafiltración para eliminar los depósitos formados sobre su
superficie.
A la salida de la sección de ultrafiltración, el
permeado (es decir, el agua filtrada por las membranas) es enviado
a la sección de nanofiltración (9).
La eliminación del fango en exceso, producido
por las reacciones de degradación biológica de la materia orgánica,
se realiza mediante su envío a una sección de deshidratación (10)
para la obtención de un fango (11) adaptado para su uso en la
agricultura como producto reciclado intermedio.
Las principales ventajas de la utilización de
las membranas de ultrafiltración (7) a continuación de una
oxidación biológica por fangos activos (5) son: una eficacísima
separación de los fangos activos del efluente depurado y la
posibilidad de trabajar con altas concentraciones de fangos activos
con la consiguiente disminución del volumen del reactor biológico
con respecto a otros sistemas de tratamiento.
\vskip1.000000\baselineskip
Fase 3 - Refinado del agua a la salida del MBR
mediante un tratamiento de nanofiltración (9) para la eliminación
de la sustancia orgánica no biodegradable, mediante la utilización
de unas membranas preferentemente de diámetro de poro comprendido
entre 0.001 y 0.004 um (micras) de diámetro de poro.
La sección de nanofiltración (9) está prevista
para el refinado del permeado procedente del tratamiento MBR y
tiene la finalidad de efectuar la eliminación de las moléculas
orgánicas refractarias al tratamiento biológico y las inorgánicas
de talla molecular muy reducida. Se obtiene así, a la salida de la
nanofiltración (9), un permeado (12) en forma de agua incolora.
Es esta sección se dosifican reactivos
acomplejantes para preservar las membranas de nanofiltración (9) de
la formación de sales.
En la fase de trabajo el concentrado (13)
obtenido es reenviado a la Fase 2 o sección MBR (4) después de ser
tratado en un reactor físico-químico (14) mediante
un agente oxidante. El permeado (12) producido por las membranas de
nanofiltración (9) es enviado a la sucesiva sección de ósmosis
inversa (15).
Se ha previsto un lavado (16) de las membranas
de nanofiltración (9) al bajar el caudal de permeado (12) producido
por las mismas.
\vskip1.000000\baselineskip
Fase 4 - Concentración final del permeado (12)
de la nanofiltración (9) en una sección de ósmosis inversa (15)
para la obtención de una salmuera (17) concentrada y de un agua
(18) a reutilizar.
El agua filtrada o permeado (12) obtenida a la
salida de la sección de nanofiltración (9) es a continuación
enviada a un tratamiento de ósmosis inversa (15) para concentrarlo
hasta obtener una salmuera (17) con características idóneas para la
reutilización, utilizando para ello unas membranas preferentemente
de diámetro de poro con capacidad de retención del cloruro sódico o
sal superior al 95% con el fin de concentrar la sal. La ósmosis da
lugar a un concentrado o salmuera (17) con aproximadamente un 5% de
sal, reutilizable en el proceso productivo de la empresa, y a un
permeado o agua osmotizada (18) utilizable para cualquier uso
industrial.
Se ha previsto también en esta sección la
dosificación de reactivos acomplejantes para preservar las
membranas de ósmosis inversa (15) de la formación de sales.
El permeado de las membranas de ósmosis inversa
(15) constituye el agua osmotizada (18) a reutilizar. El
concentrado producido por las membranas de ósmosis inversa
constituye la salmuera (17).
También en esta sección se ha previsto una fase
de lavado (19) de las membranas al bajar el caudal de permeado
producido por las mismas.
\vskip1.000000\baselineskip
Fase 5 - Evaporación opcional del concentrado
(17) obtenido de la sección de ósmosis inversa (15) en un
evaporador (20) para la obtención de una salmuera con una mayor
concentración (21) e idónea para la reutilización en el proceso
productivo alimentario.
El proceso de tratamiento estudiado es
sostenible desde el punto de vista energético y de los costes de
gestión y suministra, sobre todo, un ahorro económico gracias a la
reutilización de agua (18), salmuera (17, 21) y fango (11).
Se omite voluntariamente hacer una descripción
detallada del resto de particularidades del sistema que se presenta
o de los elementos componentes que lo integran, pues estimamos por
nuestra parte que el resto de dichas particularidades no son objeto
de reivindicación alguna.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza
del presente invento, así como una forma de llevarlo a la práctica,
solo nos queda por añadir que su descripción no es limitativa,
pudiéndose efectuar algunas variaciones, tanto en materiales como
en formas o tamaños, siempre y cuando dichas variaciones no alteren
la esencialidad de las características que se reivindican a
continuación.
Claims (13)
1. Sistema para el tratamiento de vertidos de la
industria alimentaria del tipo de producción industrial de
aceitunas de mesa, pescado, y especialmente todos aquellos que
incorporan o utilizan salmuera en alguna parte del proceso,
caracterizado porque comprende una Fase 1 de tratamiento
biológico anaeróbico, a la que sigue una Fase 2 de tratamiento
biológico por fangos activos, continuando con una Fase 3 de refinado
del agua mediante un tratamiento de nanofiltración, prosiguiendo
con una Fase 4 de concentración final del permeado de la
nanofiltración en una sección de ósmosis inversa que finaliza con
una Fase 5 de evaporación de la salmuera, obteniendo como resultado
del tratamiento de los vertidos una salmuera (17, 21) concentrada
con características idóneas para su reutilización en el sector
alimentario, un fango (11) en exceso con características idóneas
para su uso en agricultura como enmienda orgánica, y agua
osmotizada (18) de aplicación industrial o domestica.
2. Sistema para el tratamiento de vertidos de la
industria alimentaria, según las anteriores reivindicaciones,
caracterizado porque en la Fase 1 de tratamiento biológico
anaeróbico para la eliminación preliminar de una parte de la
sustancia orgánica biodegradable, los vertidos o residuos (1) son
sometidos a un tratamiento anaeróbico (2) (es decir, en ausencia de
oxígeno) en el que se aprovechan las reacciones metabólicas del
proceso de digestión de una flora bacteriana de naturaleza
anaeróbica, consiguiendo la estabilización de la materia orgánica
presente en el vertido (1) a tratar y la reducción del volumen de
los fangos posteriormente obtenidos, siendo la materia orgánica
degradada durante el proceso de digestión, a través de sucesivos
estadios hasta gases (3) y productos finales orgánicos.
3. Sistema para el tratamiento de vertidos de la
industria alimentaria, según las anteriores reivindicaciones,
caracterizado porque la fase Fase 2 de tratamiento biológico
por fangos activos es de tipo MBR (Membrane Biological Reactor -
Reactor biológico de membrana) (4) para una posterior eliminación
de la sustancia orgánica biodegradable, acoplándose en esta sección
la tecnología de membranas de ultrafiltración (7) y un proceso
aeróbico por fangos activos (5), del tipo oxidación total, para la
eliminación del carbono orgánico biodegradable presente en
los
fangos.
fangos.
4. Sistema para el tratamiento de vertidos de la
industria alimentaria, según las anteriores reivindicaciones,
caracterizado porque la Fase 2 consta de las siguientes
fases consecutivas intermedias: primeramente una Fase 2.1 de
oxidación biológica por fangos activos (5), en la cual sucede la
biodegradación de la fracción de la carga orgánica del vertido a
través del suministro de aire, para a continuación realizar una
Fase 2.2 de tamizado (6) o eliminación de las partículas mas
gruesas, prosiguiendo con una Fase 2.3 de ultrafiltración (7) para
la separación fango-agua, con unas membranas
preferentemente de diámetro de poro comprendido entre 0.03 y 0.2 um
(micras) de diámetro de poro, con la finalidad de retirar las
partículas sólidas, completándolo con una Fase 2.4 de lavado (8) de
las membranas de ultrafiltración para eliminar los depósitos
formados sobre su superficie.
5. Sistema para el tratamiento de vertidos de la
industria alimentaria, según las anteriores reivindicaciones,
caracterizado porque, dentro de la Fase 2, la eliminación
del fango en exceso, producido por las reacciones de degradación
biológica de la materia orgánica, se realiza mediante su envío a
una sección de deshidratación (10) para la obtención de un fango
(11) adaptado para su uso en la agricultura como producto reciclado
intermedio.
6. Sistema para el tratamiento de vertidos de la
industria alimentaria, según las anteriores reivindicaciones,
caracterizado porque en la Fase 3 se realiza un tratamiento
de nanofiltración (9) para la eliminación de la sustancia orgánica
no biodegradable mediante la utilización de unas membranas
preferentemente de diámetro de poro comprendido entre 0.001 y 0.004
um (micras) de diámetro de poro obteniéndose así, a la salida de la
nanofiltración (9), un permeado (12) en forma de agua incolora,
estando previsto que se dosifiquen reactivos acomplejantes para
preservar las membranas de nanofiltración (9) de la formación de
sales.
7. Sistema para el tratamiento de vertidos de la
industria alimentaria, según las anteriores reivindicaciones,
caracterizado porque en la Fase 3 el concentrado (13)
obtenido es reenviado a la Fase 2 o sección MBR (4) después de ser
tratado en un reactor físico-químico (14) mediante
un agente oxidante, siendo el permeado (12) producido por las
membranas de nanofiltración (9) enviado a la sucesiva sección de
ósmosis inversa (15).
8. Sistema para el tratamiento de vertidos de la
industria alimentaria, según las anteriores reivindicaciones,
caracterizado porque en la Fase 3 se ha previsto un lavado
(16) de las membranas de nanofiltración (9) al bajar el caudal de
permeado (12) producido por las mismas.
9. Sistema para el tratamiento de vertidos de la
industria alimentaria, según las anteriores reivindicaciones,
caracterizado porque en la Fase 4 el agua filtrada o
permeado (12) obtenido a la salida de la sección de nanofiltración
(9) es a continuación enviado a un tratamiento de ósmosis inversa
(15) para concentrarlo hasta obtener una salmuera (17) con
características idóneas para la reutilización, utilizando para ello
unas membranas preferentemente de diámetro de poro con capacidad de
retención del cloruro sódico o sal superior al 95% con el fin de
concentrar la sal, dando lugar la ósmosis a una salmuera (17)
reutilizable en el proceso productivo de la empresa, y a un
permeado o agua osmotizada (18) utilizable para cualquier uso
industrial.
10. Sistema para el tratamiento de vertidos de
la industria alimentaria, según las anteriores reivindicaciones,
caracterizado porque en la Fase 4 se ha previsto la
dosificación de reactivos acomplejantes para preservar las
membranas de ósmosis inversa (15) de la formación de sales, así
como una etapa de lavado (19) de las membranas al bajar el caudal de
permeado producido por las mismas.
11. Sistema para el tratamiento de vertidos de
la industria alimentaria, según las anteriores reivindicaciones,
caracterizado porque en la Fase 5 se produce la evaporación
de la salmuera (17) obtenida de la sección de ósmosis inversa (15)
para la obtención de una salmuera con una mayor concentración (21)
e idónea para la reutilización en el proceso productivo
alimentario.
12. Sistema para el tratamiento de vertidos de
la industria alimentaria, según las anteriores reivindicaciones,
caracterizado porque en una realización alternativa del
proceso se elimina la Fase 1 de tratamiento biológico anaeróbico
para la eliminación preliminar de una parte de la sustancia
orgánica biodegradable, propiciando un menor coste económico de la
instalación a costa de un rendimiento ligeramente inferior.
13. Sistema para el tratamiento de vertidos de
la industria alimentaria, según las reivindicaciones 1 a la 11,
caracterizado porque en una realización alternativa del
proceso se elimina la Fase 5 propiciando un menor coste económico
de la instalación a costa de obtener en este caso una salmuera (17)
de menor concentración pero igualmente reutilizable.
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| ES200600855A ES2300179B1 (es) | 2006-04-03 | 2006-04-03 | Sistema de tratamiento de vertidos de la industria alimentaria. |
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