Selección de polímeros para mataderos y aguas residuales de procesamiento

En un clarificador, un flóculo tiene que hundirse. En un tanque de flotación tiene que subir. Esa única diferencia cambia la forma en que se debe elegir un polímero, y es por eso que un programa tomado prestado de una planta de sedimentación a menudo decepciona en una línea de flotación por aire disuelto. Para la carne y las aguas residuales, el polímero tiene que formar un flóculo que sea lo suficientemente fuerte para sobrevivir a la zona de burbujas y lo suficientemente liviano para ser transportado a la superficie.

Las propias aguas residuales dificultan el trabajo. Transporta sangre, proteínas, grasas y sólidos finos en una mezcla que cambia con cada turno, y la grasa suele estar presente en forma de pequeñas gotas emulsionadas que ninguna pantalla captará. La flotación es adecuada para este tipo de carga porque los flóculos de grasa y proteína flotan naturalmente una vez que se les adhieren burbujas. La tarea del polímero es reunir el material fino en unidades que las burbujas puedan levantar.

Si primero desea conocer la mecánica de la interacción de la burbuja y el flóculo, consulte nuestro artículo sobre cómo funciona la poliacrilamida en la flotación por aire disuelto lo cubre. Este artículo continúa donde termina, con la elección del polímero para dos industrias específicas.

▶ Contra qué tiene que actuar el polímero

Los mataderos y las plantas de procesamiento suelen estar agrupados, pero sus aguas residuales no son las mismas. Las diferencias deciden cuánto polímero puedes usar y qué debe dejar.

La grasa es el hilo conductor. En nuestra descripción general de cómo llega al agua, qué le hace al equipo y cómo se elimina. De dónde provienen las grasas, aceites y grasas y cómo se eliminan. . Para la selección de polímeros, el punto práctico es que tanto las gotas de grasa como las proteínas llevan carga superficial, y el programa de polímeros tiene que lidiar con esa carga de una forma u otra.

▶ Dos programas que funcionan: catiónico solo o coagulante más aniónico

Pregunte a cinco ingenieros qué cobran por utilizar en una planta cárnica DAF (flotación por aire disuelto) y obtendrá tres respuestas. El desacuerdo es real y la evidencia publicada respalda a todos los bandos.

La literatura de patentes más antigua sobre aguas residuales del procesamiento de aves favorece una poliacrilamida catiónica de alto peso molecular, que neutraliza la carga negativa de las proteínas y las gotas de grasa y las une en un solo paso. Los estudios de plantas cuentan una historia diferente. un estudio publicado de un matadero de aves de corral DAF midió el efluente crudo con un promedio de aproximadamente 1.330 mg/L de sólidos suspendidos y 1.840 mg/L de DQO. Después de la flotación con un programa de coagulante y floculante inorgánico, los sólidos suspendidos cayeron a aproximadamente 32 mg/L y la DQO a aproximadamente 366 mg/L. El mismo artículo cita trabajos anteriores en los que el mejor resultado provino de 24 mg/L de cloruro de polialuminio con 1,5 mg/L de polímero aniónico a una presión de saturación de 300 kPa. Un estudio universitario sobre la tratabilidad de aguas residuales de mataderos alcanzó su mejor resultado con aproximadamente 200 ppm de cloruro de polialuminio y 2 ppm de polímero aniónico. Estas figuras provienen de plantas específicas, así que trátelas como puntos de referencia en lugar de valores de diseño.

Ningún programa gana siempre. La respuesta correcta depende del pH, de la cantidad de coagulante que la planta pueda tolerar y de cómo se maneje el flotador después. nuestra nota sobre por qué el PAM y el cloruro de polialuminio funcionan mejor juntos Explica el segundo programa con más detalle.

▶ Emparejar carga, peso molecular y forma con la corriente

Una vez que sepa qué programa está probando, la especificación del polímero reduce aún más el campo. Los siguientes puntos son un punto de partida para la prueba de jarra, y el resultado de la prueba debe anularlos.

• Cargar. Las corrientes dominadas por proteínas y grasas emulsionadas suelen responder a los grados catiónicos. Las corrientes ya acondicionadas con un coagulante metálico generalmente responden a grados aniónicos o de baja carga;
• Peso molecular. El peso molecular medio a alto forma flóculos lo suficientemente grandes como para atrapar burbujas. Las calidades muy altas pueden formar flóculos que son frágiles o demasiado densos para flotar bien, así que pruebe un paso hacia abajo antes de asumir que más es mejor;
• Densidad de carga. Una carga catiónica más alta ayuda cuando el agua lleva una carga orgánica pesada, pero aumenta el riesgo de sobredosis. Comience en el medio del rango y ajuste;
• Forma. Los productos en emulsión se invierten rápidamente y se adaptan a plantas con espacio limitado para un tanque de reposición, mientras que el polvo se adapta a plantas con espacio para un sistema de preparación y un menor costo por kilogramo de polímero activo.

nuestra guía sobre cómo elegir y dosificar poliacrilamida aniónica o catiónica pasa por la decisión de cargo paso a paso. Para plantas que prueban la ruta catiónica, un Emulsión de poliacrilamida catiónica para tratamiento de agua. Es una nota práctica a incluir en la prueba.

▶ Punto de Dosificación, pH y Mezclado Antes del Tanque de Flotación

Un polímero bien elegido aún puede fallar si se agrega en el lugar equivocado. En DAF (flotación por aire disuelto), los flóculos se forman antes del tanque y deben llegar intactos, por lo que la disposición de dosificación es tan importante como la química.

La siguiente secuencia refleja nuestra práctica y el diseño típico de un tren DAF de una planta cárnica:

1. Tamizar las aguas residuales sin tratar y ecualizarlas, de modo que los picos de sangre, grasa y agua de lavado lleguen a la química como una mezcla y no como una sustancia viscosa;
2. Ajuste el pH en la ventana que su programa necesita. La literatura de patentes sobre aguas residuales de procesamiento de animales describe un rango de aproximadamente 6 a 9, y la planta rumana mencionada anteriormente mantuvo su paso de floculación cerca de 6,4 con cloruro férrico y cáustico;
3. Agregue primero el coagulante si el programa lo usa y espere de 30 a 60 segundos para que se formen microflóculos antes de que entre el polímero;
4. Prepare el polímero en emulsión al 0,1% al 0,5% y déjelo madurar durante unos 20 minutos, luego dosifique en un tubo o tanque de floculación suave;
5. Evite bombas, válvulas y curvas cerradas entre el punto de polímero y el tanque de flotación, porque el cizallamiento rompe los flóculos que acaba de construir.

El diseño de DAF añade una variable más. Las plantas avícolas utilizan tanto presurización de flujo total como reciclaje presurizado, y el Descripción general del proceso industrial para el tratamiento de aguas residuales avícolas. describe ambos y señala que, con la química adecuada, la flotación puede ser el único tratamiento necesario antes del vertido a una planta municipal. En una unidad de flujo total, los flóculos pasan a través del sistema de presión y sufren más cizallamiento, lo que favorece los flóculos más duros. Una unidad de reciclaje deja los flóculos entrantes sin alterar, lo que le brinda más libertad en la elección de polímeros.

▶ Mantener limpias las grasas y proteínas recuperadas

Aquí es donde las plantas de renderizado se enfrentan a una limitación que la mayoría de los demás usuarios de DAF no tienen. El flotador no es un desperdicio. Es un producto, o la materia prima del producto, y cualquier cosa que se agregue al agua puede terminar en ella.

A documento de conferencia sobre el tratamiento primario de aguas residuales plantea la cuestión claramente. La flotación es la opción común para procesar aguas residuales, pero los coagulantes poliméricos que necesita deben mantenerse bajos para que su concentración en la corriente de grasa recuperada se mantenga baja. Los autores también señalan como segundo inconveniente la oxidación de las grasas por el aire disuelto. Los mataderos que envían su flotador a una planta de procesamiento heredan la misma preocupación, porque el polímero que añaden viaja con él.

Tres hábitos mantienen el problema manejable. 1) Dosifique hasta el nivel óptimo de prueba del frasco y manténgalo allí en lugar de agregar más por seguridad. 2) Prefiera un programa que alcance el objetivo con una dosis de polímero más baja, incluso si eso significa agregar una pequeña cantidad de coagulante. Y 3) pregunte a su proveedor los datos de monómeros y residuos de cada grado que considere. Para conocer los antecedentes sobre este último punto, consulte Una mirada basada en datos al monómero de acrilamida residual. .

▶ Manejo del flotador y lodos

La flotación concentra el problema en dos corrientes, el flotador en la superficie y el lodo sedimentado en el fondo. Ambos necesitan un plan, porque un buen DAF aún puede causar problemas si el material que elimina es difícil de manejar.

El flotador es rico en grasas y proteínas y es pegajoso. Si se va a renderizar, la prioridad es un producto limpio y consistente, lo que nos devuelve al bajo uso de polímeros. Si se va a deshidratar o eliminar, la prioridad es una masa espesa y estable que una prensa o centrífuga pueda manejar. El polímero que hizo flotar el material rara vez es el mejor para deshidratarlo, así que pruebe con un grado separado para esa etapa. Nuestro artículo sobre Cómo la emulsión de poliacrilamida catiónica mejora la deshidratación de lodos explica el lado del condicionamiento.

▶ Un plan de prueba de jarra que se adapta a un DAF

Una prueba de jarra estándar mide la sedimentación y un DAF mide la flotación. Un plan útil mantiene la misma lógica de comparar dosis y polímeros, pero juzga los resultados por cómo se comporta el flóculo con las burbujas. Una prueba de flotación en banco, cuando esté disponible, es la mejor herramienta. Si no es así, las comprobaciones siguientes seguirán reduciendo el campo.

1. Tome muestras de las aguas residuales durante un día completo de producción, incluido el período de lavado, y registre el pH, la temperatura y la carga de grasa visible;
2. Pruebe el programa solo catiónico y el programa coagulante más aniónico uno al lado del otro, cada uno con tres dosis de polímero;
3. Juzgue el tamaño, la fuerza y ​​la flotabilidad del flóculo, y observe la claridad del agua debajo del flotador, no sólo el flotador en sí;
4. Repita las dos mejores opciones en un segundo día con una carga diferente, porque un programa que gana en un día fácil puede fallar en uno pesado;
5. Registre la recomendación final como un rango de dosis con un activador de revisión, para que los operadores sepan cuándo volver a realizar la prueba.

Cuando se forman flóculos pero se niegan a flotar o se asientan, el El equipo técnico puede revisar su línea de flotación. si comparte el análisis de aguas residuales, su química actual y el diseño del DAF. Una breve comparación de muestras suele ser suficiente para saber si el problema es el polímero, el pH o la mezcla.