ALFA. Revista de Investigación en Ciencias Agronómicas y Veterinarias
Septiembre-diciembre 2022 / Volumen 6,
Número 18
ISSN: 2664-0902 / ISSN-L: 2664-0902
pp. 423 – 435
Tratamiento de aguas residuales
provenientes del proceso de curtido de pieles
Treatment of wastewater from the leather tanning
process
Tratamento de efluentes do processo de curtimento de
couro
Hugo
Daniel García Juárez
hgarcia@ucv.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-4862-1397
Universidad
Cesar Vallejo. Chepén, Perú
Jannie Caroll Mendoza Zuta
jannie.mendoza@unj.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-6976-4872
Universidad
Nacional de Jaén. Jaén, Perú
Ricardo
Antonio Armas Juárez
rarmasj@unp.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-0048-2711
Universidad
Nacional de Piura. Piura, Perú
Luis Edgardo Cruz Salinas
lcruzs@ucv.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-3856-3146
Universidad
Cesar Vallejo. Chepén, Perú
Artículo
recibido el 25 de julio 2022 / Arbitrado el 2 de septiembre 2022 / Publicado el
4 de noviembre 2022
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en tu dispositivo móvil o revisa este artículo en:
https://doi.org/10.33996/revistaalfa.v6i18.179
RESUMEN
El artículo presenta el diseño de una Planta de
Tratamiento físico - químico de Aguas Residuales (PTAR) provenientes de los
procesos de la curtiembre “Alianza Virgen de la Asunción SCRL”, en Perú. Fue
una investigación propositiva, el diseño de campo se fundamentó en un
diagnóstico de necesidades; el análisis y recolección de información permitió
identificar contaminantes muy tóxicos, como el sulfuro y el cromo, en los
efluentes que descarga la empresa en el alcantarillado público. Estos
compuestos pueden ocasionar graves daños para la vida de animales, vegetales y
seres humanos que estén en contacto con esta agua. Del análisis de los
efluentes se determinaron los siguientes valores: < 0.5, cromo hexavalente
< 0.001, Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO) 25.2, Demanda Química de
oxígeno (DQO) 94.2, solidos sediméntales 1.5, solidos totales en suspensión 10,
sulfuro < 0.00045 y pH 7.8. Se concluyó que la PTAR permite reducir la DQO
en 93%, la DBO en un 92%, los sólidos suspendidos en un 95%, sulfuros en un 99%
y el cromo un 96%. Los efluentes resultantes del tratamiento pueden ser
reutilizados por la empresa, vertidos al alcantarillado o a una fuente de agua,
ya que no son causa de contaminación ni de malos olores. La PTAR se diseñó para
realizar procedimientos de tamizado, coagulación, floculación, sedimentación,
precipitación y filtración de metales pesados; como respuesta a las necesidades
detectadas en la empresa.
Palabras clave: Ambiente; contaminación hídrica; Planta de Tratamiento de Aguas
Residuales; procesos de curtiembre; Salud Pública
ABSTRACT
The article presents the design of a
physical-chemical Wastewater Treatment Plant (WWTP) from the processes of the “Alianza Virgen de la Asunción
SCRL” tannery, in Peru. The field design is based on a diagnosis of needs; the
analysis and collection of information made it possible to identify highly
toxic contaminants, such as sulfur and chrome, in the effluents discharged by
the company into the public sewer system. These compounds can cause serious
damage to the life of animals, plants and human beings that are in contact with
this water. From the analysis of the effluents it was determined: <0.5,
hexavalent chromium <0.001, Biochemical Oxygen Demand (BOD) 25.2, Chemical
Oxygen Demand (COD) 94.2, sedimentary solids 1.5, total suspended solids 10,
sulfur <0.00045 and pH 7.8. It is concluded that the WWTP reduces COD by
93%, BOD by 92%, suspended solids by 95%, sulfides by 99% and chromium by 96%.
The effluents resulting from the treatment can be reused by the company,
discharged into the sewage system or into a water source, since they are not a
cause of pollution or bad odors. The WWTP is designed to carry out screening,
coagulation, flocculation, sedimentation, precipitation and filtration
procedures for heavy metals; in response to the needs detected in the company.
Key words: Environment; Water pollution; Residual water treatment plant; tanning
processes; Public health.
RESUMO
O artigo apresenta o projeto de uma Estação de
Tratamento de Efluentes (ETE) físico-químico dos processos do curtume “Alianza Virgen de la Asunción SCRL”, no Peru. O
desenho de campo é baseado em um diagnóstico de necessidades; A análise e
coleta de informações permitiu identificar contaminantes altamente tóxicos,
como enxofre e cromo, nos efluentes lançados pela empresa na rede pública de
esgoto. Esses compostos podem causar sérios danos à vida de animais, plantas e
seres humanos que estão em contato com essa água. Da análise dos efluentes
foram determinados: <0,5, cromo hexavalente <0,001,
Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) 25,2, Demanda Química de Oxigênio (DQO)
94,2, sólidos sedimentares 1,5, sólidos suspensos totais 10, enxofre
<0,00045 e pH 7,8. Conclui-se que a ETE reduz a DQO
em 93%, a DBO em 92%, os sólidos em suspensão em 95%, os sulfetos em 99% e o
cromo em 96%. Os efluentes resultantes do tratamento podem ser reaproveitados
pela empresa, lançados na rede de esgoto ou em manancial, desde que não causem
poluição ou maus odores. A ETE é projetada para realizar procedimentos de triagem,
coagulação, floculação, sedimentação, precipitação e filtração de metais
pesados; em resposta às necessidades detectadas na empresa.
Palavras-chave: Meio Ambiente; Poluição da água; Estação de
tratamento de águas residuais; processos de bronzeamento; Saúde pública
INTRODUCCIÓN
Las ciudades tienen necesidades de servicios y entre ellos, el agua
potable es de vital importancia para la salud de la población. Los entes
gubernamentales no solo deben asegurar la cantidad de agua sino también su
calidad, que sea apta para el consumo humano. Por esta razón se originan gastos
para el saneamiento de las aguas en las fuentes naturales y así convertirlas en
agua potable para el uso doméstico y agro industrial. Al respecto en Perú, la
Ley del Sistema Nacional de Evaluación del Impacto Ambiental (SEIA) y la Ley de
Recursos Hídricos, regulan el uso y gestión integrada del agua, la actuación
del Estado y los particulares en dicha gestión (1). Esta normativa ambiental
permite el control del uso del agua para las poblaciones y declara en su artículo
128 que se establecerán sanciones, para todo aquel que contamine el agua
transgrediendo los parámetros de calidad ambiental vigentes o realice
vertimientos sin autorización.
La ciudad peruana de Trujillo, es la tercera más poblada del país y a
nivel industrial se caracteriza por ser un centro en la producción de cuero y
sus derivados (2). El procesamiento del cuero es realizado por las curtiembres,
el curtido es el proceso químico mediante el cual las pieles de animales son
convertidas en cuero, que posteriormente se utiliza en la fabricación de
diversas prendas y accesorios constituyendo materia prima para otras industrias
como automotrices, de tipo artesanal, calzado y textiles, entre otras. Para
ello, es necesario el empleo de varias sustancias para curtir estas pieles,
entre las más utilizadas en la industria curtiembre son el cromo y agentes
curtientes vegetales como los taninos (3).
En el curtido del cuero se emplea el hidroxisulfato
de cromo (III) (Cr(OH)(SO4)), este elemento se
convierte en un residuo del proceso. El cromo es un metal peligroso que se
transporta en el agua y que puede ser absorbido por plantas y animales mediante
el consumo del recurso hídrico y de los alimentos contaminados por este
elemento. Al ingresar, el cromo a los organismos, ya sea por ingestión,
contacto o inhalación, genera efectos muy nocivos de orden genético, mutagénico y carcinógeno (4). De esta manera, los altos
niveles de cromo en las aguas residuales, generadas en curtiembres que
implementan procedimientos de curtido al cromo, representan una amenaza para
los organismos vivos. Otro contaminante es el sulfuro de hidrógeno, el cual
puede afectar tanto a los animales como a los humanos, se distribuye a través
de la sangre a los pulmones, cerebro, corazón, hígado y riñones (5), pudiendo
causar graves casos de intoxicación e incluso la muerte (6).
Actualmente en Perú, solo el 50% del cuero producido a nivel nacional
proviene de las empresas formales, el otro 50% de la industria de curtiembres
es informal, emitiendo mayores productos contaminantes a los ríos y mares,
poniendo en peligro a los animales, plantas y personas que dependen de ellos
para su consumo. Al ser informales no cumplen con las regulaciones ambientales
para el vertido de sustancias contaminantes a los afluentes de agua. Por
consiguiente, la producción de pieles está asociada a grandes impactos
ambientales que contribuyen a deteriorar la calidad de vida de las poblaciones
aledañas y la salud de los ecosistemas en donde las curtiembres se encuentran
funcionando (7).
Dentro de los principales problemas ambientales asociados a este tipo de
industria se tiene el elevado consumo de agua, entre 30 y 35 litros por cada
kilogramo de piel procesada (8); y el uso de químicos como sulfuro de
hidrógeno, amoníaco y sales de cromo trivalente en los procesos de pelambre y
curtido respectivamente, los cuales al ser vertidos en los cuerpos de agua
disminuyen considerablemente su calidad (5,6). Además de estas sustancias
químicas también se desechan altos valores de sólidos en suspensión, afectando
la Demanda Química de Oxígeno (DQO) y la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO)
por la utilización de los mencionados químicos y por las características
propias de las pieles ya que tienen elevado contenido de materia orgánica (9).
En Perú el 90% de las curtiembres están ubicadas en la provincia de
Trujillo, estas proporcionan la materia prima para el sector calzado,
abasteciendo en promedio al 80% del mercado. El problema es que más del 70% de
las curtiembres en Trujillo no están diseñadas para realizar sus procesos de
forma industrial, no poseen un sistema de tratamiento de agua por lo cual todos
sus desechos van a contaminar los cuerpos de agua aledaños a la curtiembre. Una
de las razones es el elevado costo para el diseño y la implementación de
plantas de tratamiento de agua en las curtiembres. Si bien, existen empresas
extranjeras que ofrecen el servicio de instalación de plantas de tratamiento,
estos tienen precios muy elevados los cuales no son sustentables para los
propietarios de curtiembres (7).
En este orden de ideas, es oportuno citar una investigación realizada,
en la provincia de Trujillo, en la región La Libertad; el cual destaca que los
impactos generados en las industrias de curtiembre son generalmente negativos
por la descarga de efluentes líquidos, residuos sólidos y emisiones gaseosas. Y
el impacto positivo encontrado fue la mejora en la economía; porque se generan
más puestos de trabajos. Se determinó que los límites máximos permisibles
encontrados en la zona de estudio superan los rangos establecidos por la
legislación ambiental. El impacto ambiental más importante es la contaminación
a los efluentes líquidos, seguido de la contaminación por residuos sólidos y el
excesivo consumo de agua, emisiones gaseosas, ruido y el uso de insumos
químicos. Como posibles alternativas de solución se plantearon sistemas de
tratamiento de aguas residuales, programas de reutilización y programa de
monitoreo de efluentes (10).
La curtiembre en la cual se desarrolla este estudio se denomina Alianza
Virgen de la Asunción SCRL¨ la cual se ubica en el Parque Industrial de la
ciudad de Trujillo en la Mz “C4” Lote 5. Los desechos
líquidos y sólidos producidos son dirigidos al alcantarillado. Es de hacer
notar que la ubicación de la curtiembre es al Sur-Este aproximadamente a 37 Km
del río Chicama; por consiguiente, las aguas vertidas
sin tratamiento se descargan en este río produciendo su contaminación,
perjudicando así al medio ambiente y poniendo en riesgo la salud de los seres
vivos como animales, plantas y personas de esa comunidad.
En la Provincia de Trujillo se están realizando labores de supervisión y
control de las industrias que procesan el cuero, por parte del Ministerio del
Ambiente en coordinación con los diferentes Gobiernos Autónomos
Descentralizados. Es por ello, que actividades como el curtido de pieles están
siendo controladas y fiscalizadas por la autoridad ambiental de modo que las
empresas dedicadas a esta actividad cumplan con los parámetros de descarga que
dicta la normativa ambiental vigente (11).
Para mitigar el impacto ambiental que se produce por las actividades de
las curtiembres y de ésta en particular, se propone el diseño de una planta de
tratamiento de aguas residuales que permita disminuir los contaminantes y
reciclar el agua utilizada. Para llevar a cabo la propuesta es necesario
diagnosticar las características físicas y químicas de los residuos líquidos y
sólidos provenientes de los diferentes procesos del curtido, y con base en estos
resultados formular las respectivas alternativas de solución. Esto contribuirá
de manera directa con: el cuidado del medio ambiente y el cumplimiento de la
normativa legal que prohíbe verter desechos industriales en los cuerpos de
agua. Del mismo modo, la curtiembre además de mejorar la calidad de sus
procesos, generar recursos económicos y bienestar para sus trabajadores,
también tendrá una mejor aceptación por parte de la comunidad ya que se
eliminarán los malos olores que se originan por el curtido de las pieles.
La investigación contó con la factibilidad organizacional, financiera,
operativa, técnica y legal para el diseño e instalación de la planta de
tratamiento del agua utilizada por la curtiembre. El Gerente propietario de la
empresa asignó el presupuesto para el diseño e instalación de las unidades que
permitirán el tratamiento de los desechos líquidos y sólidos de acuerdo a los
requerimientos técnicos. El estudio plantea la interrogante: ¿Cuáles son las
características técnicas de una planta de tratamiento para mejorar la calidad
del agua proveniente de los procesos de remojo, pelambre y curtido de pieles en
la curtiembre “Alianza Virgen de la Asunción – SCRL” ubicada en la ciudad de
Trujillo en el Departamento de La Libertad en Perú? Asimismo, el objetivo de
investigación es mejorar la calidad de las aguas residuales provenientes de
cada etapa del proceso de remojo, pelambre y curtido en la empresa curtiembrera “Alianza Virgen de la Asunción – SCRL” ubicada en la ciudad de Trujillo
en el Departamento de La Libertad en Perú, utilizando una planta de
tratamiento.
MATERIALES Y MÉTODOS
Al considerar el objetivo, el estudio se clasifica como proyectivo o
propositivo, ya que se formula una solución con base en un diagnóstico de
necesidades, en este caso, la remoción de contaminantes de las aguas
provenientes de la curtiembre instalando una Planta de Tratamiento de Aguas
Residuales (PTAR). El contexto en el cual se desarrolla la investigación son
las instalaciones de la empresa curtiembrera “Alianza
Virgen de la Asunción – SCRL” ubicada en la ciudad de Trujillo en el
Departamento de La Libertad, en Perú.
El diseño para la recolección de los datos de la investigación
proyectiva, es de campo, en la Figura 1 se esquematiza los elementos del
diseño: Rx = Diagnóstico de la
realidad, T = fundamentos teóricos, técnicos y legales que sustentan la propuesta;
P = Propuesta; Rc = La
situación real con los cambios, después de aplicada la propuesta.
Figura 1. Diseño de investigación.
Con respecto a la definición de la variable el Organismo de Evaluación y
Fiscalización Ambiental, refiere que las Aguas Residuales, determina que son
aquellas cuyas características originales han sido modificadas por actividades
humanas y que por su calidad requieren un tratamiento previo antes de ser
reusadas, vertidas a un cuerpo natural de agua o descargadas al sistema de
alcantarillado (7). La instalación de una Planta para el Tratamiento de Aguas
Residuales provenientes de la curtiembre, permite ejecutar una serie de
procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los
contaminantes de diversa naturaleza que están presentes en el agua servida.
El método para el análisis de las aguas provenientes de los procesos de
la curtiembre se realizó según las Normas del Ministerio de Salud, a través de
la Dirección General de Salud Ambiental (DIGESA) siguiendo el Protocolo de
monitoreo de la calidad sanitaria de los recursos hídricos superficiales de la
Dirección de Ecología y Protección del Ambiente Área de Protección de los
Recursos Hídricos (12).
A continuación, se resume el procedimiento para ejecutar la investigación:
en una primera etapa se elaboró un flujograma de los
procesos en la empresa, esto permitió la identificación y función de
herramientas, maquinarias, equipos, reactivos, sustancias químicas y materia
prima en las distintas áreas de producción. La segunda etapa consistió en
realizar el análisis de los residuos contaminantes en cada etapa, para decidir
el tipo de tratamiento más adecuado, este análisis estuvo a cargo de TYPSA, un
laboratorio acreditado por el Organismo de Acreditación INACAL – DA con
Registro No. LE-099. También se estudió la capacidad de la planta en cuanto a
los volúmenes de agua utilizados diariamente. Una última etapa es el análisis
de las aguas tratadas por la planta para monitorear la calidad del agua que se
vierte en el alcantarillado.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Análisis del agua generada por el proceso de curtiembre, de acuerdo a
los datos del Laboratorio TYPSA, se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1. Características del agua servida de la empresa curtiembrera
“Alianza Virgen de la Asunción SCRL.
|
Parámetro |
Resultado |
Unidad |
Cumplimiento
de la Norma DS 021-2009 |
|
pH |
7.8 |
pH |
6 -9 |
|
Físicos |
|
|
|
|
Solidos sediméntales (SSED) |
1.5 |
mgSSE/l |
8.5 |
|
Solidos suspendidos totales (SST) |
10 |
mgSST/l |
500 |
|
Iones Sulfuros |
<0.00045 |
mgS2-/l |
|
|
Cromo hexavalente |
<0.001 |
mgCr6/l |
0.5 |
|
Orgánicos |
|
|
|
|
Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) |
25.2 |
mgO2/l |
500 |
|
Demanda Química de Oxigeno (DQO) |
94.2 |
gO2/l |
1000 |
|
Grasas y aceites |
<0.5 |
mg/l |
100 |
El pH es de 7.8, hacia la alcalinidad. Los parámetros físicos están
constituidos por 1.5 mg de solidos sediméntales, 10 mg de solidos suspendidos
totales, los iones sulfuros y cromo hexavalente. Los parámetros orgánicos son
las Demandas Bioquímica y Química de oxígeno y los sólidos de grasas y aceites.
A partir de la caracterización de las aguas vertidas se tomaron
decisiones acerca de los tratamientos necesarios que deben ser ejecutados por
la PTAR en la empresa curtiembrera “Alianza Virgen de
la Asunción SCRL”.
Propuesta
Diseño
La propuesta de instalar la Planta de tratamiento en la empresa curtiembrera “Alianza Virgen de la Asunción - SCRL”, tiene
como propósito evitar la descarga del agua utilizada para el curtido de pieles
a la red de alcantarillado. El agua contaminada será derivada a la Planta de
Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) para ser tratada, empleando diversas
tecnologías como: lagunas facultativas, lagunas aireadas, lodos activados o
filtros percoladores, entre otros. Posteriormente, estas aguas tratadas pueden ser
empleadas para el riego de cultivos, áreas verdes, piscicultura o vertidas a
cuerpos de agua natural o alcantarillado (13,14).
La empresa posee un área de 5000 m2
de extensión, donde el procesamiento del cuero ocupa 500 m2 y la
planta de tratamiento tendrá una dimensión de 300 m2.
El tratamiento del agua servida reducirá considerablemente los niveles
de DBO y DQO, cromo y sulfuro generando un aumento del oxígeno en el agua de
tal manera que sus características cumplan con las disposiciones legales para considerarse
adecuada para el afluente donde se verterá. Asimismo, se producirá una
disminución de los componentes tóxicos como el cromo y sulfuro. En cuanto a los
sólidos suspendidos y sediméntales también se reduce su concentración, esto
debido a la implementación de aire en la columna de flotación (7,10).
La función de la PTAR es garantizar la reutilización del agua para
agricultura o como agua potable, al recibir el proceso adecuado. Asimismo,
asegurar que el agua tratada pueda ser regresada a ríos, mares y lagos sin
ningún contaminante que pueda dañar el ecosistema que la rodea protegiendo la
salud de la flora y fauna y los seres humanos que dependan de ella. Existe una
responsabilidad social por parte de las industrias y es el cuidado del medio
ambiente, la PTAR es una excelente opción para cuidar el medio ambiente y
ponerle fin al desperdicio del agua. Antes de construir una planta, debe
realizarse un diagnóstico para que su diseño cumpla con todas las exigencias
legales y pueda dar respuesta a las necesidades de la industria o empresa (13).
Partiendo de los resultados del análisis de las aguas residuales de la
empresa curtiembrera “Alianza virgen de la Asunción –
SCRL”, resulta indispensable la PTAR para un correcto y más efectivo
funcionamiento que permita el cumplimiento con los protocolos de bioseguridad y
disminución de los niveles de contaminación de aire, suelo y agua. Como
referencia se establecen los parámetros recomendados de forma general (Ver Tabla
2).
Tabla 2. Parámetros Generales de efluentes de curtiembre.
|
Espacio físico disponible |
300 m2 |
|
Caudal real |
1,95 m3/ h |
|
pH |
9 |
|
DQO |
2,085 mgO2 / l |
|
DBO |
1,763 mgO2 / l |
Fuente (14).
El diseño de la planta de tratamiento considera los equipos y maquinaria
para el procesamiento del cuero en las etapas: preliminar o pretratamiento,
tratamiento primario, tratamiento secundario y tratamiento terciario. Asimismo,
se deben respetar los límites permisibles cuando sale el agua de efluentes - DS
003-2010 (15), estos valores se resumen en la Tabla 3.
Tabla 3. Límites Máximos Permisibles (LMP) para efluentes de Plantas de
Tratamiento de Agua Residuales Domésticas o Municipales (PTAR).
|
Parámetro |
Unidad |
LMP de Efluentes |
|
Aceites y grasas |
Mg/l |
20 |
|
Coliformes Termotolerantes |
NMP/100ml |
10,000 |
|
Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) |
mg/l |
100 |
|
Demanda Química de Oxígeno (DQO) |
mg/l |
200 |
|
pH |
unidad |
6.5-8.5 |
|
Sólidos Totales en Suspensión |
ml/l |
150 |
|
Temperatura |
°C |
<35 |
A continuación, se resumen las características en cada una de las etapas
del proceso de curtiembre:
Pre-tratamiento
Consta de la eliminación de solidos gruesos que existen en los
vertimientos, que surgen del proceso de curtido; luego se eliminan los sulfuros
en la etapa de sulfurado. Con el tamizado o cribado, se busca eliminar las partículas
existentes en los residuos líquidos, para ello se implementan tamices o filtros
de arena, para evitar obstrucciones en las siguientes etapas. Desde el punto de
vista ambiental, usar filtros de malla en lugar de filtros de arena, evita la
generación adicional de residuos sólidos, porque la arena debe cambiarse
periódicamente. Desde el punto de vista operativo, es más fácil darle
mantenimiento al filtro de malla siempre que se utilice una sola malla porque
si se utilizan muchas capas se formaría una capa fibrosa que taponea el filtro
(16).
Desengrasado. Este proceso consiste en la separación, de las grasas no emulsionadas
de los componentes ligeros arrastrados por el agua residual, para evitar que
las partículas puedan causar daños posteriores, como obstrucción de tuberías,
motobombas y demás, en los instrumentos utilizados en el sistema de tratamiento
de aguas residuales. Debido a la alta necesidad de la empresa de eliminar estas
partículas, se cuenta con una trampa de grasas, que consiste en una canal de
4,2 m de largo y 2,8 m de ancho, de tres secciones que retiene las partículas
transportadas por el agua residual (17).
Eliminación de sulfuros. En la primera etapa del proceso de transformación de pieles en cuero,
estas se someten a lavarlas para remover la sal que se usa para su conservación
luego se adiciona humectante para ayudar a que recuperen su grado de
hinchamiento natural, paso seguido se exponen a grandes cantidades de sales de
sulfuro de sodio (Na2S) y cal para remover los pelos y ayudar a
ablandar la epidermis, facilitando así el descarnado de las mismas (8).
En la etapa de pelambre por la gran cantidad de agua usada y también de
sales de sulfuro de sodio (Na2S) que representan un componente
altamente contaminante, es necesario el implementar un sistema que ayude a
reducir la carga de sales de sulfuro de sodio (Na2S) que se vierte
al alcantarillado, puesto que esta puede afectar la estructura de las tuberías
y generar una gran contaminación en el cuerpo de agua donde será vertido (17).
Para el tratamiento de las aguas que provienen de esta etapa, se
implementa el método de acidificación, el cual permite además de eliminar la
cantidad de sulfuro de sodio vertido, recuperarlo para reusarlo posteriormente.
El método consta de dos etapas, proceso de reducción y proceso de recuperación,
en las cuales se elimina el sulfuro de sodio que se encuentra en las aguas
residuales de la etapa de pelambre (18) ver Figura 2.
Figura 2. Esquema del sistema de oxidación de sulfuros.
Eliminación del cromo. En la etapa de curtido y recurtido las pieles
que provienen de las etapas anteriores son expuestas a grandes cantidades de
cromo con el objetivo de convertir la piel en cuero, otorgándole cualidades
como resistencia a la humedad y al calor, evitando la descomposición de estas.
La eliminación de cromo se puede reducir aplicando hidróxido de sodio como
agente precipitante, en las aguas residuales obtenidas de los procesos de
curtido y recurtido (5,9).
Homogenización. Se pretende homogenizar las corrientes con altos contenidos de material
orgánico, solidos suspendidos y solidos sediméntales para poder realizar los
tratamientos posteriores a una sola corriente, reduciendo la cantidad de
equipos y tanques que se utilizarían. Las corrientes para homogenizar son las
provenientes de las etapas de lavados, humectado, pelambre después de haber
realizado el tratamiento para la eliminación de sulfuro de sodio, piquelado, desencale, desencale con purga, engrasado y teñido (17).
Tratamiento primario. Para eliminar los sólidos totales: solidos suspendidos, solidos
sedimentables y solidos sedimentables totales; DBO y DQO, se implementaría un
sistema de flotación, que permitirá retirar las partículas menos densas que el
agua, se obtendrá agua clarificada y limpia para su disposición a las
alcantarillas públicas. Para determinar la velocidad de flotación, se procederá
a colocar una mezcla de corriente homogenizada en una probeta, se realizará una
observación cada 10 minutos durante un período de dos horas (13,17).
Tratamiento secundario -
Coagulación y floculación. Para obtener un mejor
resultado de coagulante y floculante el agua debe encontrarse con un pH entre 7
y 7,5 es por ello que previamente se realiza una neutralización; usando
hidróxido de sodio con una concentración de 199.985 mg/l y un volumen de la
muestra de 500 ml, agregándole 14 ml de hidróxido de sodio a cada prueba. La
primera consta de la acidificación de las aguas residuales en esta etapa, con
ácido clorhídrico (HCl) con una concentración de
37,000 mg/l, logrando la volatilización o desorción del ácido sulfhídrico (H2S).
Esta etapa es importante ya que permite la eliminación del sulfuro del agua
residual. En el proceso de recuperación, el H2S(g)
generado se hace reaccionar con hidróxido de sodio (NaOH),
formándose así una solución concentrada de sales de sulfuro de sodio (Na2S)
(10,14,18)
Debido a las cargas de contaminantes que se generan durante el proceso
de transformación de las pieles y las características químicas y biológicas del
agua residual, es pertinente tomar valores referenciales, así como factores de
seguridad con el fin de obtener un sistema óptimo de los principales parámetros
de diseño, estos valores se resumen en la Tabla 4.
Tabla 4. Valores referenciales para el sistema de tratamiento.
|
Pretratamiento |
Tamizado |
|
|
Desengrasado |
2,6715 m3 / h |
|
|
Eliminación de sulfuros |
0,05566 m3 / h |
|
|
Eliminación de cromo |
0,2080 m3 / h |
|
|
Homogenización |
6,5441 m3 / h |
|
|
Tratamiento primario |
Flotación |
1,0907 m3 / h |
|
Tratamiento secundario |
Coagulación – floculación |
1,1568 m3 / h |
Fuente (14)
Con base en los requerimientos el tamiz estará construido con una serie
de mallas de 14 y 40. El tanque de eliminación de cromo debe tener una longitud
de 3.11 m, altura y ancho de 1m y 2m respectivamente. Las dimensiones del
tanque para eliminación de sulfuro deben ser 0.84m de longitud y 1m de altura y
ancho. El tanque para la homogenización y trampa de grasas debe poseer un
Caudal de diseño QD de 6.5441 m3 / h, su bomba debe tener
una potencia de 0.31 hp (19).
Una alternativa para reducir la contaminación, en el proceso de pelambre
es no realizar la destrucción del pelo, por ello no se debe emplear abundante
sulfuro de sodio como agente reductor para destruirlo, sólo para ablandarlo. Se
añade cal para removerlo y agentes depilantes menos
contaminantes como enzimas proteasas de origen vegetal, trabajando con un pH
entre 7.5 y 9. El pelo se retira por filtración, esto disminuye la carga de
contaminación del efluente. De esta manera se puede reducir el 30% aproximadamente
de la DQO, un 69% de los sólidos suspendidos y un 90% de los sulfuros (17,20).
Otra opción para disminuir la contaminación es la recirculación de
cromo, el cual se precipita como un hidróxido insoluble empleando un hidróxido
de sodio a un pH de 8.5, luego se produce la separación del sólido por
filtración, decantación, centrifugación y luego se lo re-disuelve con ácido
para incorporarlo nuevamente al proceso (13); de esta forma el cromo se reduce
en el efluente en un 98% y los sólidos suspendidos en un 80% (21); en el
proceso de curtido se puede incrementar la absorción del cromo controlando la
temperatura y el pH (8,13). Para reducir el consumo de agua se puede optar por
la incorporación de sistemas de control como medidores de flujo y válvulas; la
opción de la reutilización del agua también debe ser considerada para procesos
no tan críticos como el remojo y los lavados (8).
Discusión
Los resultados de la investigación coinciden con lo que reporta Barrera
(22) en la colonia “El Maestro” en Guatemala, después que se instaló la planta
de tratamiento de aguas residuales provenientes de una curtiembre, disminuyó en
un 98% los contaminantes en las aguas residuales y esto redujo
significativamente las enfermedades relacionadas con el consumo de agua contaminada
en esta comunidad. Los resultados de Portilla (23), también están de acuerdo,
este autor concluye que un sistema de tratamiento de las aguas residuales
industriales de la Curtiduría Serrano en Quito, conformado por un sistema de
aireación difusa junto a un proceso de coagulación – floculación para las aguas
de pH básico y ácido por separado, reducen los contaminantes en más de un 70%.
CONCLUSIONES
El muestreo de las aguas residuales de la empresa curtiembrera
“Alianza Virgen de la Asunción SCRL” se observó que las descargas de las aguas
que se vierten sin ningún tratamiento, contienen sólidos totales, sulfuro y
cromo; contaminando los afluentes de la zona industrial de la ciudad de
Trujillo cuyas descargas terminan en el rio Chicama.
Las descargas de efluentes contaminados afectan la calidad del agua y la salud
de animales, vegetales y personas. La Planta de Tratamiento de Aguas Residuales
apropiada para las necesidades de la empresa curtiembrera
“Alianza Virgen de la Asunción SCRL posee una viabilidad económica y técnica
que permite reducir el DQO en un 95%, el DBO en un 99% y una remoción de
sólidos casi total.
De acuerdo a las necesidades de la empresa, el diseño de la PTAR quedo
conformada por los siguientes procesos: cribado mediante los tamices 14 y 40 en
acero inoxidable situados al interior de una tubería de 3 pulgadas, seguido de
una trampa de grasas con dimensiones de 4,2 metros de largo por 2,8 metros de
ancho, la cual comunica a una serie de tanques en donde se realizará la eliminación
de componentes como el cromo y el sulfuro, posteriormente el fluido es dirigido
a un tanque de homogenización donde se estabilizará el agua, para finalmente
ser depositada en el tanque de flotación por aire directo, de donde se busca
una remoción del 85 % de solidos suspendidos y por último el tanque de
coagulación y floculación, donde se tiene una dosificación de sulfato de
aluminio (800 mg/l) y de poliacrilamida (60 mg/l) respectivamente, en el cual
se eliminará la materia de suspensión.
El agua procesada por la planta de tratamiento permite su reutilización
o recirculación del agua dentro de la empresa en más de un 70%. Las
características del efluente obtenido cumplen con los parámetros exigidos por
el Ministerio del Ambiente del Perú, por lo tanto, se permite su vertido en el
alcantarillado o cuerpos de agua.
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de Tercer Nivel. Carrera de Ingeniería Ambiental. Quito: UCE; 2013. Repositorio
digital. http://www.dspace.uce.edu.ec/handle/25000/1564?mode=full
Conflicto de Intereses. El autor declara que no existe conflicto de intereses para la
publicación del presente artículo científico.
Financiamiento. El autor declara que no recibió financiamiento.
Agradecimiento. El autor agradece al personal técnico y gerencial de la empresa “Alianza
Virgen de la Asunción - SCRL”, Así como también todo el apoyo prestado por la
comunidad.