Aguas Residuales de Ganadería

 

 

image001

 

Concepto de aguas residuales de ganadería

Las aguas residuales de la ganadería se refieren a las aguas residuales que contienen altas concentraciones de materia orgánica, sólidos en suspensión, nitrógeno y fósforo y otros contaminantes generados durante el proceso de cría del ganado, incluyendo la orina y heces del ganado, el agua de lavado del criadero, la limpieza agua del lugar de reproducción, etc., lo que supone una gran amenaza para el medio ambiente. Las principales fuentes de aguas residuales de la ganadería son las siguientes:
1. La orina y heces del ganado;
2. El agua de lavado del criadero;
3. Los restos de pienso y residuos;
4. El agua tratada del ganado muerto;
5. Las aguas de limpieza de equipos de cría, etc. Estas fuentes conducen conjuntamente a la generación de aguas residuales de la ganadería.

 

 

Características de las aguas residuales de ganadería

(1) Alta carga de contaminantes orgánicos
El contenido de sólidos en suspensión, materia orgánica y nitrógeno amoniacal en las aguas residuales de la ganadería es relativamente alto, y el sólido y el líquido están mezclados, con una alta carga contaminante. La demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) de cinco días está entre 600 y 7000 mg/L, y la concentración de la demanda química de oxígeno (DQO) puede alcanzar de 13000 a 17000 mg/L.
El nitrógeno, el fósforo y los restos de alimento en los excrementos conducen fácilmente a un aumento significativo en la cantidad de excreción por unidad de superficie de tierra. Esto provoca un exceso de nutrientes en el suelo y altera el equilibrio ecológico del terreno.
Si estos nitrógeno y fósforo se vierten en masas de agua, es probable que se produzca la eutrofización de la masa de agua, provocando así un desequilibrio en la distribución de las especies en el ecosistema acuático, con el crecimiento desenfrenado de una sola especie, perturbando el flujo de materia y energía en el sistema, y ​​provocando gradualmente la muerte de todo el ecosistema acuático.
Si los humanos consumen el nitrógeno en forma de nitrato en el agua, causará daños a la salud humana. Estos daños también incluyen otros contaminantes en las aguas residuales, residuos de medicamentos veterinarios y microorganismos patógenos.
(2) En los proyectos de tratamiento de aguas residuales de ganadería, el tiempo de descarga de aguas residuales está relativamente concentrado y la carga de impacto es grande.
Las aguas residuales generadas por la ganadería generalmente se descargan una sola vez en un momento específico, y cada vez se descarga una gran cantidad de contaminantes en las aguas residuales. Durante el resto del tiempo, la cantidad de aguas residuales vertidas es muy pequeña. Esto impone mayores requisitos a la capacidad de regulación del volumen de aguas residuales y a la capacidad de resistencia a la carga del sistema de tratamiento de agua. La composición de los contaminantes de las aguas residuales es compleja y contiene una gran cantidad de bacterias patógenas; Los componentes contaminantes de las aguas residuales de la ganadería incluyen no sólo sustancias que provocan la eutrofización de los cuerpos de agua como el nitrógeno y el fósforo, sino también elementos de metales pesados ​​como el cobre, el mercurio, el arsénico y el selenio, y al mismo tiempo hay un gran número de Residuos de medicamentos veterinarios como hormonas, antibióticos y antioxidantes en las aguas residuales. En las aguas residuales abundan las bacterias patógenas que comparten humanos y animales, como Escherichia coli, ántrax, brucelosis y tuberculosis.
(3) En los proyectos de tratamiento de aguas residuales de ganadería, las aguas residuales se mezclan con sólidos y líquidos, y la concentración de sólidos orgánicos en suspensión es alta y la viscosidad es grande; La materia fecal y los residuos de piensos que contienen una gran cantidad de materia orgánica se descargan en las aguas residuales junto con el agua de lavado, lo que conduce a una concentración relativamente alta de sólidos orgánicos suspendidos en las aguas residuales de la ganadería y a una gran viscosidad de la mezcla de sólidos y líquidos. Los sólidos en suspensión, como los residuos fecales y los residuos, también son propensos a obstruir las tuberías de las instalaciones de tratamiento, lo que aumenta la dificultad del tratamiento.
(4) Buena biodegradabilidad, alta relación DBO/DQO
La relación DBO/DQO de los contaminantes en las aguas residuales de la ganadería es aproximadamente 0.45:1, y la relación B:C en las aguas residuales cumple las condiciones para la biodegradación, con buena biodegradabilidad.

image003

 

image005

 

Características del proceso de aguas residuales de ganadería

1. Pretratamiento: Esto incluye la eliminación de partículas sólidas más grandes a través de tamices, sedimentación o procesos mecánicos como tanques de sedimentación y clarificadores.
2. Digestión Anaeróbica: En algunos casos, la digestión anaeróbica se utiliza para descomponer la materia orgánica en biogás y lodos. Este proceso reduce la DQO, la DBO y produce energía renovable en forma de metano.
3. Tratamiento Aeróbico (Tratamiento Biológico): Para degradar la materia orgánica se utilizan procesos biológicos como lodos activados o sistemas MBBR. En particular, los sistemas MBBR son efectivos debido a la gran superficie proporcionada para el crecimiento microbiano, lo que conduce a una eliminación eficiente de compuestos orgánicos y nutrientes.
4. Eliminación de nutrientes: en algunos casos, se implementan procesos avanzados de eliminación de nutrientes para reducir los niveles de nitrógeno y fósforo, a menudo mediante nitrificación, desnitrificación y precipitación química.
5. Desinfección: Este paso implica eliminar o inactivar patógenos mediante métodos como cloración o tratamiento UV, especialmente si el agua tratada será reutilizada.
6. Manejo de lodos: Los desechos sólidos, incluidos los lodos, generalmente se procesan por separado mediante secado, compostaje o aplicación al suelo después de la estabilización.

 

 

Requisitos especiales para difusores de disco cuando se utilizan en tanques de aireación biológica para aguas residuales de ganadería

1. Resistencia a la obstrucción: Los difusores de disco deben diseñarse para resistir la obstrucción debido a los altos niveles de sólidos suspendidos en las aguas residuales del ganado. Es posible que se necesiten tamaños de poros grandes o diseños autolimpiantes para mantener una aireación eficiente.
2. Durabilidad: El material difusor debe ser robusto y capaz de soportar las condiciones agresivas de las aguas residuales ganaderas, como altas concentraciones de amoníaco y la presencia de gases corrosivos (por ejemplo, sulfuro de hidrógeno). Para este fin se suelen utilizar materiales como EPDM o silicona.
3. Eficiencia de transferencia de oxígeno: dado que los sistemas de aireación biológica dependen de una transferencia efectiva de oxígeno, los difusores deben ser capaces de proporcionar burbujas finas para mejorar la solubilidad del oxígeno, incluso en presencia de compuestos orgánicos y sólidos. Esto asegura que las bacterias aeróbicas puedan degradar eficientemente la materia orgánica.
4. Facilidad de mantenimiento: Dado el duro entorno operativo, los difusores deben ser fáciles de limpiar y mantener para garantizar un rendimiento constante. La accesibilidad y el diseño que facilitan la limpieza regular pueden ayudar a mantener el funcionamiento a largo plazo.
5. Eficiencia energética: dado que las aguas residuales de la ganadería pueden requerir períodos prolongados de aireación, los difusores de disco deben ser energéticamente eficientes, minimizando los costos operativos y al mismo tiempo garantizando que los procesos biológicos sean respaldados adecuadamente.

image007

 

Conclusión

 

 

El tratamiento de las aguas residuales de la ganadería requiere un sistema cuidadosamente diseñado para manejar la compleja mezcla de compuestos orgánicos, nutrientes, patógenos y sólidos en suspensión. El tratamiento biológico, que a menudo implica tanques de aireación con difusores, es un componente clave del proceso de tratamiento. Al seleccionar difusores de disco para dichos sistemas, se debe prestar especial atención a la durabilidad, la resistencia a la obstrucción, la eficiencia de la transferencia de oxígeno y la facilidad de mantenimiento para garantizar un funcionamiento confiable a largo plazo. En la gestión de aguas residuales ganaderas, los sistemas de aireación bien diseñados son cruciales para lograr el cumplimiento normativo y promover prácticas agrícolas sostenibles.