Diseño del tratamiento de las aguas residuales de una industria alimentaria (50 m3/d) con elevado contenido en sulfitos a partir de ensayos de oxidación química y nanofiltración

Abstract

[ES] El presente Trabajo Final de Grado tiene como objetivo diseñar una instalación para el tratamiento de las aguas residuales de una empresa de la industria alimentaria. Dichas aguas pueden presentar un elevado contenido en sulfitos, y para eliminarlos se han propuesto técnicas de oxidación química y nanofiltración, que se han probado a nivel de laboratorio. Para la etapa de oxidación química se han comparado dos procesos con el fin de elegir aquel cuyo rendimiento de eliminación y coste fuera mejor. El primer ensayo consiste en la reacción del ion sulfito con oxígeno en presencia de manganeso, un metal de transición que cataliza la oxidación a ion sulfato; el segundo ensayo que se ha probado ha sido la reacción de Fenton, con peróxido de hidrógeno y sulfato ferroso. Para eliminar los sulfatos que quedan en el efluente, se ha optado por la nanofiltración, un proceso de membrana capaz de producir permeados que aseguran el cumplimiento con la normativa vigente o incluso poder reutilizar el agua. La calidad del agua recogida en los permeados, se ha evaluado a partir de técnicas analíticas en el laboratorio, analizando concentración de sulfatos, DQO, color, conductividad y pH.

[CA] El present Treball Fi de Grau té com a objectiu dissenyar una instal·lació per al tractament de les aigües residuals d'una empresa de la indústria alimientaria. Les dites aigües poden presentar un elevat contingut en sulfits, i per a eliminar-los s'han proposat tècniques d'oxidació química i nanofiltració. Per a l’etapa d’oxidació química s’han comparat dos processos a fi de triar aquell el qual el rendiment d’eliminació i cost fora millor. El primer assaig consistix en la reacció de l'ió sulfit amb manganés, un metall de transició que catalitza l'oxidació a ió sulfat; el segon assaig que s'ha provat ha sigut la reacció de Fenton, amb peròxid d'hidrogen i sulfat ferrós. Per a eliminar els sulfats que queden en l'efluent, s'ha optat per la nanofiltració, un procés de membrana capaç de produir permejats que asseguren el compliment de la normativa vigent o inclús poder reutilitzar l'aigua. La qualitat de l'aigua arreplegada en els permejats, s'ha avaluat a partir de tècniques analítiques en el laboratori, analitzant concentració de sulfats, DQO, color, conductivitat i pH.

[EN] The present final bachelor’s degree final project aims to design an installation for the treatment of wastewater from a company in the food industry. High sulphite content might be found in the wastewater, which can be a problem in the wastewater management. In the present study, chemical oxidation and nanofiltration techniques have been used to eliminate sulphite species. These techniques have been tested at laboratory scale. For the chemical oxidation stage, two processes have been developed and further compared in terms of cost and elimination performance. The first test involved the reaction of the sulphite ion with oxygen in the presence of manganese, a transition metal that catalyzes the oxidation to sulfate ion; the second test consists of the reaction of Fenton, with hydrogen peroxide and ferrous sulfate. For elimination of remaining sulphates in the effluent, nanofiltration was used. Nanofiltration involves a membrane process capable of producing permeate to ensure compliance with current regulations or even to be able to reuse water. The quality of the water collected in the permeate has been evaluated using analytical techniques in the laboratory such as sulphate concentration analysis, COD, color, conductivity and pH measurements.