Diseño de un proceso de microfiltración para la mejora del tratamiento de 20.000 m3 de purines al año en una instalación de la provincia de Castellón.

Abstract

[ES] Los purines son los excrementos líquidos del cerdo y son considerados como residuos, por lo que deben gestionarse de forma responsable. Dichas deyecciones tienen un elevado contenido de materia orgánica ,además, de ser ricos en nitrógeno y fósforo. Actualmente, pueden ser aplicados sobre el suelo con el fin de aprovechar los nutriente que aporta; no obstante, la cantidad de purines generada supera al área de tierras disponible para su aplicación. Un mal manejo de estos residuos puede terminar en un daño sobre el medio ambiente, especialmente en los ecosistemas acuáticos ya que propician la eutrofización en zonas sensibles. Para evitarlo, existen tratamientos que permiten gestionar los purines disminuyendo su poder de putrefacción y el contenido N y P.

En la provincia de Castellón, se encuentra una planta de tratamiento de purines que actualmente presenta inconvenientes en su funcionamiento,por lo cual, en este proyecto se propone la implementación de un proceso de microfiltración empleando membranas cerámicas inorgánicas de hoja plana para obtener una fracción sólida destinada al proceso de compostaje y una fracción líquida que es tratada posteriormente en un tratamiento biológico de nitrificación-desnitrificación que consta de una zona anóxica y otra aerobia. Finalmente se realiza una eliminación del fósforo y el efluente resultante puede ser vertido a la red de alcantarillado.

En el proceso de microfiltración, se eliminan los sólidos en suspensión presentes en el purín, además de presentarse una reducción del 25\% nitrógeno y el fósforo presentes inicialmente, y el 50\% de la DQO, que corresponde con la DQO no disuelta. Luego, en el tratamiento biológico, se reduce la concentración de nitrógeno por medio de una nitrificación-desnitrificación. Finalmente, en el decantador continuo al proceso biológico, se adiciona cloruro férrico como coagulante, para reducir el fósforo del efluente de la planta.

Los diseños se realizan en base al tamaño de algunos equipos ya existentes en el planta, de esta manera, se permite ahorrar en costes de implementación. Adicionalmente, se logra prescindir de otras etapas que actualmente ocupan mucho espacio o no operan de forma óptima.

[CA] Els purins s´on els excrements l´ıquids del porc i s´on considerats com a residus, per la qual cosa han de gestionar-se de forma responsable. Les dites dejeccions tenen un elevat contingut de mat`eria org`anica ,adem´as, de ser rics en nitrogen i f`osfor. Actualment, poden ser aplicats sobre el s`ol a fi d’aprofitar els nutrient que aporta; no obstant aix`o, la quantitat de purins generada supera a l’`area de terres disponible per a la seua aplicaci´o. Un mal maneig d’estos residus pot acabar en un dany sobre el medi ambient, especialment en els ecosistemes aqu`atics ja que propicien l’eutrofitzaci´o en zones sensibles. Per a evitar-ho, hi ha tractaments que permeten gestionar els purins disminuint el seu poder de putrefacci´o i el contingut N i P. En la prov´ıncia de Castell´o, es troba una planta de tractament de purins que actualment presenta inconvenients en el seu funcionamiento,por la qual cosa, en este projecte es proposa la implementaci´o d’un proc´es de microfiltraci´o emprant membranes cer`amiques inorg`aniques de full plana per a obtindre una fracci´o s`olida destinada al proc´es de compostatge i una fracci´o l´ıquida que ´es tractada posteriorment en un tractament biol`ogic de nitrificaci´o-desnitrificaci´o que consta d’una zona an´oxica i una altra aer`obia. Finalment es realitza una eliminaci´o del f`osfor i l’efluent resultant pot ser abocat a la xarxa de clavegueram. En el proc´es de microfiltraci´o, s’eliminen els s`olids en suspensi´o presents en el pur, a m´es de presentar-se una reducci´o del 25 % nitrogen i el f`osfor presents inicialment, i el 50 % de la DQO, que correspon amb la DQO no dissolta. Despr´es, en el tractament biol`ogic, es redu¨ıx la concentraci´o de nitrogen per mitj`a d’una nitrificaci´o-desnitrificaci´o. Finalment, en el decantador continu al proc´es biol`ogic, s’addiciona clorur f`erric com coagulant, per a reduir el f`osfor de l’efluent de la planta. Els dissenys es realitzen basant-se en la grand`aria d’alguns equips ja existents en el planta, d’esta manera, es permet estalviar en costos d’implementaci´o. Addicionalment, s’aconseguix prescindir d’altres etapes que actualment ocupen molt espai o no operen de forma òptima.

[EN] Slurry is the liquid excrement of the pig and is considered waste, so it must be managed responsibly. Said droppings have a high content of organic matter, in addition to being rich in nitrogen and phosphorus. Currently, they can be applied on the ground in order to take advantage of the nutrients it provides; However, the amount of slurry generated exceeds the area of land available for its application. A bad management of these residues can end in damage to the environment, especially in aquatic ecosystems since they promote eutrophication in sensitive areas. To avoid this, there are treatments that allow managing the slurry by reducing its rotting power and the N and P content.

In the province of Castellón, there is a slurry treatment plant that currently has problems in its operation, therefore, in this project, the implementation of a microfiltration process using flat sheet inorganic ceramic membranes to obtain a solid fraction which is destined to the composting process and a liquid fraction that is subsequently treated in a biological nitrification-denitrification treatment consisting of an anoxic and an aerobic zone. Finally, the phosphorus is eliminated and the resulting effluent can be discharged into the sewer network.

In the microfiltration process, the suspended solids present in the slurry are eliminated, in addition to presenting a reduction of 25 \% nitrogen and phosphorus initially present, and 50 \% of the COD, which corresponds to the undissolved COD. Then, in the biological treatment, the nitrogen concentration is reduced by means of nitrification-denitrification. Finally, in the decanter continuous to the biological process, ferric chloride is added as a coagulant, to reduce the phosphorus of the plant effluent.

The designs are made based on the size of some existing equipment in the plant, thus saving on implementation costs. Additionally, it is possible to dispense with other stages that currently occupy a lot of space or do not operate optimally.