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Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. Olga Cristina Peña Castillo Liseth Stefania Lara Quiñones Monografía presentada para optar al título de Especialista en Gestión Ambiental Tutor Diana Catalina Rodríguez Loaiza Doctor (PhD) en Ingeniería Universidad de Antioquia Facultad de Ingeniería Especialización en Gestión Ambiental Medellín, Antioquia, Colombia 2022 2 Cita (Peña Castillo & Quiñones Lara, 2022) Referencia Estilo APA 7 (2020) P. Castillo, C., & Q. Lara, L. Zapata, L., (2022). Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta extractora Vizcaya S.A.S. [Trabajo de grado especialización]. Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia. Especialización en Gestión Ambiental, Cohorte XIII. Grupo de Investigación Diagnóstico y Control de la Contaminación. Centro de Investigación Ambientales y de Ingeniería (CIA). Biblioteca Carlos Gaviria Díaz Repositorio Institucional: http://bibliotecadigital.udea.edu.co Universidad de Antioquia - www.udea.edu.co Rector: John Jairo Arboleda Céspedes. Decano/Director: Jesús Francisco Vargas Bonilla. Jefe departamento: Julio César Saldarriaga Molina. El contenido de esta obra corresponde al derecho de expresión de los autores y no compromete el pensamiento institucional de la Universidad de Antioquia ni desata su responsabilidad frente a terceros. Los autores asumen la responsabilidad por los derechos de autor y conexos. https://co.creativecommons.net/tipos-de-licencias/ https://co.creativecommons.net/tipos-de-licencias/ 3 Tabla de contenido Introducción 9 1. Planteamiento del problema 10 1.1. Antecedentes 11 1.1.1 Tratamientos del Efluente de la palma de aceite (POME) 12 1.1.2 Sistemas de Tratamiento de aguas residuales 15 1.1.3 Consumo de agua 16 1.1.4 Optimización del proceso de producción 16 2. Objetivos 18 2.1. Objetivo general 18 2.2. Objetivos específicos 18 3. Marco Teórico 19 3.1. Proceso Productivo 19 3.1.1. Cultivo y Cosecha: 19 3.2. Marco Normativo en Colombia 21 4. Metodología 24 5. Resultados y Discusión 25 5.1. Descripción de la Extractora 25 5.2. Descripción del proceso de captación de agua 26 5.3. Descripción de la Planta de Tratamiento de Agua 26 5.4. Descripción del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales 26 5.5. Calidad del agua de la Planta de Tratamiento de Agua PTA 28 5.6. Calidad del Efluente final 29 5.6.1. Parámetros pH y Temperatura (Laboratorio Extractora Vizcaya) 29 5.6.2. Parámetros Normatividad (Laboratorio CEIAM) 32 4 5.6.3 Tecnologías del tratamiento del POME 35 6. Conclusiones y recomendaciones 37 7. Referencias 39 5 Lista de tablas Tabla 1 Etapas de extracción de aceite de la palma africana ........................................................ 20 Tabla 2 Normatividad en Colombia .............................................................................................. 22 Tabla 3 Alternativas de Tratamiento del POME .......................................................................... 23 Tabla 4. Tiempo de retención hidráulica del STAR ...................................................................... 28 Tabla 5 Resultados parámetros fisicoquímicos del POME ........................................................... 34 Tabla 6 Tecnologías para tratamiento del POME ......................................................................... 36 6 Lista de figuras Figura 1 Descripción de la Metodología ....................................................................................... 24 Figura 2 Ubicación Extractora Vizcaya S.A.S. ............................................................................. 25 Figura 3 Esquema del sistema de lagunas de estabilización tratamiento del POME .................... 27 7 Lista de Gráficos Gráfico 1 Comportamiento del pH en la PTA ............................................................................... 28 Gráfico 2 Comportamiento del pH en el STAR ............................................................................ 30 Gráfico 3 Comportamiento de la Temperatura en el STAR .......................................................... 31 8 Siglas, acrónimos y abreviaturas CEIAM Centro de Estudios e Investigaciones Ambientales CH4 Metano CNA Comisión Nacional del Agua CO2 Dióxido de Carbono DBO5 Demanda Bioquímica de Oxígeno DQO Demanda Química de Oxígeno H2S Ácido sulfhídrico NH3 Trihidruro de Nitrógeno (amoniaco) POME Palm Oil Mill Efluent (Efluente de palma de aceite) PTA Planta de Tratamiento de Agua RFF Racimos de Fruto Fresco SST Sólidos Suspendidos Totales STAR Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales THR Tiempo de Retención Hidráulica 9 Introducción Colombia es el principal productor de palma aceitera de América. La producción comercial se inició hace cincuenta años, y actualmente se encuentra consolidada en cuatro regiones geográficas (Ospina, 2007). El aceite de palma es uno de los aceites vegetales comestibles más consumidos en todo el mundo y también es un material importante en la industria química (Sakai et al., 2022). El procesamiento del aceite de palma implica múltiples operaciones, que producen una gran cantidad de desechos, incluidos racimos de fruta fresca, hojuelas de palma de aceite, hojas de palma de aceite, tronco de palma de aceite, cáscara de palmiste y efluente de molino de aceite de palma (POME) (Razali &Kamarulzaman, 2020). Se estima que se pueden producir entre 2,5 y 3,8 toneladas de residuos de POME durante el procesamiento industrial de cada tonelada de aceite de palma crudo (Cheng et al., 2021). En las plantas extractoras de aceite de palma, los procesos de tratamiento biológico, en particular los sistemas de lagunas abiertas se utilizan principalmente para tratar el POME cruda (Wu et al., 2010) puesto que son desechos orgánicos de alta concentración, los cuales deben pasar un tratamiento previo antes de generar el vertimiento a un cuerpo de agua. En la medida que se han realizado avances tecnológicos, se han investigado nuevas formas para el tratamiento del POME que permitan mejorar de esta forma las características del vertimiento, mitigando los posibles impactos en el medio ambiente y cumpliendo con lo establecido en la normatividad ambiental. Es así como se cuentan con alternativas que pueden ser adoptadas conforme a las necesidades de cada planta de beneficio, como lo son los sistemas de Biorreactores y procesos de coagulación - floculación. La presente monografía busca evaluar el tratamiento del efluente de la Palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S con el propósito de verificar el cumplimiento normativo y las recomendaciones necesarias que pueden ser implementadas. Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 10 1. Planteamiento del problema Según el balance realizado en el 2021 por FEDEPALMA, Colombia ocupa el cuarto lugar a nivel mundial en producción de aceite de palma con una participación del 2%, en relación con otrospaíses como Indonesia con un 59%, seguido de Malasia con 25% y Tailandia con un 4%. Este cultivo ha tenido una expansión importante, producto de políticas gubernamentales que lo consideran un factor de desarrollo para la economía agraria y del país, con un recorrido de más de cincuenta años (Sierra,2019). La palma de aceite es un cultivo que se realiza en las márgenes de los ríos, debido a las necesidades explícitas para su desarrollo, como lo son grandes cantidades de agua, temperatura adecuada y una buena iluminación. Las mayores producciones se presentan en áreas donde la pluviosidad es uniforme y marcada durante la mayor parte del año, lo cual tiene buen rendimiento siempre y cuando los otros factores anotados también sean favorables y la fertilidad del suelo no se convierta en factor limitante (Silva,1985). Frente a estas particularidades, es importante mencionar que la explotación del recurso hídrico para diversos usos y la conservación del agua, plantea conflictos ambientales que se generan en las cuencas hidrográficas que poseen alto grado de calidad y cantidad (Vega,2012), de ahí la importancia que se realice una adecuada gestión desde todo el proceso de captación hasta el tratamiento de las aguas residuales en los procesos industriales, ya que estos deben cumplir con la normatividad ambiental vigente. Para el proceso específico de la extracción de aceite de palma, se tiene un único residuo líquido denominado Efluente de Palma de Aceite (POME , por sus siglas en inglés), que de acuerdo con Wang, 2021 es un licor espeso, amarronado, acre, grasiento y cargado de contaminantes con una notable demanda química (DQO) y bioquímica de oxígeno (DBO5), lo cual prohíbe su liberación directa a las vías fluviales. En la actualidad la mayoría de las plantas extractoras de palma degradan el POME mediante lagunas abiertas, el cual es un sistema biológico en donde diferentes tipos de bacterias digieren Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 11 materia orgánica en una serie de lagunas abiertas (anaerobias, aerobias y facultativas), con un buen diseño (sobre todo, suficiente tiempo de retención) y buen mantenimiento (remoción de lodos), estos sistemas pueden reducir la DQO del efluente a aproximadamente 1.500 mg/L (Althausen, 2016). A este tipo de tratamiento se le atribuyen algunos aspectos negativos como el desperdicio de tierras cultivables, biodegradación lenta (alrededor de 5,4 meses), olores desagradables (liberación de CO2, CH4, ácidos orgánicos, NH3 y H2S) y mala decoloración, a esto se le suma la sensibilidad de las bacterias al medio ambiente y su fácil inhibición, por lo cual se requiere un monitoreo y control estricto del tratamiento para evitar la contaminación de las fuentes hídricas (Althausen, 2016). 1.1. Antecedentes La palma de aceite se cultivó por primera vez en Colombia en 1932, pero su comercialización no comenzó hasta fines de la década de 1940 y principios de la de 1950, inicialmente a través de la United Fruit Company la cual buscaba un sustituto al cultivo de banano (Potter, 2020). La Elaeis Guineensis posee un amplio campo de utilización, y se pueden aprovechar el tronco, las hojas y los frutos. El tronco y las hojas se utilizan como materia prima en la elaboración de muebles y pulpa de papel. Del fruto se obtienen los aceites de palma y de palmiste, los cuales se emplean en la producción de alimentos y oleoquímicos; del proceso de extracción de estos aceites se obtienen diferentes subproductos que están siendo utilizados parcialmente, como son los racimos vacíos o raquis, el cuesco, las fibras y los efluentes que se pueden emplear, entre otros, como fertilizantes, combustible para calderas y alimento para animales (Garcés & Cuellar, 1997). Durante el procesamiento del fruto, se genera el efluente de la industria de la palma de aceite denominada POME , por sus siglas en inglés, el cual puede generar problemas ambientales Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 12 si no son tratados previamente, ya que estos se caracterizan por tener una alta carga orgánica y sólidos en suspensión, siendo el porcentaje dividido de la siguiente manera: 95–96 % de agua, 0,6– 0,7 % de aceite y 4–5 % de sólidos totales ( Adaptado Igwe & Onyegbado, 2007). 1.1.1 Tratamientos del Efluente de la palma de aceite (POME) Las Plantas extractoras de aceite de palma producen grandes cantidades de aguas residuales, según Althausen (2016), en promedio una planta produce 0.8 m3/Ton de efluente (POME), de acuerdo con este informe el tratamiento más común es el de lagunas abiertas, pero existen diferentes tipos de tratamientos modernos como: ● Primera generación: Sistema de Lagunas ● Segunda generación: Reactores mezcla continua ● Tercera generación: Sistemas multietapas Lo anterior debido a que los sistemas de lagunas a pesar de ser económicos requieren un tiempo de retención más largo (20 a 60 días) y un área más extensa (Saputera et al., 2021). Por su parte los sistemas multietapas combinan el uso de reactores con sistemas anaeróbicos siendo aún más eficientes, pero con costos elevados de implementación. Althausen (2016), propuso tratar el POME y aprovechar el biogás producido, con el fin de generar menos contaminación y cumplir con las regulaciones, además el aprovechamiento del biogás genera ingresos continuos y sostenibles, reduce las emisiones de gases de efecto invernadero. En el 2011, Cenipalma realizó un estudio en tres zonas palmeras de Colombia (Oriental, Central y Norte), se recolectaron muestras de afluentes y efluentes del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales (STAR) de plantas de beneficio y se analizaron en la Universidad de los Andes en el Laboratorio de Ingeniería Civil y Ambiental. En cuanto al análisis de fenoles, éste se realizó a dos plantas de beneficio de la Central y se analizó en el Centro de Estudios e Investigaciones Ambientales (CEIAM) de la Universidad Industrial de Santander. En el estudio anterior se Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 13 concluyó que los sistemas de tratamiento de los efluentes de las plantas de beneficio son muy eficientes especialmente en la remoción de materia orgánica, sin embargo, no se logró cumplir con todos los parámetros establecidos por el Ministerio de Medio Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (Martínez, 2011). También se concluyó que los valores límites de los parámetros: fenoles totales, nitrógeno total, fósforo total, cloruros, sulfatos y color, pueden ser discutidos ya que estos se ven influenciados por sustancia como lignina, vitaminas, carotenos, tocoferoles, tocotrienoles, nitrógeno, fósforo, cloro y azufre, los cuales pueden ser componentes de la materia prima (Martínez, 2011). Resultados encontrados como en el realizado por Martínez, 2011, indican la necesidad de seguir investigando en el uso de tecnologías que brinden mayor remoción de contaminantes. Una alternativa al sistema de tratamiento de aguas residuales es la implementación de tratamientos terciarios, como el saneamiento por medio de humedales artificiales, los cuales son utilizados para depurar gran cantidad de contaminantes, ejemplo de esto es el estudio realizado por (Reyes et al., 2019) y expuesto en la XV Reunión Técnica Nacional de Palma de Aceite, donde se estudiaron los parámetros fisicoquímicos en el STAR de la Planta de Beneficio de Alianza del Humea, en esta planta se emplea la Eichornia crassipes (Buchón de agua) como tratamiento terciario. En ese estudio se encontró que la remoción de contaminantescon el Buchón de agua fue eficiente, especialmente en los parámetros de la Demanda Química de Oxígeno (DQO) y Cloruros, siendo éste el último el más llamativo ya que suele ser el más complicado de tratar, también se cumplió con todas las exigencias establecidas en la Resolución 0631 de 2015, finalmente se recomienda trabajar responsablemente con estas macrófitas, y brindarles sus adecuados cuidados y controles (Reyes et al., 2019). Así mismo, es importante controlar y brindar el medio adecuado a los microorganismos presentes en las lagunas, ya que a pesar de que estos suelen ser eficientes también son muy sensibles, como lo identificó Wang (2021) en su revisión, donde se encontró que las posibles Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 14 inhibiciones microbianas pueden darse por: encapsulación del aceite, inhibición química, interrupción física, preferencia estricta de oxígeno, toxicidad por oxígeno, deficiencia de oxígeno, temperatura extrema, desnaturalización en frío, desnaturalización térmica, pH extremo, toxicidad ácida, toxicidad alcalina, salinidad extrema, fotoinactivación. Debido a lo anterior se encontró como estrategia de mitigación controlar el Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales STAR en tres aspectos (Wang, 2021): 1. Aspectos del sustrato: remoción de escombros, suplementación, dilución, pretratamientos y adición de co-sustratos. 2. Aspectos microbianos: cultivos mixtos, inmovilización, granulación y aclimatación. 3. Aspectos del proceso: modos de temperatura (anaeróbicos termofílicos y aeróbicos mesofílicos), operación continua, Control / ajuste de pH, reciclaje y atrapamiento de lodos biológicos y biorreactor adicional. De acuerdo con Ahmad et al, 2006 el método de coagulación es ampliamente utilizado en tratamientos de aguas residuales siendo los más utilizados el sulfato de aluminio (alumbre) y el cloruro de polialuminio para acondicionamiento de lodos y deshidratación. En este sentido, se referencia que el POME contiene alrededor de 10.000 mg/L de sólido en suspensión y 2000 mg/L de aceite residual, con el propósito de determinar la eficiencia de coagulantes naturales, en su estudio, se evaluaron muestras de POME tomadas de una extractora ubicada en Malasia y se observó que se necesitaban 0,5 g/L de quitosano para eliminar el 99 % del aceite residual de un litro de POME. Para alumbre y el cloruro de polialuminio se necesitan alrededor de 8,0 y 6,0 g/L, respectivamente, para eliminar la misma cantidad de aceite residual de POME. Esto indica que las dosis que necesitaban los coagulantes sintéticos eran 10 veces más que el quitosano siendo muy eficaz para eliminar los parámetros estudiados. Por otra parte, Rodríguez et al., 2022 indican en su estudio realizado para el tratamiento de agua de efluente de una Planta Extractora del municipio de Agustín Codazzi en el departamento del Cesar (Colombia), que el uso de Quitosano, el cual un biopolímero presente en seres vivos Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 15 pertenecientes al subfilo crustácea y reino fungi, por sus propiedades químicas se convierte en un coagulante que permite mejorar la calidad del agua. En el experimento se prepararon dosis de Quitosano de 100, 200, 300 y 400 mg L-1, siendo esta última la de mayor eficiencia, ya que logró reducir hasta el 92,5 %, 99,7 %, 99,3 %, 99,5 % y 91 % las variables de DQO, turbidez, Sólidos Suspendidos Totales, Sólidos Suspendidos Volátiles y grasas y aceites respectivamente. 1.1.2 Sistemas de Tratamiento de aguas residuales Los efluentes de las plantas extractoras de aceite de palma, generan contaminación, principalmente por la gran cantidad de materia orgánica, sólidos y aceites que poseen. Debido a que la extracción del aceite se hace mediante procesos físicos y mecánicos ya que por diferencias de densidades se separan los sólidos, el agua y el aceite, no se generan elementos tóxicos ni metales pesados en sus aguas residuales, y el tratamiento se orienta principalmente a estabilizar la materia orgánica presente (García, 1996). Para ello, en los sistemas de tratamiento de aguas residuales existen tres etapas fundamentales que son utilizadas según el tipo de efluentes y que van desde el primario, secundario hasta el terciario. El objetivo del tratamiento primario puede consistir en regular pH, temperatura, color, olor, reducción de sólidos suspendidos, eliminación de materia flotante y elementos que pudieran dañar etapas posteriores de tratamiento. El tratamiento secundario tiene por objeto reducir los niveles de contaminación química y biológica (DQO, DBO respectivamente) a través de procesos químicos y/o biológicos. Mientras que los tratamientos terciarios buscan reducir los niveles de patógenos para desinfectar el efluente y complementar la remoción de materia contaminante del agua (Aguilar, 2019). En general, los sistemas de tratamiento de aguas residuales en la mayoría de las plantas extractoras de aceite de palma africana a nivel nacional, incluyen el tratamiento con laguna de Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 16 oxidación (Sarmiento & Pérez, 2017) ya que estos son económicos y cumplen con la función de remover los principales contaminantes generados en este tipo de industria. 1.1.3 Consumo de agua Se estima que para producir 1 tonelada de aceite de palma crudo, se requieren entre 5 y 7,5 toneladas de agua, y más del 50 % del agua termina como Efluente de Palma de Aceite POME (Ahmad et al., 2003). De acuerdo con Makatar (2021), la etapa más importante del proceso de extracción de aceite es la esterilización. El propósito de la esterilización es ablandar los racimos de palma para liberar los frutos y facilitar la extracción del aceite de palma. Uno de los principales problemas de esta técnica es el uso de agua. El agua se utiliza no solo en la esterilización sino también en otros procesos, como la digestión y la filtración. Por otro lado, Anaya & Calderón (2011), enmarcan que las actividades dentro del proceso que consumen mayor cantidad de agua son las calderas la cual consume un 67% de agua, seguido del tratamiento de agua con un 10,73% y la clarificación con el 5,41% . 1.1.4 Optimización del proceso de producción De acuerdo con el numeral 1.1.3 Consumo de agua se puede inferir que una de las acciones a implementar en la optimización del proceso de producción es la reducción del consumo de agua. Ejemplo de esto es el estudio realizado por el ingeniero Juan Carlos Montero en una planta piloto, donde se realizó un diagnóstico, midiendo el volumen de agua captado y el consumido en las diferentes etapas de producción, con base en esto se identificaron los puntos de mayor consumo de agua y se propusieron acciones de mejora, las cuales permitieron un potencial de reducción de más de 40% en el consumo de agua (FEDEPALMA, 2015). Otra alternativa que ha cobrado fuerza ha sido la implementación del Tricanter o Tridecanter (equipo centrífugo horizontal) el cual permite recuperar aceite del efluente que sale del Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 17 proceso de clarificación e indirectamente se reduce el volumen de los efluentes finales y la carga contaminante de las aguas residuales. El Tricanter permite una separación de tres fases: una fase líquida ligera (aceite), una fase líquida pesada (agua de vegetación) y una fase sólida (pulpa) (Rackerseder, 2013). Es así como en un estudio se evaluóel funcionamiento de un Tricanter y se encontró que el consumo global de agua en el proceso pasó de 1,22 m3/t RFF a 0,85 m3/t RFF (Racimo de Fruta Fresca). El requerimiento de vapor se redujo en 14 %, pasando de 595 a 511 kg vapor/t RFF. Las pérdidas de aceite en la etapa de clarificación disminuyeron desde 0,65 % Ac/t RFF con clarificación estática a 0,45 % Ac/t RFF con clarificación dinámica. El volumen de efluentes se redujo de 0,75 a 0,45 m3/t RFF (Fernández et al, 2016). Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 18 2. Objetivos 2.1. Objetivo general Evaluar el tratamiento del efluente de la Palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S con el fin de garantizar el cumplimiento normativo. 2.2. Objetivos específicos • Realizar un diagnóstico a partir del estado del arte sobre la calidad del agua en los Sistemas de Tratamiento de Aguas Residuales aplicados en las plantas extractoras de palma de aceite. • Definir la línea base del sistema de tratamiento de aguas residuales de la planta extractora Vizcaya S.A.S a partir de la caracterización histórica y los estudios realizados. • Proponer medidas de mejoras en el estado actual del sistema de tratamiento de aguas residuales, con el fin de disminuir la carga contaminante final del vertimiento. Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 19 3. Marco Teórico La palma aceitera o palma de aceite africana (Elaeis Guineensis ) pertenece a la familia de las palmáceas y es proveniente, como su nombre lo indica, de África. Es una planta típicamente ecuatorial (cultivable en países sobre el ecuador) cuya área de dispersión se extiende entre los 16 grados de latitud norte y 15 grados de latitud sur (Arrocha , 2011). 3.1. Proceso Productivo Según Soler (2018), la etapa de cultivo y cosecha de la Palma Aceitera cuenta con las siguientes características: 3.1.1. Cultivo y Cosecha: ● Por lo general se cuenta con una zona de vivero donde se mantiene la plántula por 1 año y luego son seleccionadas para su siembra. ● La palma de aceite o africana comienza a dar frutos a partir de los 24 meses después de sembrada. ● A pesar de empezar a dar frutos a los 24 meses, hasta el cuarto o quinto año los racimos no alcanzan un tamaño “rentable” (18-20 Kg.) ● La cosecha se hace de forma continua ya que cada palma produce al año unos 10 racimos de fruta. ● Cada racimo pesa unos 18-20 kilos y contiene unas 1.200 “pepas” de fruta de unos 13 gramos. En la planta extractora es donde se lleva todo el proceso del tratamiento del fruto de la palma para obtener el crudo de aceite. Las etapas se relacionan en la Tabla 1. Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 20 Tabla 1 Etapas de extracción de aceite de la palma africana ETAPA DESCRIPCIÓN Recepción de la fruta Consiste en pesar el camión lleno de fruta proveniente de los productores agrícolas y luego descargarlo para obtener por diferencia el peso neto de la fruta. Esterilización Es la etapa más importante del proceso de extracción; se lleva a cabo, generalmente sometiendo los racimos de fruto fresco a la acción de vapor de agua en recipientes cilíndricos (autoclaves), donde los factores principales son el tiempo de cocción y la temperatura, dependiendo del tamaño de los racimos y del grado de madurez de los mismos (esta es una de las fases del proceso que genera mayor cantidad de efluentes). Desfrutado Es la separación mecánica de los frutos presentes en los racimos mediante un tambor desfrutador rotatorio. La fruta esterilizada es llevada a este, que realiza la separación de los frutos de los raquis mediante golpes continuos. Prensado Comprende en primer lugar la digestión que consiste en macerar la fruta a una temperatura de 90ºC. En segundo lugar, el prensado, donde se extrae mecánicamente por presión el aceite contenido en el mesocarpio de la fruta, requiere adicionar agua caliente con el fin de ayudar a arrastrar el aceite y mantener la temperatura constante hasta la clarificación. De esta etapa se originan dos corrientes, una líquida que pasa a clarificación y una sólida que pasa al desfibrado. Clarificación Consiste en retirar el agua y las impurezas lodosas del aceite, mediante el filtrado, la decantación y centrifugación, buscando alcanzar altos rendimientos de aceite crudo con un mínimo de impurezas, al finalizar el proceso se obtiene un efluente de lodos residuales. Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 21 Almacenamiento Una vez que el aceite alcanza los niveles de pureza requerido es enviado a los tanques de almacenamiento. Se obtiene un efluente de sedimentos del tanque de almacenamiento. Desfibrado De la fruta prensada se origina una pasta compuesta por fibras y nueces, el desfibrado consiste en la separación de los dos elementos aprovechando la diferencia de densidad. La fibra de palma es almacenada y utilizada para combustible de la caldera. Palmistería Consiste en la obtención de la almendra o palmiste. Las nueces se rompen y pasan a un tambor despericarpiador donde se separa la cáscara de las almendras. Las almendras limpias pasan a un silo secador donde se les inyecta aire caliente. La cáscara de la nuez es utilizada como combustible para la caldera. También se genera un efluente líquido originado por el secado de la nuez. Extracción de aceite de almendra o palmiste Se extrae el aceite de la almendra. En el proceso la almendra es triturada y prensada hasta obtener el aceite que se tamiza para retirar las impurezas presentes. La parte sólida se denomina torta o harina de palmiste que es empacada en bultos para ser vendida como materia prima para la elaboración de alimento concentrado para ganado. Fuente. (Pulido, 2009). 3.2. Marco Normativo en Colombia En la Tabla 2 se encuentran las principales normas relacionadas con el manejo adecuado de los vertimientos líquidos. Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 22 Tabla 2 Normatividad en Colombia NORMA DESCRIPCIÓN Resolución 0631 de 2015 Por la cual se establecen los parámetros y los valores límites máximos permisibles en los vertimientos puntuales a cuerpos de aguas superficiales y a los sistemas de alcantarillado público y se dictan otras disposiciones. ● Establece parámetros y límites máximos de vertimientos específicos para cada actividad productiva (o grupos de actividades productivas). ● Especifica el número de parámetros aplicables a las diferentes actividades productivas (entre ellas, al proceso de beneficio de aceite de palma). ● Especifica los límites máximos en términos de concentración de contaminantes (mg/l); la normativa anterior los había establecido en términos de porcentaje de remoción de carga contaminante. Decreto 1076 de 2015 Por medio del cual se expide el Decreto Único Reglamentario del Sector Ambiente y Desarrollo Sostenible. Compila las disposiciones reglamentarias del Sector Ambiente. Señala la obligatoriedad del permiso de vertimiento para el proceso de aprovechamiento de aguas. Igualmente, se prohíbe verter sin tratamiento, residuos sólidos, líquidos o gaseosos que puedan contaminar las aguas, causar daño o poner en peligro la salud humana o el normal desarrollo de laflora o fauna, o impedir u obstaculizar su empleo para otros usos. Resolución 1207 de 2014 Por la cual se adoptan disposiciones relacionadas con el uso de aguas residuales tratadas. Uno de los principales requisitos para el reúso de aguas residuales tratadas en sistemas de riego es que cumplan con los criterios de calidad para uso agrícola establecidos en dicha resolución. En cumplimiento con la respectiva normatividad ambiental es importante que las plantas extractoras evalúen las diferentes variables que inciden en el proceso productivo, de tal manera que se propenda por el uso adecuado de los recursos naturales. En este sentido, en lo que respecta a los vertimientos generados, tomando como referencia las diferentes alternativas de tratamientos, casos Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 23 estudios y nuevas tecnologías. En la Tabla 3 se relacionan las ventajas y desventajas de los sistemas de tratamientos convencionales para el Efluente de Palma de Aceite POME. Tabla 3 Alternativas de Tratamiento del POME Tratamientos POME Ventajas Desventajas Referencia Lagunas abiertas -Bajo Costo -Fácil operación -Capacidad para recibir sobrecarga de materia orgánica. -Permite la recuperación de energía debido a la producción de metano -Se requiere monitorear y administrar muchos parámetros esenciales durante el proceso. -Elevados tiempos de retención hidráulica para degradar la materia orgánica -Requerimiento de grandes áreas Khadaroo et al, 2019 Reactor Anaeróbico de Flujo Ascendente y Manto de Lodos (UASB) -Permite que se produzca la separación sólido-líquido-gas en un solo reactor -Proporciona suficiente adherencia entre las aguas residuales y los lodos -Mayor estabilidad operativa -Bajo Costo -Altamente dependiente de la sedimentabilidad del lodo -Requiere un período de inicio más largo -Lavado de biomasa activa durante la fase inicial del proceso Maniruzzaman et al, 2020 Coagulación- floculación -Bajo costo -Alta eliminación de TSS -Los coagulantes naturales son biodegradables y no peligrosos para el medio ambiente -Elimina solo sólidos suspendidos (SS) y aceite residual -Los coagulantes inorgánicos son sensibles al cambio de pH Lokman et al , 2021 Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 24 4. Metodología La construcción de la presente monografía se realizó a través de una descripción cualitativa y cuantitativa, para determinar la evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en las siguientes etapas: En la primera etapa se realizó la descripción general de la empresa, captación del agua, Planta de Tratamiento de Agua y Sistema de Tratamiento Aguas Residuales. También se verificaron los parámetros de calidad del agua de acuerdo con el Anexo 1. En la Segunda etapa se procedió al análisis de los resultados obtenidos en la primera etapa, y se evaluó el POME de acuerdo con lo establecido en la Resolución 0631 de 2015, Artículo 9. En la tercera etapa se procedió al diagnóstico a partir de lo encontrado en la literatura, finalmente se propusieron medidas de mejoras con el fin de cumplir con todos los parámetros establecidos por la Resolución 0631 de 2015. Figura 1 Descripción de la Metodología Descripción: •General de la Extractora •Proceso de captación del agua •PTA •STAR Verificación de los parámetros de calidad del agua •PTA (pH) •STAR (pH, Temperatura) •STAR (Parámetros Resolución 0631 de 2015) Análisis de resultados de acuerdo a lo establecido en la normatividad Diagnóstico a partir del estado del arte. Propuesta de medidas de mejoras. Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 25 5. Resultados y Discusión 5.1. Descripción de la Extractora La “Planta extractora de aceite de crudo de palma Extractora Vizcaya S.A.S” se creó como iniciativa de 130 productores agropecuarios pertenecientes a los municipios de San Pablo y Simití del Departamento de Bolívar, quienes a través de Palmas del Sur S.A y de Unión Palmera S.A deciden buscar solución a la problemática del transporte, ya que llevar el fruto producido de 2000 Hectáreas de palma africana hasta el municipio de Puerto Wilches- Santander era poco rentable; por esto en sociedad con la empresa Palmeras de Puerto Wilches S.A en el año 2009 se logró el desarrollo estratégico de la planta extractora en el municipio de San Pablo- Bolívar. Extractora Vizcaya S.A.S, se encuentra ubicada en la Finca La Primavera, en el kilómetro 12 vía San Pablo- Simití, (Figura 2) en el corregimiento El Socorro (jurisdicción del municipio de San Pablo-Bolívar). Con coordenadas geográficas: 7,677212-7° 34’ 34,45” (Latitud), -73,946141- 73° 56’ 46,11” (Longitud) Figura 2 Ubicación Extractora Vizcaya S.A.S. Fuente. (Google Maps, 2022). Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 26 El municipio de San Pablo, Bolívar se caracteriza por su clima cálido, generalmente seco con valores medios mensuales entre los 27.4°C y 28.9° C. Se presentan dos (2) periodos estacionales, de los cuales encontramos un periodo de lluvias entre mayo y noviembre, presentándose las mayores precipitaciones en los meses de mayo y septiembre (PGIRS, 2016). 5.2. Descripción del proceso de captación de agua El agua de abastecimiento para las actividades domésticas e Industriales de la empresa es tomada de la Quebrada Bellavista mediante una bomba de 20 caballos de fuerza, es conducida por tuberías hacia el reservorio, donde es distribuida para los diferentes usos y la Planta de Tratamiento de Agua- PTA. 5.3. Descripción de la Planta de Tratamiento de Agua En la Planta de Tratamiento de Agua - PTA de la Extractora Vizcaya, al agua que ingresa a tratamiento se le realiza dos tratamientos (primario y secundario). En el Tratamiento Primario se realiza el procedimiento conocido como Clarificación, en el cual se llevan a cabo los procesos de Aireación, Coagulación, Floculación, Sedimentación y Filtración. En el Tratamiento Secundario el agua proveniente de la Filtración pasa por un Suavizador, el cual tiene la función de remover la dureza de calcio y magnesio presente en el agua. 5.4. Descripción del Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales La Extractora Vizcaya S.A.S, cuenta con un Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales (STAR), que está conformado por 4 Lagunas y 2 Lechos de Secado (Figura 3). Inicialmente el POME es conducido por un canal, en el cual se realiza un pretratamiento por medios de rejillas, encargadas de remover los sólidos grandes, posteriormente pasa a un foso de bombeo, cuando la capacidad de este foso es totalmente llena se realiza un bombeo a la Laguna de Enfriamiento o Ecualización. Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 27 La Laguna de Enfriamiento como su nombre lo indica cumple la función de enfriar el POME y así mismo por el tiempo de retención permite una separación por Decantación, en dado caso que el POME contenga aceite es aquí donde se presenta la última posibilidad de recuperación. Posteriormente el POME pasa a la Lagunas Metanogénicas ya sea la número 1 ó 2, ya que estas trabajan en paralelo con distintas frecuencias de alimentación (cada 2 días), aquí se encuentran los microorganismosanaerobios encargados del mayor porcentaje de la degradación de la materia orgánica, seguido de esto el POME pasa por serie a la Laguna Facultativa, donde se encuentran microorganismos anaerobios y aerobios, finalmente el efluente final es llevado a un cuerpo receptor, en este caso la Quebrada Bellavista. Figura 3 Esquema del sistema de lagunas de estabilización tratamiento del POME Fuente: Proyectos Civiles & ambientales, 2014. En la Tabla 4, se encuentran registrados los Tiempos de Retención Hidráulica (THR), donde se observa que la mayor retención se da en las lagunas metanogénicas 1 y 2. Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 28 Tabla 4. Tiempo de retención hidráulica del STAR Laguna Días Enfriamiento 5 Metanogénica 1 15.33 Metanogénica 2 15.33 Facultativa 5.98 5.5. Calidad del agua de la Planta de Tratamiento de Agua PTA De acuerdo con los análisis de calidad del agua realizado en el periodo 2021, en el Gráfico 1, el pH tiene un comportamiento que varía entorno al paso de cada uno de los procesos. En la etapa inicial donde el agua ingresa el agua tratada al sistema, tiene un valor promedio de 7.4, lo cual indica que se encuentra en óptimas condiciones para el proceso de clarificación, donde el pH desciende en promedio a 7,2 como producto de las impurezas inmersas en el proceso, finalmente, sube un poco en el agua filtrada 7.4 y permanece en el agua suavizada con un promedio de 7.4. Gráfico 1 Comportamiento del pH en la PTA 0 2 4 6 8 p H Meses ALIMENTACIÓN CLARIFICADA FILTRADA SUAVIZADA Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 29 5.6. Calidad del Efluente final 5.6.1. Parámetros pH y Temperatura (Laboratorio Extractora Vizcaya) El seguimiento de los parámetros pH y Temperatura se realizó en el intervalo de los meses de noviembre 2021-Febrero 2022, debido a razones logísticas de la Extractora. En el Gráfico 2 se encuentran registrados los resultados de pH realizados al STAR donde: • En la etapa inicial el POME ingresa al sistema en el mes de noviembre de 2021 con 4,17 y se vertió con 8,61. • En diciembre de 2021 ingresa con 4,08 y se vertió con 8,59. • En enero de 2022 ingresa con 4,48 y se vertió con 8,67 • En febrero de 2022 ingresa con 4,36 y se vertió con 8,5 El pH ingresa ácido debido a la generación de ácidos orgánicos durante el proceso de fermentación. Din et al.,2006, en las plantas extractora. Es un medio apto ya que el pH elevado junto con otros factores como la radiación solar favorece la disminución o mortalidad de las bacterias. Matsumoto & Sánchez (2010), por otro lado, estas bacterias en el proceso de degradación de la materia orgánica generan el aumento de este pH para las sistemas metanogénicos y facultativos superando el estado básico, pero bajo un comportamiento normal durante el proceso de tratamiento. Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 30 Gráfico 2 Comportamiento del pH en el STAR En el Gráfico 3 se encuentran registrados los resultados de Temperatura realizados al STAR durante los meses noviembre 2021- febrero 2022, donde se observa que el POME: • En noviembre 2021 ingresó con una temperatura promedio de 35.63 °C y se vertió con una temperatura de 28.27 °C. • En diciembre 2021 ingresó con una temperatura promedio de 39.73 °C y se vertió con una temperatura de 30.25 °C. • En enero 2022 ingresó con una temperatura promedio de 41.65 °C y se vertió con una temperatura de 30.5 °C. • En febrero 2022 ingresó con una temperatura promedio de 41 °C y se vertió con una temperatura de 30.62 °C. La mayoría de las bacterias utilizadas en estos sistemas de tratamiento trabajan en el intervalo de temperatura mesófilo, por lo cual por encima de los 25 °C se aceleran los procesos de biodegradación (CNA, 2007), en general el POME analizado en el presente estudio, ingresa al sistema con un valor promedio de 39.5°C y se vierte con un promedio de 29.9 °C, teniendo en 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Noviembre 2021 Diciembre 2021 Enero 2022 Febrero 2022 p H Meses E. Enfriamiento S. Enfriamiento E. Metanogénica 1 S. Metanogénica 1 E. Metanogénica 2 S. Metanogénica 2 E. Facultativa S. Facultativa Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 31 cuenta este factor físico se espera que los microrganismos realicen una adecuada remoción de la carga orgánica. En congruencia con lo anterior, el promedio de la temperatura con la que ingresa el POME a las lagunas metanogénicas es de 38.5 °C, siendo este un valor que sobrepasa los 35°C, de acuerdo con la CNA,2007, al presentarse esto los requerimientos de oxígeno disuelto aumentan. En todos los meses la temperatura de salida de la laguna de enfriamiento es la misma que la de la entrada a las lagunas metanogénicas 1 y 2, esto se debe a que el paso del POME de la laguna de enfriamiento a las metanogénicas es prácticamente inmediato, por otra parte, la mayor disminución de la temperatura se da en las lagunas metanogénicas, esto debido a que allí es donde mayor retención hidráulica se presenta con 15.33 días de acuerdo con la Tabla 5. Debido a que la Temperatura promedio con la que se vierte el POME ya tratado es de 29.9°C, se concluye que cumple con lo establecido en el Artículo 5 de la Resolución 0631 de 2015, ya que el valor obtenido no sobrepasa los 40°C exigidos en la normatividad. Gráfico 3 Comportamiento de la Temperatura en el STAR 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Noviembre 2021 Diciembre 2021 Enero 2022 Febrero 2022 T ° C Meses E. Enfriamiento S. Enfriamiento E. Metanogénica 1 S. Metanogénica 1 E. Metanogénica 2 S. Metanogénica 2 E. Facultativa S. Facultativa Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 32 5.6.2. Parámetros Normatividad (Laboratorio CEIAM) En la Tabla 5, se encuentran registros los resultados de los análisis de los años 2019-2021 de todos los parámetros establecidos en la Resolución 631 de 2015, cabe resaltar que estos fueron realizados por un Laboratorio certificado como lo exige la normatividad, en este caso los tres análisis estuvieron a cargo del Laboratorio CEIAM de la UIS. Se observa que en el ingreso del POME al Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales: • En el año 2019 se registró a la entrada del STAR un valor de DBO5 y DQO de 25999 y 74867 mg/L respectivamente, con una eficiencia de remoción del 99% y 98% respectivamente. • En el año 2020 se registró una concentración de 20670 mg/L para DBO5 y 67367 mg/L para DQO, a la entrada del STAR, y el vertimiento cuenta con una remoción del 99%. • En el 2021, la carga orgánica disminuyó a valores para DBO5 y DQO a 17204 y 57350 mg/L a la entrada de la laguna , con una remoción del 99% en ambos parámetros. • La concentración de grasas y aceites a la entrada del STAR aumentó con respecto al 2019 pasando de 1058 a 1386 mg/L en 2020 y 1363 mg/L en 2021, aunque las variaciones se deben a los mismos procesos de extracción, esto puede significar una pérdida en el aprovechamiento de la materia prima. La eficiencia para este parámetro es del 99% en cada vigencia. • Los Sólidos Suspendidos Totales en 2019 ingresaron al sistema de tratamiento con una concentraciónde 24350 mg/L mientras que en el 2020 se registró un valor de 21900 mg/L y se redujo aún más en 2021 con una concentración de 6600 mg/L. Presentaron una eficiencia del 99% de remoción. Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 33 • El parámetro de Cloruros presentó una concentración de 1191 mg/L en 2019 y 660 mg/L para el 2021. Incumpliendo el límite permisible de 500 mg/L para vertimiento. De acuerdo con FEDEPALMA (2016), la causa de las altas concentraciones en este sector pude estar asociado a los remanentes de fertilizantes en los frutos o su correlación con los sólidos sedimentables y suspendidos pues se adhieren fácilmente a estos, por lo que proponen implementar un tratamiento terciario en el STAR. • En el año 2021, parámetros como el color (525 mn) y el Nitrógeno Amoniacal , ingresaron al sistema de tratamiento con 15 mg/L y 58, 8 mg/L respectivamente, sin embargo, estos aumentaron su concentración a la salida del efluente, pasando a 29,5 y 142,1 mg/L, si bien esto puede representar algún tipo de alteración, no se cuentan con mediciones de años anteriores que permitan verificar la tendencia y su comportamiento , por lo cual no es posible contar con un análisis al respecto. Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 34 Tabla 5 Resultados parámetros fisicoquímicos del POME NORMA 2019 2020 2021 Parámetro Unidad Límite permisible Entrada Salida compuesta t Entrada Salida compuesta t Entrada Salida compuesta t pH pH 6 a 9 8,43 Acidez mg/L CaCO3 Análisis y Reporte <5 <5 2600 <5 Ortofosfatos mg/L P-PO4 -3 Análisis y Reporte 21,2 133,1 16,3 DBO5 mg/L O2 600 25999 334 20670 258 17204 248 DQO mg/L O2 1500 74867 1273 67367 852 57350 804 Dureza Total mg/LCaCO3 Análisis y Reporte 2000 1283 4000 1170 Dureza Cálcica mg/LCaCO3 Análisis y Reporte 880 700 1700 260 Color 436 nm m-1 Análisis y Reporte 110 90 100 68,2 Color 525 nm m-1 Análisis y Reporte 47,5 43 15 29,5 Color 620 nm m-1 Análisis y Reporte 18,8 19 <1,8 9,5 Grasas y aceites mg/L 20 1058,67 <10 1386 <10 1363 <10 Nitrógeno amoniacal mg/L N-NH3 Análisis y Reporte 108,6 131,6 58,8 142,1 Nitratos mg NO3-N/L Análisis y Reporte 0,06 <0,05 7,22 2,34 Sólidos Suspendidos Totales mg/L 400 24350 355 21900 175 6600 75 Cloruros mg/L Cl- 500 1191 844 1588 653 Nitritos mg NO2-N/L Análisis y Reporte <0,005 <0,005 0,368 0,14 Sulfatos mg/L SO4 500,00 <10 <10 1077 159 Fósforo Total mg/L P Análisis y Reporte 22,5 5,2 176,6 22,9 Alcalinidad Total mg/L CaCO3 Análisis y Reporte 4160 2980 <5 2750 Cadmio Total mg Cd /L 0,05 <0,05 <0,0030 <0,05 <0,05 Sustancias Activas al Azul de Metileno (SAAM) mg SAAM/L Análisis y Reporte <0,2 <0,2 1,42 0,87 Arsénico Total mg As /L 0,5 <0,003 0,0060 <0,10 0,0045 Nitrógeno Total Kjeldahl mg/L N Análisis y Reporte 149 229 219 171 Hidrocarburos Totales mg/L 10 <2 <2 41,6 <2 Níquel total mg Ni/L 0,5 0,16 0,0650 0,15 <0,1 Plomo Total mg/L Pb 0,2 <0,030 0,0070 0,05 <0,0030 Compuestos fenólicos semivolátiles mg/L Análisis y Reporte <0,000211 <0,000211 <0,000211 <0,000211 Fenoles Totales mg/L Fenol <0,04 <0,04 <0,4 Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 35 Los resultados mencionados anteriormente demuestran que la implementación del Tricanter (2020) en el proceso de extracción permite que los parámetros de DBO5, DQO, Sólidos Suspendidos Totales ingresen al STAR con menor concentración. De manera general en las salidas de cada uno de los años analizados se observa que se cumplen con todos los límites permisibles establecidos por la Resolución 0631 de 2015, a excepción del parámetro de Cloruros. 5.6.3 Tecnologías del tratamiento del POME En concordancia con las alternativas de tratamiento mencionadas en la Tabla 3, se realizaron búsquedas de artículos científicos en bases de datos de información digital y electrónica, para determinar el tratamiento más idóneo, sin embargo, la comparación se realizó a partir de los parámetros comunes encontrados en los estudios tales como DQO, SST y pH en cada una de las tecnologías planteadas. Si bien prima el uso de sistemas de lagunas en las plantas de beneficios puesto que permiten cumplir con la normatividad a pesar del cambio de normatividad en Colombia en el año 2015, existen otro tipo de alternativas como el uso de un Reactor Anaeróbico de Flujo Ascendente (UASB) que permite en un menor tiempo de retención una mejor remoción de parámetros como la DQO (95%) y sólidos Totales (64,3%) como se observa en la Tabla 6 , aunque existen propuestas de pretratamientos con coagulantes naturales previo a los procesos biológicos, estos aún se encuentran a escala de laboratorio, siendo una propuesta ecológica para las mejoras en el tratamiento del POME puesto que superar la remoción de estos parámetros en más de 50%. Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 36 Tabla 6 Tecnologías para tratamiento del POME Tratamientos POME Descripción Resultados Referencia Sistema de lagunas Volumen total de 45.519 m3, compuesta por una laguna de amortiguamiento de 1.215 m3 y cuatro lagunas anaerobias con volúmenes de 10.967, 6.660, 17.316 y 9.361 m3, pH inicial 4.71- 5.30. Tiempo de retención hidráulica: 126 días Eficiencia de remoción: DQO: 89% ST:95% Fulazzaky, 2013 Reactor Anaeróbico de Flujo Ascendente (UASB) Reactor UASB con un volumen activo de 10 L. El afluente del reactor UASB se diluyó POME (DQO de 50,0 g/l) sin ajuste de pH Tiempo de retención hidráulica: 20 días Eficiencia de remoción: DQO: 95% ST: 64,3 % Cahiris, R. et al 2006 Coagulación - Floculación Condiciones óptimas: 6,0 g de Ceniza de Cáscara de Arroz, pH inicial de 3,6 y tiempo de sedimentación de 57,00 min Eficiencia de remoción: DQO: 52,38 % ST: 83,88 % Nurhamieza H.et al 2019 Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 37 6. Conclusiones y recomendaciones Los procesos productivos en el sector palmicultor acarrean consigo una problemática relacionada a los altas concentraciones de la carga orgánica presente en sus efluentes, en este sentido, la planta extractora Vizcaya S.A.S, cuenta con un sistema de tratamiento de aguas residuales mediante lagunas de estabilización, que responde a las necesidades actuales para el cumplimiento, en gran medida, del vertimiento de acuerdo a la Resolución 0631 de 2015 y adicionalmente la eficiencia de remoción supera el 90% en los parámetros como DBO, DQO y Sólidos Suspendidos Totales, estando acordes a lo expuesto en revistas bibliográficas. De acuerdo con la revisión de tecnologías para el mejoramiento del tratamiento del POME, las lagunas de estabilización continúan siendo uno de los sistemas tradicionales del sector palmicultor, sin embargo, la demanda en la producción y los cambios en la regulación de la normatividad, han permitido mejorar la implementación de nuevos sistemas, para el caso de la planta evaluada, la instalación del tricanter logró, disminuir en promedio en 2020 y 2021 en un 99% la concentración a la entrada del sistema de tratamiento del parámetro Grasas y Aceites en comparación con el año 2019, así como la concentración de la DBO, DQO y Sólidos Suspendidos, esto debido a que al ser un equipo de separaciónde sólidos y líquidos, permitió mejorar la extracción del aceite, lo que se ve reflejado en disminuir los tiempos de retención de las lagunas y la eficiencia en la remoción de estos parámetros. En el seguimiento de las lagunas, en lo que concierne a los análisis realizados por el laboratorio de la extractora, se recomienda incorporar el parámetro de DQO, ya que el control de éste evita la generación de malos olores, la muerte de microorganismos y que se vierta un efluente turbio. Otro parámetro que es importante incluir es la medición de la capacidad buffer, debido a que la eficiencia de las lagunas metanogénicas se ve fuertemente influenciada por el pH. Adicionalmente, para detectar cualquier anomalía, verificar la eficiencia en el sistema de tratamiento o cambios repentinos en las concentraciones, es importante contar con los registros de parámetros tanto a la entrada y salida del vertimiento. Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 38 En el marco del cumplimiento de la normatividad de vertimiento, se recomienda verificar la posibilidad de implementar el uso de un pretratamiento con coagulantes, que permitan manejar los Sólidos Suspendidos Totales durante el proceso de tratamiento los cuales a su vez tendrían una acción directa en la concentración de los cloruros en los vertimientos. Para ello se puede tomar muestras para análisis de laboratorio y realizar comparaciones entre coagulantes naturales o tradicionales para buscar la estrategia más idónea para la planta extractora. Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 39 7. Referencias Aguilar, S. (2019). Tratamientos primario, secundario y terciario en la depuración de agua residual. 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Análisis Calidad del Agua en PTA y STAR Parámetros Método Periodicidad Año Tabulación Encargado PTA (Abastecimiento , Clarificación, filtración, suavizado) pH Standard Methods 4500 – H + B 2 días 2021 Mensual Laboratorio Vizcaya STAR pH Standard Methods 4500 – H + B 2 días 2021 Mensual Laboratorio Vizcaya Temperatura pHmetro Multiparamétrico 2 días 2021 Mensual Laboratorio Vizcaya DQO Reflujo Cerrado - Colorimétrico Standard Methods 5220 D Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM DBO5 Incubación a 5 días – electrodo de membrana Standard Methods 5210 B, 4500- O G Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM Dureza Total Volumétrico – EDTA, Standard Methods 2340 C volumétrico con EDTA Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 45 Dureza Cálcica Standard Methods 3500 – Ca B Argentométrico Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM Color 436 nm, 525 nm, 620 nm Colorimétrico – Standard Methods 2120 C Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM Grasas y aceites Extraction Soxhlet Standard Methods 5520 D Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM Nitrógeno Amoniacal Titulométrico - Standard Methods 4500 NH3 BC Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM Nitratos Salicilato - J. RODIER, 1998 Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM Sólidos suspendidos totales Gravimétrico – secado 103- 105° C, Standard Methods 2540 D Turbidimétrico Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM Cloruros Standard Methods 4500- Cl- B Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM Nitritos Standard Methods 4500 NO2 -B Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM Sulfatos Standard Methods 4500 - SO4 -2 E Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 46 Fósforo total Standard Methods 4500 P B,E Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM Alcalinidad total Standard Methods 2320 B Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM Cadmio total Standard Methods 3030 E / Standard Methods 3111 B Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM SAAM Standard Methods 5540 C Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM Arsénico Total Standard Methods 3030- EPA 200.8 ICP/MS Absorción Atómica Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM Nitrógeno Total Kjeldhal Standard Methods 4500 NORG C 4500 NH 3 B, C Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM Hidrocarburo s totales NTC 3362 Método C, Método F, Calidad de agua Determinación de aceites grasas y sustancias solubles en solventes orgánicos- método para la determinación de hidrocarburos segunda Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM Evaluación del tratamiento del efluente de la palma de aceite (POME) en el proceso de extracción en la planta Extractora Vizcaya S.A.S. 47 actualización 2011- 11-30 Níquel total Standard Methods 3030 E Y 3111 B Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM Plomo total Standard Methods 3030 E Y 3111 B Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM Compuestos fenólicos EPA 8041 A: Phenols by Gas Chromatography. Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM Fenoles totales Destilación – Fotométrico Directo Anual 2019 - 2021 Anual Laboratorio CEIAM
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