smta

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Juan Camilo Restrepo SalazarMario Gmez Estrada

Carlos Alberto Gmez BuendaCarlos Roberto Ramrez Montoya

Csar Eladio Campos AranaDaro James Maya HoyosJaime Garca Parra

Hctor Falla FuentesFernando Castrilln Muoz

Javier Bohrquez BohrquezCrispn Villazn de ArmasRamn Campo Gonzlez

Jorge Cala RoballoHernn Romn Caldern

Alfredo Yez Carvajal

COMIT NACIONALPerodo 1 de enero 2007 - 31 de diciembre 2010

Ministro de Hacienda y Crdito PblicoMinistro de Agricultura y Desarrollo RuralMinistro de Comercio, Industria y Turismo

Director del Departamento Nacional de Planeacin

Gerente GeneralLUIS GENARO MUOZ ORTEGA

Gerente AdministrativoLUIS FELIPE ACERO LPEZ

Gerente FinancieroJULIN MEDINA MORA

Gerente ComercialJUAN LUCAS RESTREPO IBIZA

Gerente de Comunicaciones y MercadeoLUIS FERNANDO SAMPER GARTNER

Gerente TcnicoRICARDO VILLAVECES PARDO

Director Programa de Investigacin CientficaDirector Centro Nacional de Investigaciones de Caf

FERNANDO GAST HARDERS

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Los trabajos suscritos por el personal tcnico del Centro Nacional de Investigaciones de Caf son parte de lasinvestigaciones realizadas por la Federacin Nacional de Cafeteros de Colombia. Sin embargo, tanto en estecaso como en el de personas no pertenecientes a este Centro, las ideas emitidas por los autores son de suexclusiva responsabilidad y no expresan necesariamente las opiniones de la Entidad.

UNA PUBLICACIN DE CENICAF

Editor: Sandra Milena Marn L., I.A.Diseo yDiagramacin: Mara del Rosario Rodrguez LaraFotografa: Diego A. Zambrano F.

Gonzalo Hoyos S.Ilustraciones: Gonzalo Hoyos S.

Editado en septiembre de 20103.500 ejemplares

FNC- Cenicaf 2010

Cartula: Finca La Lorena , municipio de Buenavista, Quindo

Chinchin - Caldas - Colombia

ZAMBRANO F., D.A.; RODRIGUEZ V., N.; LOPEZ P., U.; ZAMBRANO G., A.J. [Cd rom]. Construya y opere su sistemamodular de tratamiento anaerobio para las aguas mieles. Chinchin : Cenicaf, 2010. 35 p.

Subproductos, Aguas residuales, Tratamiento de aguas residuales, Digestin anaerbica.

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*Investigador Cientfico II, Investigador Cientfico I, Auxiliar I de Investigacin, respectivamente. Calidad y Manejo Ambiental. Centro Nacional deInvestigaciones de Caf, Cenicaf. Chinchin, Caldas, Colombia.**Ingeniero de Saneamiento y Desarrollo Ambiental, Universidad Catlica de Manizales.

Diego A. Zambrano Franco*; Nelson Rodrguez Valencia*;Uriel Lpez Posada*; Andrs J. Zambrano Giraldo**.

GERENCIA TCNICA

PROGRAMA DE INVESTIGACIN CIENTFICA

CENTRO NACIONAL DE INVESTIGACIONES DE CAF"Pedro Uribe Meja"

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Contenido

1. INTRODUCCINCaractersticas de los SMTAComponentes de un SMTA

2. SELECCIN DEL TAMAO DEL SMTAVolumen de aguas mieles

3. INSTALACIN DEL SMTA

4. INOCULACIN, ARRANQUE Y OPERACIN DEL SMTA

5. RECOMENDACIONES

6. PROBLEMAS Y SOLUCIONESProblemas hidrulicos, causas y solucionesProblemas de acidificacin, causas y soluciones

7. AGRADECIMIENTOS

8. LITERATURA CITADA

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Construya y opere su sistema modular de tratamiento anaerobio para las aguas mieles5

Los Sistemas Modulares de TratamientoAnaerobio SMTA, han sido desarrolladosen Cenicaf para reducir ms del 80% dela contaminacin presente en las aguasresiduales de lavado del grano o mieles delcaf, las cuales se originan en beneficiaderosque retiran el muclago o baba del caf por

el mtodo convencional de fermentacinnatural, alcanzando remociones de DemandaBioqumica de Oxgeno DBO

5 acordes con lo

exigido por la legislacin colombiana en elDecreto 1594 de 1984 (2).

La tecnologa SMTA ha sido divulgada en losBoletines Tcnicos de Cenicaf Nmeros 20 y29 (8, 10), y en el ao 2008 fue merecedora delpremio Aurelio Llano Posada en la Categora deInvestigacin y Desarrollo (9).

Diferentes Comits Departamentales deCafeteros han incorporado la tecnologa SMTAen sus programas de certificacin de cafetales yde produccin de cafs especiales. Tal es el casode los Comits Departamentales de Magdalena,

Tolima, Cundinamarca y Nario, que hanrecibido capacitacin por parte de Cenicaf endiseo e instalacin de los SMTA.

Esta publicacin ilustra paso a paso, elproceso para el montaje, instalacin,arranque y operacin de un SMTA en unafinca, respondiendo a las mltiples consultasrealizadas por tcnicos del Servicio de Extensiny Caficultores en proceso de certificacin,quienes han expresado la necesidad de tener

diseos detallados, que faciliten la instalacinde un SMTA y que se ajusten a su produccin.Por tal motivo, se presentan planos y materialesde construccin de nueve prototipos SMTApara fincas cafeteras, con producciones decaf cereza en el da pico hasta de 1.710 kg,en las cualesel proceso de beneficio se debehacer utilizando el despulpado y transportede la pulpa sin agua, de acuerdo a lasrecomendaciones de Cenicaf presentadas enel Avance Tcnico No. 164 (1) y, que adems, se

elimine el muclago por fermentacin naturaly se lave correctamente el caf, utilizando latcnica de los cuatro enjuagues, de acuerdocon las recomendaciones entregadas en elAvance Tcnico No. 197 Fermente y lave su cafen el tanque tina (6), lo que permite obtener enpromedio entre 4 y 5 L de aguas residuales porkilogramo de caf pergamino seco.

Tambin se describen los accesorios quese han optimizado para mantener el buenfuncionamiento del SMTA. Finalmente, a las

Premio FundacinAurelio LlanoPosada. CategoraInvestigacin yDesarrollo - 2008.

metodologas de inoculacin y arranque delos SMTA, se incorporaron los resultados ms

recientes de las investigaciones realizadasen el campo, los cuales mantienen el buendesempeo de los sistemas y disminuyen losriesgos de sobrecargas orgnicas.

La tecnologa SMTA es una contribucinambiental, econmica y socialmentesignificativa, dado que permite minimizar elimpacto ambiental que sobre el ecosistemacafetero tienen las aguas mieles, a unos costosbajos de depuracin, cumpliendo con lo exigido

en nuestra legislacin ambiental y permitiendoque los productores alcancen la certificacin desu grano.

Caractersticas de los SMTA

Los SMTA involucran una tecnologa detratamiento biolgico con separacin de faseshidroltica-acidognica de la metanognica,

apta para alcanzar altas eficiencias en la

1Introduccin

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remocin de carga orgnica; no utiliza energaelctrica para bombeo del agua residual, elflujo se hace por gravedad, aprovechando latopografa de la zona cafetera colombiana;utiliza unidades prefabricadas de polietileno

con tapa y negras, que permiten elevar hasta30C la temperatura interna de los tanquesy controlar la presencia de malos olores enlos alrededores; utiliza microorganismosmetanognicos presentes en el estircolvacuno o porcino, responsables de la etapaprincipal del tratamiento de las aguas mieles,y trozos de guadua o de botellas plsticas noretornables que favorecen la permanencia delos microorganismos en el sistema. Un SMTAdurante su operacin, no requiere adicin de

qumicos para neutralizar la acidez de las aguasmieles, ni para el balance de nutrimentos.

Componentes de un SMTA

Un Sistema Modular de Tratamiento Anaerobioest compuesta por:

Una trampa de pulpas, que evita la entrada de

material suspendido con tamaos de partculasuperiores a 5 mm, y cuya acumulacin puedeocasionar taponamiento de tuberas.Uno o varios tanques de polietileno (reactoreshidrolticos acidognicos), en los cualesocurre la solubilizacin del material orgnicosuspendido.Una o ms recmaras dosificadoras, quepermiten la retencin del material orgnicoparticulado no solubilizado y el control delcaudal en el sistema.

Uno o ms tanques de polietileno (reactoresmetanognicos), empacados con trozos deguadua o de botellas no retornables, en loscuales se establecen los microorganismosmetanognicos, que transforman la

contaminacin orgnica soluble en biogs,permitiendo eliminar de esta forma ms del80% de la contaminacin orgnica presenteen las aguas mieles que llegan al sistema.Adicionalmente, el SMTA consta de unaexcavacin en tierra, la cual se llena contallos de caf, para disponer algn eventualexcedente de aguas mieles generado.

enjuagues como est establecido para el tanquetina, ya sea que el caf se lave en tanques o encanal de correteo, lo que permite obtener elvolumen y la concentracin orgnica en lasaguas mieles apropiados para el tratamiento en

los SMTA.

Volumen de aguas mieles

Para que un SMTA opere correctamente, esnecesario que el caf procedente del proceso defermentacin del muclago, se lave en el tanquede fermentacin o en canal de correteo, con unconsumo de agua entre 4 y 5 L/kg de c.p.s.. Si

este consumo es mayor, se requiere construir unSMTA de mayor capacidad, lo que incrementaralos costos del tratamiento de las aguasmieles; si es menor, se tendra una sobrecargaorgnica que afectara negativamente elproceso biolgico del tratamiento. Lo anterior,es la causa principal y ms frecuente del malfuncionamiento de un SMTA.

2Seleccin deltamao delSMTA

El primer paso para seleccionar el tamao dela planta consiste en determinar la cantidad decaf cereza recolectado en el da de mximaproduccin. El segundo paso es adoptar eldespulpado y transporte de la pulpa sin agua.El tercero, medir y ajustar, si es necesario, lacantidad de agua para lavar el caf provenientede la fermentacin del muclago, de tal formaque el consumo de agua est entre 4 y 5 L/kgde caf pergamino seco (c.p.s.), para lo cualse recomienda utilizar la tcnica de los cuatro

En las Figuras 1 a la 9 se presentan los modelosde los SMTA recomendados para tratar lasaguas mieles generadas en diferentes rangos de

produccin diaria de caf en cereza (c.c.), as:

Si se tienen en cuenta estas

recomendaciones, es alta la

probabilidad de que el SMTA funcioneadecuadamente.

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SMTA70

, para fincas con una produccin mxima

da hasta de 72 kg de c.c.

SMTA120

, para fincas con producciones entre 73 y

126 kg de c.c. por da.

SMTA180

, para fincas con producciones entre 127

y 188 kg de c.c. por da.SMTA

300, para fincas con producciones entre 189

y 313 kg de c.c. por da.

SMTA400


y 417 kg de c.c. por da

SMTA600



SMTA800



SMTA1100

para fincas con producciones entre 834

y 1.110 kg de c.c. por da.

SMTA1700

, para fincas con producciones entre

1.111 y 1.710 kg de c.c. por da.

En la Tabla 1 se presentan los valores sobrela capacidad que debe tener el tanque delavado, correspondiente al modelo de SMTArecomendado. En la Tabla 2 se presenta ellistado de los materiales necesarios para laconstruccin e instalacin de cada uno delos prototipos presentados y en la Tabla 3 seregistran los costos.

Para fincas con producciones diarias de cafsuperiores a 1.710 kg de caf cereza (c.c.) semantienen los mismos tamaos de la trampa depulpas y la excavacin con tallos de caf.

Para calcular el volumen necesario para losreactores hidrolticos se utiliza la siguientefrmula:

VRHA

= 0,000405 * Sp* P

a

Donde:V

RHA: Volumen total de la fase hidroltica/

acidognica, en m3.S

p:Porcentaje de caf cereza beneficiado en la

semana pico respecto a la cosecha anual (%).

Pa:Produccin anual de caf pergamino seco,en arrobas (@) de c.p.s.

El volumen obtenido, mediante la aplicacinde la frmula, se puede dividir por dos paracalcular el nmero de tanques de 2 m3 quese necesitan, o por cinco si se desean utilizartanques de 5m3.

Para calcular el volumen de reactoresmetanognicos, se emplea la siguientefrmula:

VRM

= 0,000338 * Sp* P

a

Donde:V

RM: Volumen total de la fase metanognica, en

m3.

El volumen obtenido se puede dividir por dospara calcular el nmero de tanques de 2 m3quese necesitan, que es el mximo tamao de los

tanques recomendado para esta fase.Para la recmara dosificadora se siguenutilizando tanques de polietileno de 250 L decapacidad y 65 cm de altura. Para calcular elnmero de tanques, se debe tener presente queuna recmara dosificadora permite alimentarhasta cinco reactores metanognicos.

Con la produccin diaria de mxima cosecha,en kilogramos de caf cereza, en la Tabla 1 seselecciona el prototipo de SMTA, segn el rango

Una finca que tiene una produccin

diaria mxima de caf cereza de 313

kg, y donde se fermenta y lava el caf

en tanque con cuatro enjuagues,

requiere de: a) un tanque tina de 325 L,

228 L para el caf en baba, y 97 L libres

para revolver el caf durante el lavado;

y b) un SMTA300 para el tratamiento

de las mieles que se generan durante el

lavado del caf.

Tabla 1.Prototipos de SMTA y estimativo decapacidad de los tanques para fermentar ylavar, de acuerdo con la cantidad mxima decaf en cereza beneficiado en un da.

SMTA

Mxima cantidadde caf cereza

beneficiado

(kg/d)

Volumenestimado para

lavado*

(L)SMTA 70 72 75SMTA 120 126 131SMTA 180 188 187SMTA 300 313 325SMTA 400 417 433SMTA 600 625 649SMTA 800 833 864SMTA 1100 1.110 1.152SMTA 1700 1.710 1.774

*El 70% del volumen corresponde al ocupado por el caf en

baba y el 30% restante al volumen libre para hacer el lavado.

de cobertura, lo mismo que el tamao del tanquede fermentacin/lavado correspondiente a ese

prototipo.

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Figura 1. Sistema Modular de Tratamiento Anaerbico recomendado para productores con das mximos de cosecha de hasta 72 kg de caf cereza.

SMTA 70Capacidad mxima72 kg de caf cereza por da

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Figura 2. Sistema Modular de Tratamiento Anaerbico recomendado para productores con das mximos de cosecha entre 73 y 126 kg de caf cereza.


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Figura 8. Sistema Modular de Tratamiento Anaerbico recomendado para productores con das mximos de cosecha entre 834 y 1.110 kg de caf cereza.

SMTA 1100Capacidad mxima1.110 kg de caf cereza por da

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Figura 9. Sistema Modular de Tratamiento Anaerbico recomendado para productores con das mximos de cosecha entre 1111 y 1.710 kg de caf cereza.

SMTA 1700Capacidad mxima1.710 kg de caf cereza por da

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Tabla 2. Listado de materiales necesarios para la instalacin de los diferentes prototipos.

MaterialesModelos de SMTA

70 120 180 300 400 600 800 1.100 1700

Caf cereza mximo beneficiado (kg/d) 72 126 188 313 417 625 833 1.110 1.710Tanques

Tanque polietileno negro de 250 L con tapa (H 65cm) Und 1 1 1 1 1 1 1 1 1Tanque polietileno negro de 250 L con tapa (H 99cm) Und 2

Tanque polietileno negro de 100 L Und 1 1 1 1 1 1 1 1 1Tanque polietileno negro de 500 L Und 2 3

Tanque polietileno negro de 750 L Und 2 3 5Tanque polietileno negro de 1.000 L Und 1 3Tanque polietileno negro de 2.000 L Und 1 4 5Tuberas y accesorios

Abrazadera de correa de 2" metlica Und 5 5 5 5 5 6 5 6 6

Acoples machos de polietileno de 1 " a 1 " Und 5 5 5 5 5 6 5 6 5Adaptador macho PVC presin de " Und 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Adaptador macho PVC presin de 1" Und 2 2 2 2 2 3 1 1 1Adaptador macho PVC presin de 1 " Und 10 10 10 13 16 18 17 17 20Adaptador hembra PVC presin de " Und 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Adaptador hembra PVC presin de 1" Und 1 1 1 1 1 2Adaptador hembra PVC presin de 1 " Und 11 11 11 15 17 19 18 19 21

Arandelas de " en Neolay No 5 Und 2 2 2 2 2 2 2 2 2Arandelas de 1" en Neolay No 5 Und 4 4 4 4 4 6 2 2 2Arandelas de 1 " en Neolay No 5 Und 14 14 14 20 24 26 26 26 30

Codos PVC presin de " Und 4 4 4 4 4 6 4 6 6Codos PVC presin de 1" Und 7 7 7 7 7 13 5 9 9

Codos PVC presin de 1 " Und 14 14 14 16 18 21 20 19 22Disco en PVC de 1 " con 38 perforaciones de 7/32" o disco en malla Secafex 4x4. Und 1 1 1 1 1 2 1 2 2

Limpiador PVC 1/16 0,5 0,5 0,5 0,5 1 1 1 1 1Malla mosquitera (150 cm de ancho) m 2 2 2 2 2 2 2 2 2Manguera de polietileno " m 3 3 3 3 3 3 3 3 3

Manguera de polietileno segn el terreno 1 " * m 30 30 30 50 50 50 50 50 50Pegante PVC 1/16. 0,5 0,5 0,5 0,5 1 1 1 1 1

Reducciones PVC presin de 1 " a 1" Und 2 2 2 2 2 3 2 3 3Rollos de cinta tefln Und 2 2 2 3 3 3 3 3 3Semicodo PVC presin de 1" Und 1 1 1 1 1 2

Semicodo PVC presin de 1 " Und 1 1 1 2 3 3 4 6 7Tapn copa PVC presin de " Und 1 1 1 1 1 2 1 2 2

Tapn roscado PVC presin de 1 " Und 2 2 2 3 4 5 4 4 5

Contina...

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Tabla 3. Costos de los materiales e instalacin de los diferentes prototipos.

SMTAVolumen

empacado (L)

Costos de materiales Distribucin de Costos Mano de obrapara el montaje

(jornales)

Costos *mano de

obra

Costos totales

Con guadua Con botellas TanquesTuberas yaccesorios

Con guadua Con botellas

SMTA 70 250 $ 621.723 $ 615.423 45 55 2 $ 50.000 $ 671.723 $ 665.423

SMTA 120 500 $ 756.623 $ 743.523 52 48 2 $ 50.000 $ 806.623 $ 793.523

SMTA 180 750 $ 823.583 $ 803.583 54 46 2 $ 50.000 $ 873.583 $ 853.583

SMTA 300 750 $ 1.047.275 $ 1.033.675 55 45 3 $ 75.000 $ 1.122.275 $ 1.108.675

SMTA 400 1.000 $ 1.282.762 $ 1.264.762 59 41 3 $ 75.000 $ 1.357.762 $ 1.339.762

SMTA 600 2.000 $ 1.633.318 $ 1.597.618 61 39 3 $ 75.000 $ 1.708.318 $ 1.672.618

SMTA 800 2.000 $ 1.899.342 $ 1.863.342 67 33 3 $ 75.000 $ 1.974.342 $ 1.938.342

SMTA 1100 4.000 $ 2.455.478 $ 2.383.478 71 29 4 $ 100.000 $ 2.555.478 $ 2.483.478

SMTA 1700 4.000 $ 2.905.478 $ 2.833.478 75 25 4 $ 100.000 $ 3.005.478 $ 2.933.478

* Se asume el costo demandado por un ayudante prctico.

MaterialesModelos de SMTA

70 120 180 300 400 600 800 1100 1700

Tee PVC presin de " Und 1 1 1 1 1 2 1 2 2Tee PVC presin de 1" Und 1 1 1 1 1 2 1 2 2

Tee PVC presin de 1 " Und 2 2 2 3 4 5 4 4 5Tubo PVC presin de " m 2 2 2 2 2 2 2 2 2Tubo PVC presin de 1" m 4 4 4 4 4 6 3 4 4

Tubos PVC Sanitaria de 1 " m 7 7 7 10 12 14 16 17 18Vlvula de bola en PVC de 1" Und 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Vlvula de bola en PVC de 1 " Und 1 1 1 1 1 1 1 1 1Vlvula flotador de 1" construida en PVC Und 1 1 1 1 1 1 1 1 1Otros elementos

Botellas Plsticas No Retornables (BPNR) X 2,5 L Und 62 123 186 186 245 372 490 980 980Cal masilla kg 0,50 1,00 1,50 1,50 2,00 3,00 4,00 8,00 8,00

Estircol de ganado vacuno kg 30 60 90 90 120 180 240 480 480Guadua m 22 43 66 66 85 132 170 340 340Piedra caliza o gravilla de ro m3 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20

* La cantidad de este material depende del beneficiadero en particular y la ubicacin del SMTA. Para el caso del SMTA de Cenicaf se utilizaron 70 m, por lo que se coloca un valor estimativo.Para todos los sistemas es opcional el uso de guadua o Botellas Plsticas No Retornables (BPNR).

... Continuacin

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El paso previo a la instalacin de un SMTA escontar con un tanque de fermentacin y lavadocon capacidad para procesar el caf generado enel da pico, y en el cual se utilice la metodologade lavado mediante cuatro enjuagues, talcomo se realiza en el tanque tina. En la Figura

10 se muestran los tanques de fermentacin ylavado.

En la Figura 11 se muestra un dispositivo deevacuacin para retirar las aguas mieles delbeneficio del caf, el cual puede instalarse deforma centralizada en el fondo del tanque delavado, conservando una distancia mnima de20 cm respecto a las paredes interiores, y quepuede construirse utilizando un tramo de 50cm

de bajante cuadrado para aguas lluvias de PVC,al cual se le realizan perforaciones de 3/16espaciadas a 1 cm.

El agua residual generada en la etapa de lavadose debe conducir a una trampa de pulpas. En la

Figura 12 se muestran las diferentes conexionesde este dispositivo.

Los drenados de pulpa mencionados en laFigura 12 se refieren a los lquidos generados, deforma natural, por la disposicin de la pulpa en

la fosa de descomposicin y son diferentes a loslixiviados generados por la accin de mezclar elmuclago de caf con la pulpa fresca. Para estoslixiviados es necesario hacer un tratamientoprimario antes de tratarlos en un SMTA dada sualta contaminacin orgnica. (7).

En la Figura 13 se presenta la vlvula de entrada ala trampa o de descarga de mieles provenientesdel tanque de lavado, y los materiales necesariospara su construccin.

3Instalacin

del SMTA

Figura 10. Tanques tina para el lavado del caf.

Figura 11. Dispositivo de evacuacin de las aguasmieles, instalado en los tanques de lavado.

Figura 12. Aspecto de la trampa de pulpas.

Lavado en el tanque tina

Herramientas necesarias para el montaje del SMTADrenados de pulpa

Mieles delavado

Salida demieles

Rebose deseguridad

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Para la construccin de dicha vlvula se utilizaun adaptador macho (D), un niple de 16 cm (B)y un tapn copa (A), todos en PVC-P (Presin)de 1. Al niple se le hacen dos perforacionescontiguas de 5/8, las cuales se unen para formarun valo que permita la descarga inferior de lasaguas mieles. Para sellar la entrada se utiliza unsegundo niple (C) de 9,5 cm, el cual se abre a lolargo para ajustarlo a presin sobre el primero,de forma que se pueda girar para cerrar ladescarga. Para facilitar el agarre en hmedo se lepegan tres placas de 8 x 2 cm de tubo PVC-P de1(F) al niple que sirve de tapa (C). Finalmente,para permitir el sello con las paredes del tanquese utiliza una arandela de neolite neolay No.5(E).

La Figura 14 muestra la entrada de las aguasmieles a la trampa de pulpas a travs de lavlvula de descarga, la cual se instala a 7 cm delborde superior del tanque.

En la Figura 15 se presenta el dispositivo deevacuacin de las aguas mieles de la trampade pulpas, el cual se fabrica utilizando un niplePVC-S (Sanitaria) de 1, sellado en uno de losextremos, con una longitud de 25 cm, y al cual

se le hacen perforaciones de 7/32, como sedetalla en la figura.

La salida de aguas mieles al primer tanque oreactor hidroltico, se ubica a 10 cm del fondode la trampa de pulpas, y el rebose de seguridadpor debajo de la entrada de aguas mieles ydrenados de la pulpa en caso que ocurra untaponamiento del dispositivo de salida a losreactores hidrolticos, por la presencia de pulpa,de gases o aire en la tubera que conecta la

trampa de pulpas con el reactor hidroltico. Esterebose se fabrica en tubera PVC-S de 1.

Figura 13. Vlvula de entrada de las aguas mieles.

Figura 14. Entrada de lasaguas mieles a la trampade pulpa.

Figura 15. Dispositivo desalida de las aguas mielesde la trampa de pulpas.

Descripcin de los componentes del SMTA

Fabricacin de la vlvula para el tanque tina

La descarga del rebose de seguridad se conduce,mediante manguera de polietileno de 1, auna excavacin de 1 m x 1m x 1 m, la cual sellena completamente con tallos provenientesdel zoqueo de caf (Figura 16).

La entrada de los drenados de la fosa de pulpase realiza a 7 cm del borde superior del tanque.

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En la Figura 17 se muestran las arandelas deneolay No.5, que se utilizan siempre que debanincorporarse dispositivos internos o externos,

las cuales se ubican entre la pared internao externa de los tanques y los dispositivosinstalados, con el fin de evitar fugas de agua atravs de las paredes.

En la Figura 18 se muestra el detallecorrespondiente a un acople entre accesorios

de PVC y la manguera de polietileno recicladode baja densidad.

Para permitir el flujo por gravedad de las aguasmieles desde la trampa de pulpas hasta las

unidades hidrolticas, recmaras dosificadoras yreactores metanognicos, y evitar la instalacinde sistemas de bombeo, es necesario cumplircon las cotas mnimas (diferencias de nivel delterreno) que se detallan en cada uno de losprototipos de las Figuras 1 a la 9.

La Figura 19 muestra la tubera de entradaal primer tanque hidroltico, con sucorrespondiente vlvula para purga de aire o degases, en PVC y de 1, ubicada en el extremo

de un tubo de PVC-S de 1 y 1 m de longitud,conectado a la lnea de entrada mediante uncodo y una Tee en PVC-P de 1.

La Figura 20 muestra el aspecto del dispositivoinstalado en el fondo de los reactoreshidrolticos, el cual permite retener las aguas

mieles durante el tiempo necesario para facilitarel buen desempeo del sistema.

En la Figura 21 se detallan los materialesnecesarios para la construccin del dispositivo

y sus medidas, dependiendo del volumen de lasunidades hidrolticas.

Figura 18. Acople entre los accesoriosde PVC y la manguera de polietileno.

Figura 19. Entrada delagua miel al reactorhidroltico y vlvula depurga de gases.

Figura 20. Aspectodel dispositivo desalida de los reactoreshidrolticos.

Figura 21. Dimensiones del dispositivo interiorde salida del Reactor Hidroltico Acidognico, deacuerdo con el volumen de los tanques.

Figura 16. Excavacin llena con tallos de caf, paramanejar sobrecargas hidrulicas o taponamientosen el sistema.

Figura 17. Ubicacin de las arandelasde neolay entre las paredes del tanquey los dispositivos instalados.

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La Figura 22 muestra la tubera que conectalos fondos de los reactores hidrolticos-acidognicos y su descarga de lodos, paralos prototipos en los cuales se utilizan variosreactores, as como las protecciones de las

tuberas con el fin de evitar daos o accidentes.

La descarga de lodos se realiza mediante unatubera PVC-S de 1 y 1 m de longitud, en cuyoextremo se acopla un adaptador macho y untapn roscado, ambos en PVC-P de 1. El tubose acopla, mediante un codo y una Tee en PVC-Pde 1, a la tubera de conexin entre reactores,la cual debe permitir que la distancia mnimasea de 50 cm entre los bordes superiores de lostanques.

En la Figura 23 se detallan las salidas del reactorhidroltico, correspondientes al rebose deseguridad y la salida a la recmara dosificadora.

El rebose de seguridad se tiene en el imprevistoque se genere un volumen de agua mielsuperior a la capacidad del SMTA instalado (por

utilizar un consumo de agua mayor a 5 L/kg de

c.p.s.). La descarga del rebose de seguridad seconduce mediante una manguera de polietilenoreciclado de baja densidad hacia la excavacincon tallos de caf.

En la Figura 24 se muestra un detalle del selloentre la tapa y el tanque en los reactoreshidrolticos-acidognicos y metanognicos,para evitar la proliferacin de mosquitos queutilizan el agua residual para ovipositar y quepueden convertirse en una molestia para

las personas que habitan en las cercanas alsistema de tratamiento. Este sello se puedehacer utilizando (A) tiras anchas de espuma y(B) costales de fibra enrollados.

En la Figura 25 se muestran los detalles delas diferentes conexiones y elementos de larecmara dosificadora. El agua proveniente delreactor hidroltico acidognico ingresa a travsde una vlvula de bola de 1 (A), que permitesuspender el flujo de agua residual, en caso

Figura 24. Sello superior delas unidades hidrolticas ymetanognicas.

Figura 25. Conexiones en larecmara dosificadora.

de que se deba atender alguna eventualidaddurante la operacin del sistema o para elmantenimiento de la recmara, a esta vlvulava ensamblada una vlvula flotador (B), quemantiene el nivel de agua residual en la

recmara buscando mantener una cabeza depresin constante, la cual se instala 6 cm pordebajo del borde superior del tanque.

La recmara tambin cuenta con una salida paradescargar lodos, cuando sea necesario hacermantenimiento. La salida est ubicada a 7 cmdel fondo del tanque y consta de un tubo PVC-S

Figura 22. Conexin entre reactores hidrolticos,tubera de descarga de lodos y proteccin de lastuberas.

Figura 23.Tuberasde salidadel reactorhidroltico.

Rebose deseguridad

Excavacincon tallos

A la recmaradosificadora

A.

B.

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de 1 y 1 m de longitud, en cuyo extremo seacopla un adaptador macho PVC-P y un tapnroscado PVC-P de 1 (C), y de un dispositivo deregulacin del caudal de salida (D), ubicado a 10cm del fondo, consistente en un tubo PVC-P de

y entre 8 y 10 cm de longitud, provisto de untapn copa al cual se le hace una perforacinde 5/64, la cual se lima o desvasta, cuandose alimenta un solo reactor metanognico.Mediante la ubicacin de Tees y codos sepueden adecuar hasta cinco dispositivos desalida por recmara dosificadora, para alimentarsus respectivos reactores metanognicos. Eneste caso se debe calibrar el dimetro de lasperforaciones de forma que el caudal de salida,en cada una de ellas, est entre 550 y 600 mL/

min.

En la Figura 26 se muestran los dispositivosinternos de la recmara dosificadora, sobre loscuales se adiciona la grava y se ubica la mallamosquitera, la cual se asienta sobre la gravautilizando un aro fabricado en manguera de

polietileno reciclado, de baja densidad de ,para pisar la malla.

En la Figura 27 se muestra el marco derecoleccin interno de la recmara dosificadora,

con las medidas y materiales necesarios parasu elaboracin, para la salida de las aguasmieles acidificadas y filtradas hacia la unidadmetanognica.

En las Figuras 28 y 29 se detallan los elementosy pasos necesarios para el montaje de la vlvulaflotador de la recmara dosificadora, la cualdebe construirse en PVC, debido a que la acidezde las aguas mieles corroen los elementosmetlicos.

Figura 26. Dispositivos internos de la recmaradosificadora.

Figura 27. Dispositivo de distribucin de flujoen la recmara dosificadora.

Materiales para la construccin de la vlvula flotador

Montaje de la vlvula flotador

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Para la fabricacin de la vlvula flotador se requieren los siguientes elementos:

A. Una pera plstica con un agujero de 5/8 en la parte superior.B. Una varilla en aluminio de 7/16 de dimetro y una longitud de 357 mm.

C. Un niple de tubera CPVC de y longitud de 350 mm, con uno de los extremos sellados con untapn plano PVC-P.D. Un codo CPVC de .E. Un niple CPVC de y longitud de 55 mm, con una perforacin de a 25 mm de uno de sus

extremos, al cual se le hace un corte transversal a 35.F. Una varilla de aluminio de 7/16 de dimetro y 75 mm de longitud, con una perforacin de 1/4a

40 mm de uno de sus extremos.G. Un niple CPVC de y una longitud de 75 mm, sellado en uno de los extremos con un tapn plano

PVC-P y con un agujero de 15/32 a 30 mm del extremo sellado con el tapn.

Figura 28. Materiales para la construccin de la vlvula flotador de la recmara dosificadora.

H. Una unin CPVC de , cortada despus

del tope, a la cual se le acopla un tapnde caucho nmero cero, el cual se ajustaa la unin introduciendo el extremoms angosto del tapn por el extremoliso de la unin y se hace presin hastaalcanzar el mayor ajuste.

I. Un tornillo con tuerca en aceroinoxidable de x 2.

J. Un codo PVC-P de 1, al cual se leadiciona un niple de 1" y 25 mm delongitud, y luego se le hace un agujerode 16,5 mm en el dorsal y otro de 1/4que lo transpase, con el fin de acoplar eltornillo de acero inoxidable, ubicado a 7mm de la base. En este codo va ubicadauna arandela en PVC-P de 33,3 mm dedimetro y una perforacin central de16,5 mm, a la cual se le hace un corteen media luna por encima del orificiocentral. En este codo tambien se ubicaun niple de 1" y 25 mm de longitud.

K. Un niple PVC-P de 1 con una longitudde 43 mm, al cual se le hace un agujeroa 13 mm de uno de los extremos, paraingresar un tornillo plstico de 5/16.

L. Un adaptador hembra PVC-P de 1,al cual se le hace un agujero a 13 mmdel extremo parte lisa, para un tornilloplstico de 5/16; en este agujero vaubicada una arandela en PVC-P de 33,3mm de dimetro y una perforacincentral de 9/16.

M. Un tornillo plstico de 5/16.

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Paso 1. Introduzca la arandela en el adaptadorhembra y pegue con pegante PVC.

Paso 2.Introduzca la arandela cortada en media luna

en el codo PVC-P de 1, de tal forma que el corte enmedia luna quede orientado hacia la parte inferior ypegue con pegante PVC.

Paso 3.Introduzca el niple (G), por el extremo abierto,en la unin con el tapn de caucho (H) y pegue conpegante PVC.

Paso 4.Introduzca el niple (K) en el codo que contienela arandela en media luna (accesorio del Paso 2) ypguelo, teniendo en cuenta que el a gujero del niplequede en la parte saliente del mismo y alineado en

la parte superior. Introduzca, sin pegar, el accesorioobtenido en el Paso 3, de forma que el orificio quedealineado hacia la parte inferior.

Paso 5.Introduzca, sin pegar, el accesorio resultantedel Paso 1 en el accesorio resultante del Paso 4, deforma que los agujeros se superpongan.

Paso 6. Asegure el accesorio resultante del paso 5mediante el tornillo plstico de 5/16.

Paso 7.Introduzca la varilla de aluminio (F) a partirdel extremo ms alejado del orificio dentro del niple(E) a partir del borde liso (sin corte). Es decir, que elextremo con el corte quede en la parte superior yalinee los agujeros.

Figura 29. Montaje de la vlvula flotador de la recmara dosificadora.

.

1.

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3.

4.

5.

6.

7.

Contina...

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Paso 8.Introduzca el accesorio resultante del Paso7 en el accesorio resultante del Paso 6, de tal formaque acople en el agujero inferior y que el corte del

niple (E) quede hacia la par te anterior del codo.

Paso 9.Alinee los agujeros de todos los accesorios.

Paso 10. Asegure con el tornillo en acero y coloquela tuerca.

Paso 11. Introduzca el codo (D) en el accesorioresultante del Paso 10.

Paso 12. Introduzca la varilla en aluminio (B) en el

niple (C).

Paso 13. a. Introduzca el accesorio resultante delPaso 12, por el extremo sellado, en la pera plstica(A), hasta el fondo, y pegue utilizando peganteinstantneo y un anillo de Quimident en la uninentre el tubo y la pera.b.Otra alternativa es utilizarel niple (C) con los 2 extremos abiertos, calentaruno de los extremos y acoplarlo al mbolo con elque originalmente viene la pera. Posteriormente seperfora el extremo del tubo unido al mbolo conun agujero de 1/8 y se introduce en el mismo un

pasador de aluminio de 1/8 y se remacha.

Paso 14. Finalmente introduzca el tubo delaccesorio resultante en el Paso 13 en el codo delaccesorio resultante en el Paso 11.

Continuacin ...

8.

9.

10.

11.

12.

13a.

14.

13b.

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En las Figuras 30 y 31 se presenta un detalle dela tubera de entrada al reactor metanognicoy del disco ubicado entre la Tee, y la entradaal tanque, para prevenir el paso de materialinsoluble y el taponamiento del distribuidor

(disco perforado o malla Secafex 4x4).

Igualmente, en la Figura 30 se muestra eltapn roscado del reactor metanognico, quepermite el mantenimiento del disco perforadoy la descarga de lodos del reactor. Se fabricacon un tubo PVC-S de 1 de 1 m de longitud,al cual se le acopla un adaptador macho y untapn roscado PVC-P de 1.

La Figura 32 muestra el disco perforado que seinstala para la retencin de partculas, en la Teede entrada a los reactores metanognicos.

En la Figura 33 se muestra un detalle deldispositivo de distribucin de flujo en el interiordel reactor metanognico y el tubo de salidadel mismo.

En la Figura 34 se presentan los materialesnecesarios para la construccin del dispositivode distribucin de flujo en el reactormetanognico. Las dimensiones del marco enPVC-P son para tanques con capacidades de

250, 500 y 750 L. Para tanques de 1.000 y 2.000L, las dimensiones del dispositivo son de 45 cmx 45 cm.

En la Figura 35 se presenta el dispositivo de

salida del reactor metanognico, con suscorrespondientes medidas de acuerdo con eltamao de los tanques utilizados.

Figura 30. Dispositivode entrada al reactormetanognico.

Figura 31. Dispositivos para la retencin departculas slidas a la entrada del reactormetanognico. a. Disco perforado. b. MallaSecafex 4*4 con anillo de PVC.

Figura 32. Disco perforado para la retencinde material particulado.

Figura 34. Dispositivo interno de distribucin deflujo en el reactor metanognico.

Figura 35. Dispositivo de salida del reactormetanognico.

Figura 33. Dispositivos internos de distribuciny salida de flujo en el reactor metanognico.

TUBERA DE PVC-P DE 1

3 tubos de 27 cm

2 tubos de 11,7 cm1 tubo de 13 cm4 codos1Tee1 reduccin de 11/

2 a 1

Para los reactores de 1.000 y 2.000 litros eldispositivo es de 45 x 45 cm

TUBERA DE PVC-P DE 1(Reactores de 250,500, 750 y1.000 litros)1 tubo de 32 cm1 tubo de 20 cm con cortea 45

1 semicodo

TUBERA DE PVC-P DE 1 (Reactores de 2.000 litros)1 tubo de 50 cm1 tubo de 20 cm con cortea 451 semicodo

a.

b.

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Una vez instalado el SMTA, es necesario adecuarel reactor metanognico, el cual es la unidad

ms importante del sistema de tratamiento,para permitir el apropiado desempeo delos microorganismos depuradores. En estecomponente ocurre la etapa final de la digestinanaerobia, en donde la contaminacin solubleen forma de cidos es transformada a biogs porla accin de microorganismos metanognicos.

Una vez realizadas todas las conexiones en elreactor metanognico se procede a llenar suinterior con tercios de botellas no retornables o

trozos de guadua, cortados en cilindros de 15cm (Figura 36), de forma que sirvan de medio desoporte para las bacterias metanognicas, paraque no sean arrastradas con el agua tratada quesale del reactor, lo que hara que se perdieraeficiencia en el proceso de depuracin.

En la Tabla 4 se presentan las cantidades de mediode soporte que se requieren para los diferentestamaos de las unidades metanognicas queforman parte de los diferentes prototipos.

El siguiente paso consiste en la preparacindel inculo denominado caldo microbianometanognico, el cual puede prepararseen un tanque aparte, para facilitar suhomogeneizacin si se adiciona sobre el

reactor ya empacado.

En la preparacin del inculo se utilizan losingredientes y cantidades indicadas en la Tabla

4, de acuerdo con la capacidad del tanquemetanognico.

El inculo consta de una fuente demicroorganismos metanognicos, para ello sedebe utilizar estircol fresco vacuno o porcino,

el cual se disuelve en agua (en relacin 1:1),acompaado de una agitacin fuerte y constanteque permita homogeneizar la mezcla, de estamanera se puede tener una tasa de inoculacinentre el 1% y el 2% de microorganismos y seadiciona al reactor metanognico (Figura 37).

Anteriormente se recomendaba diluir yfiltrar el estircol, no obstante, las ltimas

investigaciones adelantadas en SMTAmostraron un mejor desempeo cuando seadicionan en su orden: 1) agua corriente hastacubrir el dispositivo interno de distribucin deflujo en el reactor metanognico, 2) el inculosin filtrar, 3) material de soporte (guaduas obotellas).

4.Inoculacin,

arranque yoperacin delSMTA

Inoculacin y arranque

Figura 36. Material de soporte para las bacterias enlos reactores metanognicos (trozos de guadua otrozos de botellas no retornables).

Figura 37. Estircol vacuno como fuente demicroorganismos metanognicos.

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Tabla 4. Materiales necesarios para la inoculacin y arranque de los SMTA.

Reactor metanognico Inoculacin Arranque

Volumen (L)

Guadua

(metroslineales)

Tercios de

botella(nmero)

Inculo

(bacterias)

Fuente de carbonoFuente de

nitrgeno Bfer de arranque Da

Tiempo dealimentacin

diaria (Horas :min )

Opcin A Opcin B

250 22 18630 kg deestircol fresco+ 30 L de agua

15 Lprimer enjuague+ 15 Lsegundo enjuague

2 kg de miel depurga disueltaen 60 L de agua

1,5 L orina animal 25 g de ureadisuelta en 1 L deagua

0,5 kg de calmasilla blancadisuelta en 5 L deagua

1 a 14 00:06

15 a 28 00:15

29 a 42 00:35

43 a 56 01:00

57 a 70 01:3071 en adelante Continuo

500 43 36960 kg deestircol fresco

+ 60 L de agua


4 kg de miel depurga disueltaen 120 L deagua

3 L orina animal 50 g de ureadisuelta en 2 L deagua

1,0 kg de calmasilla blancadisuelta en 10 Lde agua

1 a 14 00:13

15 a 28 00:30

29 a 42 01:10

43 a 56 02:0057 a 70 03:00

71 en adelante Continuo

750 66 55890 kg deestircol fresco+ 90 L de agua



4,5 L orina animal 75 g de ureadisuelta en 3 L deagua


1 a 14 00:20

15 a 28 00:45

29 a 42 01:4543 a 56 03:00

57 a 70 04:30


1.000 85 735120 kg deestircol fresco

+ 120 L de agua

60 Lprimer enjuague

+ 60 Lsegundo enjuague

8 kg de miel depurga disuelta

en 240 L deagua

6 L orina animal 100 g de urea

disuelta en 4 L deagua

2,0 kg de calmasilla blanca

disuelta en 20 Lde agua

1 a 14 00:25

15 a 28 01:0029 a 42 02:20

43 a 56 04:0057 a 70 06:00


2.000 170 1.470240 kg deestircol fresco+ 240 L de agua



12 L orina animal 200 g de ureadisuelta en 8 L deagua


1 a 14 00:5215 a 28 02:00

29 a 42 04:40

43 a 56 08:00

57 a 70 12:00


Caudal de alimentacin para cada reactor: 550 ml / min

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Construya y opere su sistema modular de tratamiento anaerobio para las aguas mieles

Para favorecer el crecimiento de losmicroorganismos metanognicos, solamentedurante la instalacin del SMTA, se recomiendaadicionar una fuente de carbono, que permitatener entre 4 y 5 kg de DQO soluble por metrocbico de rector, una fuente de nitrgeno paraequilibrar la relacin C/N y un neutralizante quepermita tener un pH cercano a 7 (3, 4, 5).

En la Tabla 4 se presentan los materiales y lascantidades recomendadas como fuentes de C,N y accin Bfer de acuerdo con el volumende las unidades metanognicas. La adicin deestas fuentes se realiza de una sola vez, a travsla recmara dosificadora.

Como fuente de carbono se presentan dosopciones: las aguas residuales del primero ysegundo enjuagues, generadas en los tanquesde lavado, o miel de purga disuelta en agua(Figura 38), en el caso de que el sistema seinstale y no se cuente en el momento con cafpara beneficiar.

Como fuente de nitrgeno se recomiendautilizar orina animal, por su aplicabilidad en los

programas de certificacin orgnica. Tambinse puede utilizar una solucin de urea al 2,5%,adicionando 4 L por cada metro cbico dereactor metanognico.Para acondicionar el pH en el reactormetanognico se recomienda disolver calmasilla blanca en agua, de acuerdo con losdatos condensados en la Tabla 4. La adicin serealiza de la misma forma en que se adiciona lafuente de C y de N.

Si es necesario, se adiciona agua hasta cubrir porcompleto el material de empaque del reactormetanognico.

Finalmente, se debe tapar el reactormetanognico durante tres semanas, al cabo delas cuales se inicia con la etapa de arranque delsistema de tratamiento.

Durante la inoculacin y antes de iniciar elarranque del sistema, verifique que la vlvulade paso a la entrada de la recmara dosificadoraest cerrada. Durante este tiempo las mielesgeneradas se conducen normalmente a losreactores hidrolticos y su rebose a la excavacincon tallos de caf.

El da antes del inicio de la etapa de arranque,adicione en los reactores hidrolticos de 250 L,0,5 L de orina 10 g de urea disuelta en 1 L deagua y 500 g de cal masilla blanca.

Figura 38. Adicinde la fuente decarbono durantela inoculacinde un reactormetanognico.

Para los tanques hidrolticos de 500 L,

multiplique estos valores por dos, para lostanques de 750 L multiplique por tres, para losde 1.000 L multiplique por cuatro y para los de2.000 L multiplique por ocho; para estos ltimos,tendr valores de 4 L de orina animal 80 g deurea disuelta en 8 L de agua y 4 kg de cal masillablanca.

La etapa de arranque tiene como propsitopermitir el crecimiento y la adaptacinde los microorganismos metanognicos,

provenientes del estircol de cerdo o vacuno,a las aguas mieles del caf sin necesidad deneutralizarlas, por lo que es imprescindiblerespetar las recomendaciones relacionadas conla alimentacin del sistema, segn el tamao delos reactores.

La inoculacin del SMTA se realiza una sola vez, en el proceso de instalacin. A medida que el

sistema opera aumenta la cantidad y diversidad de microorganismos metanognicos.

Medios de soporte

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El proceso de arranque tiene una duracin de 10semanas. En la Tabla 4 se presentan los tiemposque debe operar la planta, con el agua residualgenerada durante toda la etapa de lavado, entrelos das 1 al 70, despus de este tiempo se puede

mantener constante la alimentacin al sistema(vlvula de paso a la recmara dosificadoraabierta indefinidamente).

Con el fin de favorecer el desempeo del SMTA,durante las cosechas siguientes se recomiendaadicionar al ltimo reactor hidroltico (si elsistema montado cuenta con ms de uno),2kg de cal masilla blanca sin diluir y 500 g deurea disuelta en 5 L de agua 30 L de orinaanimal, por cada metro cbico (m3) de reactor

hidroltico, una semana antes de que inicie lasemana de mxima produccin.

Nota:El excedente de agua residual que nose utilice durante los 2,5 meses del arranque,queda canalizado hacia la excavacin contallos de caf.

El SMTA debe instalarse, de manera que elflujo de las aguas residuales pueda realizarsepor gravedad. Debe tener en cuenta lascotas1 mnimas entre unidades, de acuerdo alos diseos.

En la seleccin del sitio es importante teneren cuenta el uso que se va a dar al efluentedel reactor metanognico, de tal forma quepueda conducirse para remojar el materialorgnico que se procesa en los lombricultivos

o pueda llevarse a sistemas de tratamientoterciario, con el fin de disminuir la cargaorgnica del agua tratada a valores queocasionen el menor impacto ambiental en elecosistema cafetero.

Por ningn motivo el efluente del SMTA debeverterse en nacimientos o cauces de agualimpia o directamente en cuerpos de agua, sino se cuenta con una licencia ambiental parahacer el vertimiento.

El sitio donde se ubiquen los tanques delSMTA debe ser un terreno firme, que notenga peligro de derrumbamiento. Porningn motivo se deben ubicar en sitios quehayan sido rellenados.

En zonas cafeteras donde la topografa seamuy pendiente, las excavaciones para lostanques se deben hacer con las paredes

inclinadas y las unidades deben instalarseen zig-zag, a fin de disminuir el riesgo dederrumbamiento.

Procure que los tanques y las tuberas estnlejos de rboles, de esta manera se favorece

el calentamiento de su interior, y a la vez seevita que las races de los rboles desnivelenlos tanques o taponen las tuberas. Lostanques desnivelados derraman las aguasmieles, ocasionando un impacto ambientalnegativo como es la presencia de insectos,malos olores y cambio en las caractersticasdel suelo en el sitio del derrame.

A las unidades del SMTA no le debenllegar efluentes diferentes a las aguas

mieles, como el caso de aguas lluvias, aguasresiduales domsticas, aguas provenientesdel lavado de los equipos utilizados en laaplicacin de agroqumicos, ya que elloocasionara una sobrecarga hidrulica y unadisminucin en los rendimientos del procesode depuracin.

Los tanques de las diferentes unidades debenpermanecer tapados correctamente, con elfin de que la tapa no se deforme. Tambines importante que los tanques sean negros,lo que permite incrementar la temperaturaen el interior del sistema, favoreciendo laactividad de los microorganismos.

Todos los dispositivos internos de los tanquesvan acoplados sin la utilizacin de pegantePVC.

Siempre se debe verificar que el dispositivoperforado y el tapn de la trampa de pulpano tengan obstrucciones.

Una buena inoculacin y arranque

del reactor metanognico garantizaun buen funcionamiento del SMTA.

1.Desniveles de terreno

5.Recomendaciones

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Si se presentan fugas entre la manguera depolietileno y el acople macho de polietileno,en alguna de las unidades, se puede hacerun sello utilizando una cinta de neumtico,ajustando fuertemente.

Si se observan lquenes en la parte superiorde los reactores hidrolticos, stos se debenretirar (Figura 39), para evitar un incrementode la carga orgnica en las aguas mieles,por senescencia del liquen. Este materialbiolgico se puede depositar sobre la pulpa,para su descomposicin por los procesos decompostaje o lombricompostaje.

Instalar correctamente la recmaradosificadora con la gravilla de ro de 1,0 a

2,5cm de dimetro. El marco con los orificioshacia abajo. La malla mosquitera que cubraperfectamente el dimetro de la recmara.El aro de manguera de polietileno de parapisar la malla mosquitera. La vlvula flotadoren PVC que garantice un caudal uniforme atravs del tapn o tapones perforados entre550 y 600 mL/min. y la vlvula de paso de1 para suspender el flujo en la recmaradosificadora.

Para calibrar el caudal en los SMTA puede

utilizarse un envase plstico de gaseosa de600 mL, verificando que en un minuto serecolecte un volumen que est 5 cm pordebajo del borde superior de la botella.

Ins peccione semanalmente la recmaradosificadora y cuando observe acumulacinde material insoluble sobre la mallamosquitera, cierre la vlvula de paso, esperea que descienda el nivel de lquido, retire

el material insoluble y dispngalo en el

lombricultivo, reemplace la malla por una

limpia y restablezca el flujo.

Despus de terminada la cosecha, retire lostapones laterales de los reactores hidrolticos-acidognicos y abra la vlvula de purga deaire, para descargar los lodos acumuladosy condzcalos a la excavacin con tallos decaf, utilizando una manguera de polietilenode 2. Adicione agua corriente para favorecerla salida del material insoluble.

Antes de cada cosecha debe hacer

mantenimiento a la recmara dosificadora,lo que implica suspender el paso de aguasmieles mediante el cierre de la vlvula depaso de 1 dispuesta a la entrada de larecmara, esperar que descienda el nivelde lquido, retirar el material insoluble ydisponerlo en la fosa de pulpa, retirar lavlvula flotador, el aro de manguera depolietileno, la malla mosquitera, la gravilla,aflojar el tapn de desfogue de 1, lavartodo con la menor cantidad de agua posible,

depositando el agua en la excavacin contallos de zoca, empacar nuevamente larecmara dosificadora tal como estaba y denuevo, dar paso a las aguas mieles.

La vida til de la excavacin llena con tallos

de caf depende de las propiedades fsicasdel suelo. Una vez se presente obstruccin dela misma, clausrela cubrindola con tierra yreemplcela por otra.

No se recomienda la instalacin de digestoresen plastilona como reactores, ya que conel tiempo se ha observado un dao en elmaterial, posiblemente provocado por laemergencia de larvas de insectos presentesen el interior del reactor, cuya supervivencia

estuvo influenciada por los perodos en loscuales no se generaron aguas mieles o suproduccin fue baja (Figura 40).

Nivelar el terreno antes de instalar cadatanque. Los tanques inclinados derraman lasmieles.

Figura 39. Aspecto del liquen creciendodentro del reactor hidroltico.

Figura 40. Daos observados en la plastilonautilizada como reactor hidroltico-acidognico.

d l d b l l33

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Problemas hidrulicos, causas y soluciones

Problema Causa Solucin

1. No fluye el agua residualdesde la trampa depulpa hasta el reactorhidroltico

-Taponamiento del dispo sitivo de salidade aguas mieles de la trampa de pulpa porpresencia de pulpa o granos en el tanqueo por la presencia de gases en la tubera

Elimine la pulpa o los granos que se encuentren en la trampa de pulpas. Si el problemapersiste, abra la vlvula de purga, a la entrada del reactor hidroltico (Figura 19), hastaque se recupere el flujo

2. No fluye el agua residualentre los reactoreshidrolticos

-Taponamiento de la tubera quecomunica los reactores hidrolticos.-Taponamiento de la perforacin de 3 /8

del dispositivo del RHA

-Retire los tapones acoplados a las Tee que comunican entre s los reactoreshidrolticos, con el fin de permitir la descarga de lodos o material insoluble que hayaprovocado la obstruccin y conduzca estos efluentes a la excavacin con tallos de caf

-Limpiar el orificio del dispositivo.

3. No fluye el agua residualdesde los reactoreshidrolticos hasta larecmara dosificadora

Taponamiento a la entrada de la vlvulaflotador

Suspenda el paso de aguas mieles a la recmara dosificadora, con el cierre de lavlvula de 1. Retire el tornillo plstico de 5/16 que tiene l a vlvula flotador, retirela vlvula flotador, abra rpidamente la vlvula de 1 hasta que se elimine la posibleobstruccin. Monte nuevamente la vlvula flotador, coloque el tornillo plstico de5/16 y abra la vlvula de 1

4. Flujo permanente deagua residual hacia laexcavacin con tallos decaf

- Taponamiento del dispositivo de salidade aguas mieles en la trampa de pulpas- Taponamiento del dispositivo de salidade aguas mieles del reactor hidroltico- Sobrecarga hidrulica en el sistema

- Siga el mismo procedimiento que se registr para el problema 1- Siga el mismo procedimiento que se registr para el problema 3- Verifique que en la etapa de lavado se estn utilizando entre 4 y 5 L de agua porkilogramo de caf pergamino seco

5. No fluye el agua residualdesde la recmaradosificadora hasta elreactor metanognico

- Obstruccin del tapn perforado desalida de la recmara dosificadora- Taponamiento del disco perforado,ubicado en la entrada del reactormetanognico

- Desprenda el tapn de salida de la recmara dosificadora y elimine el material queocasiona el taponamiento. Si no se presenta flujo, descargue los lodos de la recmaradosificadora a travs del tapn respectivo y lave el lecho filtrante. Conduzca esteefluente a la excavacin con tallos de caf- Suspenda la salida de flujo de la recmara dosificadora. Deje pasar agua limpia desdela recmara dosificadora, as se limpia el disco perforado y reestablezca el flujo

6. No fluye el agua residuala travs del dispositivode salida del reactormetanognico

Taponamiento del dispositivo de salida delreactor metanognico por acumulacinde material insoluble

Desprenda el dispositivo de salida (Figura 35), elimine el material que ocasiona laobstruccin y vuelva a ensamblar el dispositivo

6.Problemas y soluciones

C t i t d l d t t i t bi l i l34

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Problemas de acidificacin, causas y soluciones

Problema Causa Solucin

1. Olor a cebollapicante o queso rancioen el efluente delreactor metanognico

Introduccin al SMTA de aguas domsticas ocon agroqumicos Trate las aguas residuales domsticas y aguas contaminadas con agroqumicos ensistemas de tratamiento separados. Por ningn motivo las incorpore al SMTA

Caudal de salida de la recmara dosificadorasuperior a 600 mL/min

- Verifique que el agujero del tapn de salida de la recmara dosificadora sea de 5/64 si espara un solo reactor metanognico- Calibre el caudal de la recmara dosificadora entre 500 y 600 mL/min.

Adicin al sistema de los dos o tres primerosenjuagues, nicamente

Realice el lavado del caf siguiendo la metodologa de los cuatro enjuagues y conduzcatodas las aguas residuales de estos cuatro enjuagues al sistema

Beneficio de una cantidad de caf superior a laestablecida para el sistema de tratamiento

Beneficie slo la cantidad mxima de caf para la cual se dise la planta de tratamiento

2. Acidificacinleve del reactormetanognico,caracterizado por unmal olor moderado

- Introduccin al SMTA de aguas domsticas ocon agroqumicos- Caudal de salida de la recmara dosificadorasuperior a 600 mL/min.- Adicin al sistema de los dos o tres primerosenjuagues, nicamente.- Beneficio de una cantidad de caf superior ala establecida para el sistema de tratamiento

-Trate las aguas residuales domsticas y aguas contaminadas con agroqumicos ensistemas de tratamiento separados. Por ningn motivo las incorpore al SMTA

-Verifique que el agujero del tapn de salida de la recmara dosificadora sea de 5/64-Calibre el caudal de la recmara dosificadora entre 500 y 600 mL/min.-Realice el lavado del caf siguiendo la metodologa de los cuatro enjuagues y conduzcatodas las aguas residuales de estos cuatro enjuagues al sistema-Beneficie slo la cantidad mxima de caf para la cual se dise la planta de tratamiento-Recupere el sistema suspendiendo el paso de las aguas residuales al reactormetanognico, durante 24 horas. Si el problema persiste, suspenda nuevamente el flujopor 24 horas y, en el ltimo reactor hidroltico, por cada m3de reactor, adicione 2 kg de calmasilla blanca sin diluir y 500 g de urea disuelta en 5 L de agua 30 L de orina animal

3. Acidificacincrtica del reactormetanognico,caracterizado por unmal olor fuerte

- Introduccin al SMTA de aguas domsticas ocon agroqumicos- Caudal de salida de la recmara dosificadorasuperior a 600 mL/min.- Adicin al sistema de los dos o tres primerosenjuagues, nicamente- Beneficio de una cantidad de caf superior ala establecida para el sistema de tratamiento

-Trate las aguas residuales domsticas y aguas contaminadas con agroqumicos ensistemas de tratamiento separados. Por ningn motivo las incorpore al SMTA-Verifique que el agujero del tapn de salida de la recmara dosificadora sea de 5/64

-Calibre el caudal de la recmara dosificadora entre 500 y 600 mL/min.-Realice el lavado del caf siguiendo la metodologa de los cuatro enjuagues y conduzcatodas las aguas residuales de estos cuatro enjuagues al sistema-Beneficie slo la cantidad mxima de caf para la cual se dise la planta de tratamiento-Recupere el sistema suspendiendo el paso de aguas residuales al reactor metanognico,cerrando la vlvula de entrada a la recmara dosificadora, durante 2 das. Diluya los cidospresentes en el reactor metanognico dejando pasar, a travs de la recmara, 1 m 3deagua conteniendo 60 L de orina animal 1 kg de urea disuelta. Restaure el flujo.Si el problema persiste, suspenda nuevamente el flujo por 24 horas y en el ltimo reactorhidroltico, por cada m3de reactor, adicione 2 kg de cal masilla blanca sin diluir y 500 g deurea disuelta en 5 L de agua 30 L de orina animal.

Constr a opere s sistema mod lar de tratamiento anaerobio para las ag as mieles35

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7.Agradecimientos

Los autores expresan sus agradecimientos alpersonal del Servicio de Extensin de los ComitsDepartamentales de Cafeteros del Magdalena,Risaralda (Marsella), Tolima, Cundinamarca,Antioquia (Carmen de Atrato), Cauca, Nario yQuindo, quienes han apoyado la adopcin delos SMTA en sus departamentos y han expresadola necesidad de una publicacin que gue pasoa paso el proceso de seleccin, instalacin,arranque y operacin de los sistemas.

Al seor Jos Gonzalo Hoyos Salazar, deDivulgacin y Transferencia de Cenicaf, por laelaboracin de los diagramas, sus aportes y supaciencia.

A la seora Ada Nelsa Restrepo Londoo, de lamicroempresa Artculos en PVC, de Manizales,por el apoyo y facilitacin de algunos de losaccesorios de los SMTA, necesarios en las

jornadas de capacitacin del personal delServicio de Extensin y de los Caficultores.A los auxiliares de Cenicaf que han apoyadolas jornadas de Capacitacin: Diego AlexanderVelsquez, Adrin Henao y Samuel Castaeda.

Mencin especial a los profesionales queformaron parte de la reunin de trabajo sobreSMTA con Tcnicos de Cenicaf, el da 25 deseptiembre de 2007 en las instalaciones delComit de Cafeteros del Magdalena: Luz AidSerrano, Heiner Burgos, Luis Pea, CristianRodrguez, Ronald Ceballos, Diomedes Trillos,Manuel Matta, Isabel Cristina Ruiz, Luz MaraMontenegro, Jos Fernando Daz, GustavoJimnez, Alexander Saurith, Jair Meja, ArstidesLpez, Rildo Amaya, Jairo Snchez, GustavoCruz, Eugenio Palma y Ricardo Lpez.

8.Literatura citada

1. LVAREZ G., J. (1991). Despulpado de caf s in agua.Chinchin, Cenicaf. 6 p. (Avances Tcnicos N164).

2. REPBLICA DE COLOMBIA. Ministerio de Salud.(1984). Decreto nmero 1594 de 1984.Santaf de Bogot (Colombia). Ministerio deSalud. 48 p.

3. RODRGUEZ V., N. (1999). Cargas orgnicasaplicadas en reactores anaerobios de columnasuplementados con urea y operados a 30C.In: Informe anual de actividades 1998-1999.Chinchin (Colombia), Cenicaf. Disciplina deQumica Industrial. 90p.

4. RODRGUEZ V., N. (1998). Cargas orgnicasaplicadas en reactores anaerobios decolumna operados a 30C. In: Informeanual de actividades 1997-1998. Chinchin(Colombia), Cenicaf. Disciplina de QumicaIndustrial. 39 p.

5. RODRGUEZ V., N. (1997). Cargas orgnicasaplicadas en reactores anaerobios de columnasuplementados con N, P y S operando atemperatura ambiente. In: Informe anual deactividades 1996-1997. Chinchin (Colombia),Cenicaf. Disciplina de Qumica Industrial. 95p.

6. ZAMBRANO F., D. A. (1993). Fermente y lave su cafen el tanque tina. Chinchin, Cenicaf. 8 p.(Avances Tcnicos N 197).

7. ZAMBRANO F., D. A.; CRDENAS C., J. (2000).Manejo y tratamiento primario de lixiviadosproducidos en la tecnologa BECOLSUB.Chinchin, Cenicaf. 8 p. (Avances TcnicosN 280).

8. ZAMBRANO F., D. A.; ISAZA H., J. D.; RODRGUEZ V.,N.; LPEZ P., U. (1999). Tratamiento de aguasresiduales del lavado del caf. Chinchin,Cenicaf. 26 p. (Boletn Tcnico N 20).

9. ZAMBRANO F., D. A; RODRGUEZ V., N. (2008).Sistemas para el tratamiento de aguas mieles:Investigacin aplicada en beneficio de losproductores cafeteros. Chinchin (Colombia),Cenicaf. Disciplina de Calidad y ManejoAmbiental. 19 p.

10. ZAMBRANO F., D. A.; RODRGUEZ V., N.; LPEZP., U.; OROZCO R., P. A.; ZAMBRANO G., A.J.(2006). Tratamiento anaerobio de las aguasmieles del caf. Chinchin, Cenicaf. 28 p.(Boletn Tcnico N 29).

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