Tratamiento de Aguas

1. TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL EN
EL PROCESO DE NIXTAMALIZACION
Presentado por:
Anguiano Violeta
Carrillo Torres Juan Ulises
Nunez Fernandez Z. Nayzeth
Renteria Garcia C. Horacio
Tijuana B.C. mayo 2012.
Profesor: Ing. Ramon Quinones
Materia: Tratamiento de aguas

2. NIXTAMALIZACIÓN
La nixtamalización es el proceso milenario de origen
mesoamericano por el cual se prepara la harina de
maíz.
La palabra proviene de
nixtamal, a su vez del
náhuatl nextli ("cenizas de
cal") y tamalli (masa de
maíz cocido).

3. NIXTAMALIZACIÓN
Origen
La historia inició junto con la
historia del consumo de tortilla
en Mesoamérica(actual México
y Centroamérica).
La fabricación de tortillas a
partir del maíz seco inició
cuando la sociedad
prehispánica guardó el grano
de cada cosecha para
transformarlo en algo que
pudiera comer. Así, convirtió el
grano duro y seco en una
masa con la que debió hacer
las primeras tortillas.

4. Agua
Cal
Maiz
Proceso de nixtamalizacion
Nixtamal

5. NEJAYOTE
Se estima que en México el consumo anual de
maíz por habitante, principalmente en forma de
tortilla, es de 90 kg en promedio. Para poder
fabricar la tortilla el grano de maíz es sometido al
proceso conocido como “nixtamalización”, el cuál
consiste en someter al grano entre 15 min. a 1
hora, a un cocimiento con agua y Ca(OH)2;
dejarlo reposar a temperatura ambiente durante
8-19 horas y posteriormente lavarlo con grandes
cantidades de agua, obteniendo así el grano de
maíz blando y sin cascarilla conocido como
“nixtamal” y las aguas residuales conocidas
como “nejayote”.

6. NEJAYOTE (AGUA DE COCIMIENTO).
El nejayote es considerado un contaminante por el pH alcalino y
la gran carga de materia orgánica en solución y en suspensión
contenida en el mismo. En el nejayote se solubilizan minerales,
grasas, vitaminas y algunas proteínas como las albúminas y las
globulinas.

7. Las aguas residuales generadas durante la
nixtamalización se les ha concedido poca
importancia ya que son consideradas aguas de
desecho y generalmente son arrojadas al
drenaje o directamente al entorno,
contribuyendo así al problema de
contaminación ambiental, ya que estas poseen
una demanda bioquímica de oxigeno del orden
de 2700 mg O2/l.
(Rivera,1994).

8. El nejayote por su alto contenido de cenizas
23.15%, las cuales contienen de 7.13 a 13.06%
de calcio (Almeida y Millán, 1986) podría ser
utilizado como una fuente alterna de calcio.

9. Debido a estas características, el nejayote
puede ser un excelente medio para el
desarrollo y proliferación de microorganismos,
sobre todo aquellos llamados alcalófilos o
álcali-tolerantes.
El nejayote al contar con un gran número de
nutrientes provenientes del grano de maíz y
un elevado valor de pH constituye un nicho
para el desarrollo de este tipo de bacterias
alcalinas o álcalitolerantes. Sin embargo,
existen pocos trabajos acerca del aislamiento

10. Se han aislado microorganismos presentes en
procesos fermentativos del maíz
nixtamalizado, encontrándose principalmente
bacterias acido lácticas 3-8 y algunas
especies de Bacillus 9 dentro de los cuales se
encontraron productores de antibióticos.
Sin embargo, para someter al maíz
nixtamalizado a fermentación, éste debe ser
lavado con agua para eliminar sólidos y el
Ca(OH)2, por lo que el pH es neutro y los
microorganismos crecen bajo estas
condiciones.

11. Se han aislado microorganismos presente
en muestras de suelo contaminadas con
nejayote. Estas bacterias ayudaron a
disminuir la carga orgánica del nejayote para
poder ser desechado. Sin embargo, nunca
se identificaron los microorganismos
presentes en la mezcla y el pH era ajustado
a 6 para propiciar el crecimiento microbiano.

16. ANÁLISIS

17. ANÁLISIS

18. ANÁLISIS

19. RESULTADOS
 Solidos suspendidos 270
mg/l
 Turbidez 451 FAU

20. En este se presenta un tratamiento para el agua residual del
proceso de Nixtamalización tradicional conocido como nejayote,
el cual tiene un alto contenido de materia orgánica de 5.5 a 12.5%
de sólidos Estos sólidos tienen una demanda bioquímica de
oxígeno que va de 23,000 a 30,000 ppm y un pH mayor a 10. El
tratamiento del nejayote se hizo a través de una sedimentación
empleando algunos floculantes biológicos y control de pH con
CO2 en un tanque sedimentador. con la finalidad de cumplir la
NOM-002 ECOL, para descargar el efluente al drenaje municipal,
la norma solicita que la descarga de líquidos sea a temperatura
ambiente, con un pH neutro y hasta 200 ppm de DQO.

21.  enfriar el nejayote y neutralizar el pH así
como sedimentar los sólidos de forma
sencilla para poder reutilizarlos

22. gomas
quitosano
pectina

23. Es un polisacárido lineal compuesto de cadenas distribuidas aleatoriamente
Esta sustancia tiene gran cantidad de aplicaciones comerciales y biomédicas.
El quitosano se produce comercialmente mediante la desacetilación de
la quitina, que es un elemento estructural en el exoesqueleto de
los crustáceos (cangrejos, gambas, langostas, etc.).
El quitosano se emplea en la filtración y depurado de aguas, allí donde es
necesario remover partículas en suspensión de un líquido; en combinación con
la bentonita, gelatina u otros agentes ligantes se emplea en la clarificación
del vino y de la cerveza. Añadido tras el proceso de vertido, mejora
la floculación y arrastra las células de levadura, partículas procedentes de las
frutas y otros detritus que disminuyen la calidad del vino.

24. Las pectinas son una mezcla de polímeros ácidos y neutros muy ramificados.
Constituyen el 30 % del peso seco de la pared celular primaria de células vegetales.
En presencia de agua forman geles.

25. Los resultados en el nejayote después del tratamiento que se logra una reducción
significativa en la concentración de materia orgánica del agua residual, bajando el
DQO de 22,950 mg/l a 1,943 mg/l, lo cual representa un porcentaje de eficiencia del
91%.

26. Al nixtamalizar un kilo de maíz se generan de 5 a 6 litros de agua residual.
El nejayote es un residuo tratable por vía anaerobia, y con un litro de
nejayote es posible producir 14 litros de biogás. El efluente del
proceso se puede usar para el riego de áreas verde sin riesgos
sanitarios.
En una Zona Metropolitana se producen 230 metros cubicos de
nejayote al día.
Si se construyen 3 unidades de tratamiento con capacidad de 100
m3/día.
Cada unidad producirá 1,428 m3/día de biogás, que equivalen a 555
kilos de gas LP, con valor antes de IVA de $5 261.40 pesos.

27. CINETICAS EN LOTE PARA LA PRODUCCIÓN
DE BIOGAS A PARTIR DE NEJAYOTE
El nejayote es el agua residual del
proceso de nixtamalización del maíz, es muy
alcalino y altamente contaminante, con una
demanda química de oxígeno cercana a 25
g/L. (1).

28.  En el siguiente trabajo se evaluó el efecto de
la concentración de DQO, el pH, y la
 temperatura en la digestión anaerobia de
este efluente para encontrar las mejores
condiciones para la producción de biogás.

29. MATERIAL Y MÉTODOS
Figura 1 Caracterización del nejayote y cinéticas por

30.  Los sólidos sedimentados del nejayote
fueron separados y el sobrenadante se
diluyó con agua residual municipal para
llevar a cabo las distintas cinéticas.

31.  El biogás fue cuantificado por
desplazamiento de solución salina satura da
a pH 2 y la composición se determinó por
cromatografías de gases (figura 2)

32.  Resultados. Al sedimentar el nejayote, la
concentración de sólidos se reducen
considerablemente indicando una
reducción de materia orgánica
biodegradable
Tabla (1) Sólidos después de la
sedimentación

33.  La figura 2 presenta la producción de
biogás de las cinéticas a distintas
concentraciones de DQO y se observa
que con una concentración de DQO de
2212 mg/L se presenta mayor producción
de biogás y remoción de la DQO pero con
un alto porcentaje de CO2 (70%).
 La mejor producción de metano que se
obtiene a una concentración de 1687 mg/L
de DQO (tabla 2).

34. Figura. 2. Producción de biogás a distintas
concentraciones
de nejayote

35.  Probando el efecto del pH inicial se encontró
que hay un efecto significativo ya que las
eficiencias de remoción y la producción de
metano indican que la metanogénesis se
 llevó a cabo, obteniendo un pH final de las
muestras cercano a la neutralidad.

36.  Con respecto a la temperatura se muestra
que a 25° C presenta el mayor porcentaje de
 CH4 y a 60°C se obtiene una alta producción
de CO2, indicando un proceso fermentativo
lento, reflejado en la eficiencia de remocion
de DQO.

37. TABLA 2 VARIABLES DE RESPUESTA DE
CINÉTICAS EN LOTE

38.  Conclusiones Con altas concentraciones
de nejayote 2212 mg/L, la producción de
biogás fue mayor, pero con bajo contenido
de CH4. La mejor producción de metano
fue a la concentración 1687 mg/L de DQO.
El pH inicial no muestra un efecto negativo
en la metanogénesis y la temperatura es
un factor que por arriba de los 50°C, da
como producto principal CO2.

39. BIBLIOGRAFÍA
 1. Pedroza y Duran 1990, Biol Wast 32, 17-
27
 2. APHA, AWWA (2005). Standard methods
for the
 examination of water and wastewater. 21st
 edition. American public health association.
 Washington, D.C.