01/04/2020 | 8 MINUTOS DE LECTURA

Pasos para tomar el control del tratamiento de aguas residuales

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Las operaciones de acabados deben considerar su impacto ambiental y otros factores motivadores, más allá del cumplimiento de las normas. 

Las plantas de tratamiento de aguas residuales se han convertido en una parte cada vez más crítica de las operaciones de planta en la última década, y las compañías manufactureras de todos los sectores industriales están priorizando la reducción del consumo de agua.

En el corazón de cualquier sistema están los equipos. Para los talleres de acabados que están preocupados por el impacto que tienen sus aguas residuales tanto en el medio ambiente como en sus finanzas, existe una variedad de opciones disponibles, cada una diseñada para realizar tratamientos específicos y ofrecer un rápido retorno de la inversión (ROI).  

A continuación, se presentan los tipos de equipos más comunes para aguas residuales, cómo trabajan y cómo impactan la rentabilidad de una empresa de acabados.

 

Sistemas de ultrafiltración

La concentración y la forma química de los metales pesados ​​solubles en una corriente particular de aguas residuales varía, dependiendo de la industria y de la combinación de operaciones en un sitio de procesamiento. Por ejemplo, en la industria de acabados de superficie, los proveedores de productos químicos especializados han desarrollado tecnologías de aleación para maximizar la resistencia elevada a la corrosión del metal.

La tecnología avanzada de membrana empleada en la ultrafiltración (UF) ofrece una solución simplificada, efectiva y superior para eliminar metales pesados ​​solubles de las aguas residuales producidas por muchos procesos, incluyendo la galvanoplastia y galvanoplastia en níquel autocatalítica. Los sistemas UF permiten que las operaciones de acabado reutilicen hasta 98 por ciento de sus aguas residuales de acabado de superficies sin utilizar aditivos químicos.

La tecnología de membrana empleada en la ultrafiltración (UF) ofrece una solución simplificada, efectiva y superior para eliminar metales pesados ​​solubles.

Los complejantes usados en la industria actual de acabados de superficie hacen extremadamente difícil tratar las aguas residuales a través de las técnicas de clarificación convencionales. La ultrafiltración tubular es un método muy efectivo para eliminar prácticamente todos los hidróxidos, sulfuros y carbonatos metálicos precipitados de la corriente de aguas residuales. El permeado de alta calidad resultante se puede alimentar directamente al equipo de ósmosis inversa para reutilizarlo, recuperarlo “como está” o descargarlo a las plantas públicas de tratamiento de aguas residuales (POTW, en inglés).

La tecnología de membrana ofrece muchas ventajas para el tratamiento de aguas residuales provenientes del proceso de acabados de superficie, entre las que se incluyen:

  • Elimina la necesidad de clarificadores o separadores de lámina.
  • No requiere coagulantes en el procesamiento.
  • Reduce el volumen de lodos generados.
  • Disminuye los costos de mano de obra.
  • Disminuye los costos de químicos.
  • Produce un efluente más consistente.
  • Sistemas de ósmosis Inversa.

La tecnología de ósmosis inversa (OI) remueve los sólidos disueltos y las impurezas del agua mediante el uso de una membrana semipermeable que permite el paso del agua, pero deja atrás la mayoría de los sólidos, sales disueltas y otros contaminantes. Las membranas de OI requieren una presión mayor que la osmótica, así como agua a alta presión para lograr el resultado deseado. El agua que pasa a través de la membrana de OI se denomina permeado y las sales disueltas que son rechazadas por la membrana de OI se llaman concentrado.

Un sistema de OI diseñado y operado adecuadamente puede eliminar hasta 99.5 por ciento de las sales e impurezas disueltas entrantes.

Un sistema de OI diseñado y operado adecuadamente puede eliminar hasta 99.5 por ciento de las sales e impurezas disueltas entrantes, así como prácticamente toda la materia coloidal y suspendida de las aplicaciones más exigentes de aguas residuales y de alimentación. La tecnología OI, típicamente utilizada en operaciones industriales, metalúrgicas y de tratamiento de superficies, es el proceso final después de la ultrafiltración o del tratamiento químico de las aguas residuales y de alimentación.

Evaporación al vacío y destilación

La evaporación es un fenómeno natural y una tecnología limpia de separación reconocida como la mejor técnica disponible (BAT, en inglés) en varios procesos de tratamiento de aguas residuales. Debido a que remueve el agua de los contaminantes, en lugar de filtrar los contaminantes del agua, es diferente a otros procesos de separación.

Ninguna otra tecnología puede alcanzar tasas tan altas de recuperación y de concentración de agua como los evaporadores al vacío, los cuales aceleran el proceso de evaporación natural para tratar y destilar cantidades de aguas residuales industriales entre 1 y 120 toneladas por día. Son capaces de alcanzar concentraciones totales de sólidos residuales de más del 85 por ciento.

Ninguna otra tecnología puede alcanzar tasas tan altas de recuperación y de concentración de agua como los evaporadores al vacío.

Los tres evaporadores de vacío primarios son:

  • Bombas de calor: flexibles y versátiles con bajo consumo de energía eléctrica y alta confiabilidad.
  • Agua caliente/fría: reduce los costos operativos al utilizar el exceso de agua caliente o vapor, así como el agua de enfriamiento existentes.
  • Recompresión mecánica de vapor (RMV): diseñada para el tratamiento de grandes flujos de aguas residuales con bajas temperaturas de ebullición, para reducir el consumo de energía.

Filtros de lecho de papel

Este tipo de filtros funcionan por gravedad y utilizan papel desechable o filtros permanentes. Esto produce una barrera positiva, la cual elimina los sólidos de todos los líquidos de procesos industriales de flujo libre. Los filtros de lecho de papel son adecuados para aplicaciones que implican la eliminación de existencias bajas o medias de metales ferrosos y no ferrosos, así como contaminantes orgánicos e inorgánicos, tales como vidrio, caucho y plástico. Los filtros de lecho de papel pueden extender la vida útil del refrigerante y las herramientas en un promedio de 27 por ciento, además de aumentar la calidad del acabado de la superficie.

Las unidades de filtración de lecho de papel estándar están disponibles con o sin separación magnética y pueden manejar caudales de hasta 130 galones por minuto (GPM). Las diferentes clases de filtro permiten ajustes de claridad de micras. Un modelo de tipo tambor, que puede procesar hasta 500 GPM de fluido y ocupa un tercio del espacio del piso de un filtro de lecho de papel.

Centrifugadoras de recipiente sólido

Estas unidades optimizan la fuerza centrífuga (en lugar de los consumibles) para separar los sólidos de los líquidos en aplicaciones de procesamiento de metales donde la eliminación de finos es importante para los objetivos de reciclaje y reutilización. El líquido del proceso se bombea o se alimenta por gravedad a la entrada de la centrifugadora. Los sólidos del proceso se separan por centrifugación de la fase líquida y se recogen en un rotor fácilmente extraíble, también conocido como liner. El líquido aclarado desborda el rotor hacia la carcasa exterior y es devuelto por gravedad al proceso, lo cual minimiza el costo de transportar refrigerantes y agua de la instalación.

Las centrifugadoras de recipiente sólido ofrecen un alto rendimiento en la separación liquido/sólido para todo tipo de partículas —metálicas y no metálicas, ferrosas y no ferrosas— y están disponibles en ambos estilos, tanto en rotor de limpieza manual (con un liner reutilizable) como en diseños de autolimpieza completamente automáticos.

Trampas separadoras de aceite

En esta solución para el tratamiento de aguas residuales, el fluido contaminado fluye a través de una serie de deflectores y un lecho con un medio poroso, donde los aceites libres y dispersados ​​mecánicamente se separan del fluido. El fluido clarificado luego fluye sobre el vertedero de descarga del efluente de regreso al depósito para su reutilización. Los aceites recogidos, las emulsiones inversas y otros materiales de desecho se recogen en la parte superior del separador y se descargan automáticamente en un recipiente adecuado. Utilizando el flujo por gravedad y la coalescencia, estos separadores pueden reducir los aceites acumulados hasta menos del 1 por ciento en una sola pasada, sin utilizar productos consumibles.

Las trampas de separadores de aceite también pueden:

  • Reducir los costos de compra de nuevos fluidos hasta en un 75 por ciento (incluidos refrigerantes sintéticos y semisintéticos, aceites solubles y aguas de lavado).
  • Disminuir el costo de los detergentes de agua de lavado, calefacción y disposición final.
  • Reducir los volúmenes de residuos peligrosos hasta un 90 por ciento.
  • Lograr el retorno de inversión en seis meses o menos.

Filtros de vacío

Capaces de operar de manera continua, los sistemas de filtración al vacío pueden eliminar significativamente los tiempos muertos. Estos sistemas, prácticamente libres de mantenimiento y con elevada eliminación de volumen de lodos, también ofrecen menores costos de producción. Los filtros de vacío de medios desechables utilizan una cámara de vacío para extraer refrigerante contaminado a través de filtros desechables. Al aplicar el principio probado de filtración óptima a través de la acumulación de contaminantes o lodos, se forma una torta de material en el medio filtrante. Estas unidades son capaces de alcanzar velocidades de flujo impresionantes, de hasta 2,000 GPM.

Los filtros de vacío semipermanentes reducen aún más los costos de operación al eliminar la necesidad de medios filtrantes desechables. El sistema de autolavado con refrigerante limpio mantiene el filtro limpio sin requerir grandes volúmenes de aire. Los sólidos autolavados caen del elemento filtrante y se depositan en un tanque, donde se eliminan mediante un arreglo de cadena de arrastre. Estas unidades requieren un área mínima y son completamente independientes, lo que simplifica el mantenimiento y la operación.

Los filtros de vacío semipermanentes reducen aún más los costos de operación al eliminar la necesidad de medios filtrantes desechables.

Considerado como un tema cada vez más crítico de preocupación a nivel mundial, el tratamiento de aguas residuales puede enfrentarse con muchos sistemas existentes, eficientes y efectivos. Si bien tiene sentido comercial implementar este proceso, puede parecer una tarea desalentadora para los talleres de acabados que no están familiarizados con el tratamiento y la reutilización de las aguas residuales internas. A simple vista, los costos iniciales asociados a la adición de un sistema de tratamiento de aguas residuales podrían parecer exorbitantes.

Los miembros de la comunidad de acabados industriales pueden emplear muchas estrategias diferentes para ayudarse a sí mismos a ir más allá del mero cumplimiento y comenzar el proceso de afectar positivamente la calidad del agua. Esto puede favorecer simultáneamente su marca, el ROI y los resultados finales.

 

Tim Hanna es vicepresidente de Desarrollo de Negocios de PRAB. Visite prab.com.

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