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Cristalizadores para el tratamiento de efluentes industriales: vertido cero

Cristalizadores aguas residualesLos cristalizadores son una de las principales tecnologías para obtener un  vertido cero en un proceso de tratamiento de efluentes industriales. Esto significa que el proceso de tratamiento o depuración no produce ningún vertido líquido y normalmente se obtiene un agua de buena calidad que puede ser reutilizada en procesos de fábrica, además de un residuo sólido que suele ser valorizable para su comercialización interna/externa o combustible. Cuando no puede ser reaprovechado por carecer de valor puede ser cedido a depósitos controlados.

Algunos de los procesos que inciden de forma especial para obtener el vertido cero son la cristalización, el secado térmico y la estabilización de líquidos.

Para llegar a estos resultados normalmente se precisa de una etapa previa de concentración mediante equipos de evaporación al vacío de alta eficiencia energética, para obtener unos efluentes concentrados, que serán los que posteriormente serán minimizados con alguna de las mencionadas técnicas.

Cristalizadores

La cristalización es una operación de separación en la que se produce la transferencia de un soluto desde la fase líquida a una fase sólida cristalina, al variar la temperatura o la composición de la solución.

El proceso industrial de cristalización se basa fundamentalmente en obtener de forma temporal la solución sobresaturada en relación al equilibrio, ésta es la autentica fuerza motriz del proceso. La sobresaturación puede alcanzarse mediante la reconcentración del soluto por la evaporación del solvente, el enfriamiento de la solución o la acción de otro producto químico que se adiciona a la solución para disminuir la solubilidad del soluto original, o incluso una combinación de los tres procesos.

En el proceso de cristalización existen una serie de factores, diferentes a la sobresaturación, que determinan la cinética de formación de cristales y, por tanto, el tamaño de éstos. Estos factores son la temperatura, la agitación y el tiempo; actuando sobre ellos es posible obtener cristales muy finos o gruesos.

Los cristalizadores por evaporación trabajan al vacío, así el agua se evapora a temperaturas mucho más bajas (35-80ºC). El agua se condensa y puede ser utilizada como agua destilada.

La especial configuración del recipiente de evaporación con un sistema de calefacción tipo camisa, por donde circula el fluido de calefacción (vapor, agua caliente, fluido térmico) permite alcanzar elevadas concentraciones en la cámara con presencia de sólidos sin que esto represente ningún problema para el proceso.

A la salida del cristalizador se precisa generalmente algún sistema final de deshidratación de las sales, los más eficientes son:

  • Centrífuga: Este equipo permite deshidratar por lotes grandes cantidades de cristales de todo tipo de sales.
  • Filtro deshidratador: Se descarga el lote de licor madre y sales sobre un tapiz que drena el líquido que vuelve a cabecera del evapo-cristalizador, mientras que las sales quedan retenidas y separadas por un rascador al final del recorrido, el cual las descarga sobre un contenedor.
  • Contenedor de drenaje: Sigue el mismo procedimiento que el anterior pero sus mayores dimensiones permite tratar mayores cantidades de sales cristalizadas.
  • Tambor rotativo: con camisa de enfriamiento del cilindro exterior y un rascador que extrae los cristales que se depositan en la superficie interna. El líquido a cristalizar procede de una etapa de concentración por evaporación y por tanto está caliente. El fluido de enfriamiento puede ser agua de un circuito de refrigeración con torre evaporativa o de fluido refrigerante que se mantiene a muy baja temperatura con equipos de frío industrial.
  • Reactor decantador: un proceso que utiliza la evaporación previa para concentrar el soluto, pero en la zona de equilibrio, mediante la dosificación de un producto químico específicamente estudiado para cada caso, puede ser otra sal, otro solvente, un polímero, etc., se produce un desequilibrio en la solución original que conduce a la precipitación de cristales que son extraídos del tanque de reacción por dispositivo diseñado para tal fin. Este proceso permite la cristalización fraccionada y la obtención separa de diferentes cristales de sustancias de elevado valor añadido.

Los procesos de evaporación al vacío y de cristalización deben ser estudiados específicamente para cada caso. Condorchem Envitech dispone de una larga experiencia en el diseño, fabricación e instalación de estos equipos para una gran variedad de procesos industriales diferentes.

Secado térmico (spray drying)

El secado térmico consiste en pulverizar una solución rica en sólidos disueltos, nunca en suspensión, en una cámara que se mantiene caliente por acción de los gases de combustión de un quemador o de aire caliente (180 a 400 ºC). Al entrar en contacto con la temperatura el solvente se evapora instantáneamente y el sólido precipita en el fondo de la cámara. Un sistema de venturi permite extraer el sólido secado y se separa del vapor de agua y gases de combustión fríos (aprox. 100ºC) que se emiten al exterior. Un proceso de filtrado/lavado de estos gases garantiza los límites de emisión a la atmósfera.

Debido a que es un proceso que consume gran cantidad de energía (kwt/litro evaporado) es preferible utilizar después de un proceso de evaporación para reconcentrar el soluto y disminuir el volumen de agua a evaporar. El sólido obtenido puede ser reutilizado cuando es posible o cedido a depósito controlado.

Estabilización / inertizado

La estabilización de líquidos es muy recomendable cuando la gestión del residuo líquido es muy costosa o imposible y cuando la cristalización o secado térmico no puede aplicarse por cuestiones técnicas o de inversión.

Consiste en la mezcla del residuo líquido o pastoso, previamente concentrado por evaporador, con un material inerte de bajo coste. Normalmente se emplea para este fin arcillas, cal viva, cal apagada, cemento, etc., aunque también suelen emplearse algunos polímeros deshidratantes como bentonita, sepiolita, etc. En algunos casos puede utilizarse otro residuo sólido (por ejemplo: fangos depuradora, cenizas, escorias, etc.).

El proceso de mezcla se hace por lotes o en continuo en un equipo denominado BLENDER, que consiste en un tambor donde llegan por separado la alimentación del líquido o pasta y el producto sólido estabilizante, se mezclan hasta formar una masa homogénea y se descarga por la boca frontal hacia un contenedor.

La mezcla se cementa en unas horas y con el paso del tiempo pierde prácticamente toda la humedad, quedando solidificada e inerte. Este producto puede llevarse a vertedero sin más problema ya que no se volverá a disolver nunca más.

La cantidad de producto cementante estabilizante por litro de líquido o pasta dependerá del tipo de residuo pero normalmente esta entre los 0,8 y 2 litros de cementante por litro de residuo líquido o pasta.En el tratamiento de vertidos líquidos industriales se aspira a conseguir el llamado vertido cero, esto significa que el proceso de tratamiento o depuración no produce ningún vertido líquido y normalmente se obtiene un agua de buena calidad que puede ser reutilizada en procesos de fábrica, además de un residuo sólido que suele ser valorizable para su comercialización interna/externa o combustible. Cuando no puede ser reaprovechado por carecer de valor puede ser cedido a depósitos controlados.

Vertido cero en lavado y desalado de jamones

salmueras lavado jamonesDespués del salado del jamón es preciso hacer un lavado con agua para eliminar los restos de sal que quedan en la superficie, esta operación conlleva, además del consumo de agua potable, la producción de aguas residuales con muy elevado contenido en sal que no pueden ser vertidas por su elevada contaminación, la gestión externa de este residuo de salmueras en España es muy costosa. Recientemente se han introducido en el mercado maquinas para el desalado y lavado con sistemas de bajo consumo de agua, que ayudan a llevar a cabo un proceso de desalación sostenible.

Condorchem propone un innovador equipo, DESALT ECO DRY, que permite separar completamente, a muy bajo coste, la sal del agua mediante equipos compactos y automáticos de evaporación al vacío. Solo se consumen 250 w por litro, no hay ningún coste más, se obtiene sal seca sólida que se podrá comercializar como subproducto (deshielo de carreteras y accesos, regeneración de equipos de ablandamiento de agua, etc.) o cederla como residuo sólido no peligroso. Actualmente se esta investigando un procedimiento para esterilizar/purificar completamente la sal recuperada y obtener la clasificación de apta para el consumo lo que permitiría reutilizarla en el salado de los jamones.

pdflavado y desalado de jamones con vertido cero de aguas residuales

The Nalco Water Handbook actualizado para el S XXI

nalco_walter“The Nalco Water Handbook” es para muchos profesionales del medio ambiente algo parecido a la Biblia del tratamiento de aguas. Coincidiendo con el 30º aniversario de su publicación original, Nalco lanzó a finales del año pasado la tercera edición de su ya clásica obra.

El nuevo volumen constituye una rigurosa actualización de las antiguas ediciones de este clásico libro y recoge los principales avances, tanto tecnológicos como legislativos, que se han producido en el tratamiento de aguas en los últimos años.

Así, la nueva edición representa una fantástica guía para la comprensión de las principales técnicas de tratamiento de agua y explica de forma detallada las distintas tecnologías de las que disponemos para mejorar la calidad del agua, minimizar su uso e implementar procesos de tratamiento más eficientes.

Entre los nuevos contenidos encontramos información actualizada acerca de aguas residuales, sistemas de refrigeración, control microbiológico, conservación de la energía, higiene medioambiental, o los problemas derivados de la generación de vapores y las medidas para su prevención.

El libro ha sido reestructurado de forma que su contenido fluya como si de un proceso de tratamiento de aguas se tratase. El nuevo “The Nalco Water Handbook” se abre con una discusión sobre las características del agua, las impurezas a las que prestamos atención a la hora de su tratamiento y su disponibilidad.

Continúa con el apartado de aplicaciones, en el cual se analiza un proceso de tratamiento de aguas, desde el momento en que esta entra en una planta de producción hasta que es devuelta a la naturaleza.

La sección “La energía en los sistemas de agua” tiene una mirada más amplia y no se centra únicamente en el vapor, sino también en refrigeración y el tratamiento de aguas residuales. En esta parte del libro también encontramos información referente al uso eficiente de la energía, ya que en cada uno de estos capítulos del libro se nos presentan diversos elementos claves que nos ayudan a entender y gestionar el uso de la energía en estos sistemas.

El apartado de soluciones industriales hace un nuevo repaso a como las diferentes tecnologías son aplicadas en cada sector, y destaca el papel que el agua juega en la producción de bienes de consumo, petroleo, metal, papel, o energías alternativas, por poner algunos ejemplos. Además, cada una de estas tecnologías de tratamiento de aguas es descrita de forma minuciosa. En este sentido, las técnicas analizadas son:

  • La química del agua.
  • Fuentes de agua.
  • Los contaminantes.
  • La eliminación de impurezas.
  • Generación de vapor.
  • La energía en los sistemas de agua.
  • Vertido de efluentes residuales.
  • Uso industrial y municipal del agua.

“The Nalco Water Handbook” es una obra esencial para todos los profesionales dedicados al tratamiento de aguas, formados en las áreas de química o ingeniería química
A continuación os dejamos un documento que recoje la presentación y resumen que hacen del libro su editor, Daniel J. Flynn, y el presidente de Nalco, J. Erik Fyrwald.
pdfDescargar presentación

Compostaje de lodos de una EDAR urbana y una EDAR farmacéutica

compostajeEl compostaje es un sistema de transformación microbiológica aerobia controlada de la fracción orgánica de residuos de distinta naturaleza. Un amplio conjunto de microorganismos transforman los materiales orgánicos en un producto húmico que puede usarse como importante regenerador o enmendante orgánico de suelos, disminuyendo el volumen y contenido de estos residuos en patógenos, siempre que el proceso esté bien controlado.

En este nuevo post os presentamos un estudio llevado a cabo por la Universidad de Castilla La Mancha que tiene como objetivo conocer el comportamiento en el proceso de compostaje de los lodos de una Estación de Depuración de Aguas Residuales (EDAR) urbana y de una EDAR de la industria farmacéutica.

Por otra parte, el estudio también se pretende comprobar la viabilidad de la aplicación agrícola de compost como enmendante orgánico. Esto permitiría obtener un doble beneficio ya que a la vez que se obtiene un producto de calidad que aporta materia orgánica al suelo, se gestionan residuos de especial importancia por su gran producción y potencial contaminante.
pdfCompostaje de lodos