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Procesos para el tratamiento de las aguas residuales en plantas galvánicas y metalúrgicas |
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El objetivo del presente trabajo es presentar diversos procesos que se están empleando para el tratamiento de las aguas residuales que se generan en una planta galvánica y metalúrgica. Se tratará con mayor detalle la caracterización de las aguas residuales en lo referente al tipo de impureza y análisis de las aguas, para después presentar las tecnologías para el control de efluentes de acuerdo al tipo de contaminante a eliminarse. |
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1.- INTRODUCCIÓN
Toda actividad humana tiene un impacto dentro y fuera de su entorno,
la contaminación no sólo altera el equilibrio ecológico
produciendo mortandad de algunas especies animales y vegetales
o la proliferación descontrolada de otras, sino que puede
destruir en forma definitiva la vida en los lugares afectados.
En casi todos los países industrializados se ha tomado
conciencia de este reto que obliga a detener la destrucción
de nuestro habitat. Es así que las actividades de los diferentes
sectores industriales se ven en la tarea de evitar o minimizar
los impactos negativos al ambiente, ya sea a través de
la implementación de prácticas de prevención
de la contaminación o del tratamiento de los efluentes
antes de ser vertidos al medio ambiente.
El trabajo que se presenta aquí, es una ampliación
de la monografía anterior [1] y está orientado en
la presentación de tecnologías que se vienen desarrollando
para el tratamiento de las aguas residuales en plantas galvánicas
y metalúrgicas, de acuerdo al tipo de contaminante a eliminarse.
2.- IMPUREZAS QUE SE ENCUENTRAN EN LOS DESECHOS INDUSTRIALES
Las aguas residuales galvánicas y metalúrgicas se
constituyen en uno de los desechos industriales inorgánicos
de gran poder contaminante por sus características tóxicas
y corrosivas. Las impurezas que se pueden encontrar son numerosas
, de naturaleza diferente, de concentración diferente y
de tamaño diferente [2]. Las características tóxicas,
principalmente en las aguas residuales galvánicas, se deben
a las concentraciones normalmente elevadas de cianuros y metales
pesados. Además, la elevada acidez o alcalinidad de dichas
aguas confieren al desecho un fuerte poder corrosivo.
Dentro de las impurezas se pueden incluir aceites, grasas, espumas,
minerales solubles como bicarbonatos, sulfatos, nitratos, cloruros,
cianuros, gases disueltos como CO2, H2S, NH3, emulsionantes (orgánicos
y tensoactivos), aditivos (inorgánicos y orgánicos,
para inducir el refinamiento del grano y la nivelación
de la superficie del recubrimiento), y principalmente una apreciable
concentración de metales como resultado de la disolución
metálica de las piezas de trabajo [2]. El tamaño
de las impurezas puede variar desde dimensiones submicronicas
(suspensiones coloidales) hasta milimétricas (arenas y
partículas metálicas).
3.-
TECNOLOGIAS PARA EL CONTROL DE EFLUENTES
3.1. Requerimientos:
Para determinar las operaciones y procesos unitarios a ser utilizados
dentro de una planta de tratamiento de efluentes, previamente
se necesita de un análisis de los siguientes factores técnicos
y económicos:
El
volumen de las aguas residuales es sin duda el principal parámetro
para el dimensionamiento de cualquier sistema de tratamiento físico,
químico o biológico. En las instalaciones galvánicas
el volumen de las aguas residuales a ser tratadas es de difícil
cuantificación debido a las diversas variables que influyen
en la misma.
El volumen y la concentración en las aguas residuales es
función principalmente: del volumen de producción,
del sistema de operación (manual, semiautomático,
automático) y fundamentalmente del sistema de enjuague
(en contracorriente doble, triple; enjuague en serie, etc.). Las
piezas al ser retiradas de cada baño galvánico arrastran
consigo cantidades apreciables de solución, siendo el volumen
arrastrado tanto mayor cuanto más compleja es la forma
de las piezas a recubrir. Otros factores que también influyen
son: concentración y temperatura del baño galvánico;
posición , número y tamaño de las piezas
en los baños galvánicos; temperatura del agua de
enjuague; agitación en el tanque de enjuague; tiempo para
el escurrimiento de las piezas en el baño galvánico;
tiempo de contacto de las piezas con el agua de enjuague, etc.,
requiriéndose de esta manera un mayor volumen de agua de
enjuague [4].
Por otro lado, las variaciones en las aguas residuales, tanto
cualitativas como cuantitativas son comunes debido a la gran variedad
de procesos de recubrimiento galvánico que se dan a la
superficie de un metal (cromado, plateado, dorado, niquelado,
etc,), es por ello que los desechos generados, antes de ser sometidos
a los procesos de destoxificación o de tratamiento, requieren
una previa igualación para la estabilización del
caudal y de las características físico-químicas,
principalmente pH y concentración de metales pesados.
Investigaciones realizadas en el tratamiento de dichas aguas [4],
han demostrado que es importante que las aguas residuales galvánicas
sean clasificadas en las siguientes cuatro categorías en
función de las necesidades de segregación para efectos
de su tratamiento posterior:
| a) | Aguas residuales alcalinas que contienen cianuros. | |
| b) | Aguas residuales ácidas que contienen cromo. | |
| c) | Aguas residuales alcalinas exentas de cianuros que contienen otros aniones. | |
| d) | Aguas residuales ácidas exentas de cromo que contienen otros metales pesados. |
Es de suma importancia la segregación de los desechos que
contienen cianuros de los desechos ácidos por la posible
formación del ácido cianhídrico. Así
mismo, es necesario segregar los desechos con cianuros de los
desechos que contienen cromo, porque además de formarse
el ácido cianhídrico, sería imposible conseguir
la oxidación de cianuros y la reducción del cromo
en el desecho. Finalmente, es importante separar las aguas cianuradas
de las que contienen níquel y hierro, debido a que pueden
formar complejos cianurados que requieren tiempos de retención
mucho mayores en las unidades de oxidación de cianuros
[4].
3.2.- Clasificación de las Tecnologías:
Muchas de las tecnologías existentes y emergentes, se basan
en el tipo de contaminante predominante en el efluente líquido
a tratar, en el caso de la industria galvánica y metalúrgica,
la contaminación de las aguas se debe a la presencia de:
cianuros, metales pesados, pH, sólidos suspendidos, sólidos
disueltos, amoniaco, arsénico, nitratos y sustancias orgánicas.
En base a lo anterior, existen dos tipos de clasificaciones, de
acuerdo a su utilización y de acuerdo al tipo de proceso.
La experiencia ha demostrado que no basta la aplicación
de un solo método, sino que generalmente una tecnología
es efectiva cuando se usa en combinación con otra(s) tecnología(s).
A) De acuerdo a su utilización se subdividen en :
| * | De uso amplio, referido a un método de tratamiento usado comúnmente. | |
| * | De uso limitado, es decir un método de tratamiento usado ocasionalmente. | |
| * | Unico, método empleado en uno o mas lugares. | |
| * | Piloto, método con eficiencia demostrada pero a escala menor que la comercial. | |
| * | Potencial, método que podría ser usado pero que no se hace por limitaciones económicas, de performance, etc. |
En la Tabla 1, se muestra las diferentes tecnologías aplicadas
de acuerdo a la categoría del efluente a eliminar. En la
monografía anterior [1] se habló en detalle de los
procesos de oxidación para la eliminación de cianuros
y de los procesos de remoción de compuestos orgánicos
y metales pesados empleando arcillas como adsorbentes, aparte
de estas, se utilizan comúnmente otras tecnologías
tales como: Precipitación química, neutralización,
depósitos de sedimentación y sedimentación/estabilización.
B) De acuerdo al tipo de proceso se tienen aquellos con: flujo
discontinuo, flujo continuo o en los llamados procesos directos.
| a) | Procesos
de flujo discontinuo o batch. El método batch es
normalmente empleado en plantas de tratamiento que manejan
pequeños caudales de aguas residuales, sobretodo
cuando se desea destoxificar o eliminar concentrados. Las
aguas residuales son almacenados durante un período
de tiempo (puede ser un día o una semana) al final
del cual son tratados mediante el uso de reactivos químicos.
Este tipo de proceso batch es económico en instalaciones
pequeñas, pero es inmanejable y costoso de operar
cuando son instalaciones grandes [5]. Son comunes emplear
tecnologías como la precipitación química
y la neutralización. |
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| b) | Procesos
de flujo continuo: una planta de tratamiento continuo es
más compacta, costosa de instalar, pero económica
de operar. El control automático es por lo general
bastante complejo y el que define la eficiencia del proceso
y virtualmente la única operación manual requerida
es el mantenimiento de los instrumentos y de los dosificadores
de reactivos químicos. El proceso continuo exige
una igualación previa del caudal permitiendo una
parcial estabilización de sus características
físicoquímicas, principalmente pH y concentración
de metales pesados. Las aguas residuales fluyen continuamente
de una unidad de tratamiento a otra, en cada una de las
cuales, los reactivos químicos son adicionados en
forma continua [5]. |
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| c) | Proceso
directo o integrado: En este proceso las unidades de tratamiento
son integradas dentro de la línea de electrodeposición.
Las piezas al ser retiradas del baño galvánico
son sumergidas en un baño que contiene los soluciones
destoxificantes. Este proceso es menos costoso de instalar
y ofrece una ligera economía en cuanto a los reactivos
químicos para el tratamiento. La ventaja principal
es que se destruye cianuros complejos y se reduce eficientemente
el cromo hexavalente a trivalente trabajando con soluciones
destoxificantes concentradas. Estas soluciones deben cambiarse
una vez cada dos o tres meses [6]. El principal inconveniente
es que está limitado a instalaciones no muy grandes
y requiere de un tanque de almacenamiento con una capacidad
de treinta veces el volumen de agua de enjuague a tratar,
en dicho tanque se recolecta las aguas de enjuague de las
demás líneas de descarga para su neutralización
conjunta. |
Fuente: http://www.estrucplan.com.ar/
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