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Los equipos Depcom-FQ son Edar compactas de tratamiento físico-químico diseñadas por los servicios técnicos de Intra, con un amplio rango de servicio

Tratamiento físico-químico compacto de aguas residuales industriales

Josep Alemany.
Director técnico de Intra-Aplicaciones Hidráulicas
01/10/2004
En la medida en que las sociedades se desarrollan, producen residuos urbanos e industriales que son vehiculados por el agua que consumen en sus procesos y que en su práctica totalidad es reintegrada a la naturaleza en estado líquido. Uno de los mayores retos de la sociedad actual consiste en la reintegración al medio ambiente de este agua en el mejor estado de contaminación posible.
En la última década hay una política clara de exigencias y se ha avanzado mucho en el tratamiento de aguas residuales, tanto urbanas como industriales. Los métodos de tratamiento pueden clasificarse en físicos, físico-químicos o biológicos.

Según el objetivo del tratamiento distinguimos entre:

  • Procedimiento para la separación de partículas en suspensión (sedimentación, floculación,...).
  • Procedimiento para la eliminación de materia orgánica biodegradable (aerobio y anaerobio).
  • Procedimiento para la eliminación de materia orgánica disuelta (absorción, adsorción, filtración con membranas, desorción con aire...).
  • Procedimiento de separación de contaminantes inorgánicos en agua (precipitación química, adsorción, filtración, intercambio iónico,...).
Y según las aguas a tratar:
  • Estación de tratamiento de aguas potables (Etap).
  • Estación depuradora de aguas residuales (Edar).
  • Estación de tratamiento de aguas industriales.
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Cámara flotación-decantación
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Detalle depósitos de floculante y coagulante

El tratamiento físico-químico

Este tratamiento consta, básicamente, de dos etapas: coagulación y floculación. La primera consiste en conseguir que las materias coloidales y en suspensión existentes en el agua formen coágulos, mediante cambios de polaridad. Durante la fase de floculación estos coágulos se aglomeran formando flóculos, lo que permite su fácil separación del agua tratada. En el tratamiento físico-químico de aguas residuales industriales se separan componentes contaminantes no disueltos en el agua sin alterar, en principio, los componentes disueltos. Al menos éste es el concepto comúnmente aceptado en la tecnología de tratamiento de aguas residuales. Lo cierto es que al producirse una adición de reactivos químicos (coagulantes, floculantes, neutralizadores de pH) se modifica la estructura química y se produce precipitación de componentes que estaban disueltos en el agua.

Este fenómeno químico se aprovecha, por ejemplo, para la eliminación del hierro y el manganeso pasándolos a una forma oxidada, o de los sulfatos mediante adición de un hidróxido, y a su posterior precipitación a un pH adecuado.

En cierto modo debemos aceptar que el proceso de tratamiento de aguas residuales, aunque en diseño se plantee de forma modular y por fases (pretratamiento, tratamientos primarios, secundarios y terciarios) y con objetivos específicos para cada fase, en realidad es un proceso global en el que cada actuación que propongamos en una fase afectará y modificará la efectividad de los demás procesos.

El tratamiento físico-químico consta, básicamente, de dos etapas: coagulación y floculación
Las claves principales para un buen rendimiento de un tratamiento físico-químico son:
  • Diseño funcional y de alto rendimiento de los equipos.
  • Selección equilibrada del conjunto de reactivos químicos, básicamente en función de estos cuatro parámetros: eficiencia en la clarificación del agua, tiempo de reacción, costes de los reactivos y volumen de fangos generados.
  • Eficiencia en la separación física de los flóculos del agua bien clarificada.

Separación de los flóculos

Una vez ensayados los reactivos más adecuados para el agua a procesar, deberá tenerse en cuenta que, una vez floculados, los sólidos deben separarse del agua tratada y ésta debe salir del sistema lo más clarificada posible. Sin una buena separación de los sólidos floculados, el rendimiento del tratamiento será insuficiente, por lo que será necesario determinar si flóculos formados tenderán a decantar o a flotar.

Es muy probable que después de la floculación existan partículas que decantarán al tener un densidad sensiblemente mayor a la del medio en que se encuentran, mientras que otras flotarán en la superficie por tener una densidad menor. También podemos encontrar partículas cuya densidad sea bastante similar y necesiten ayuda para rebasar la tensión superficial del agua que estamos tratando.

Por ello, al seleccionar la combinación de reactivos no sólo debemos procurar que la decantación de flóculos sea óptima; sino que debemos considerar la posibilidad de mejorar los rendimientos aprovechando que algunos de esos flóculos tenderán a flotar.

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Edar compacta Depcom-FQ
Para ello debemos disponer de instalaciones donde los flóculos puedan separarse tanto por flotación como por decantación, así podremos optimizar la combinación posible de reactivos. A primera vista puede parecer que se encarece innecesariamente la Edar, pero en realidad lo que se producirá es el doble efecto de flotación-decantación en un altísimo porcentaje de las aguas.

El mayor rendimiento en la flotación debe conseguirse con la ayuda de microburbujas de aire, lo que se puede conseguir mediante varios sistemas.

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Esquema de componentes.

Diseño compacto

El diseño de los equipos de un sistema físico-químico, con las características antes descritas: homogeneización aireada, control de pH, coagulación y floculación en cámaras de contacto y separación de flóculos por flotación y por decantación, es más o menos el mismo para la gran mayoría de los sistemas de tratamiento de aguas residuales industriales.

Una vez conseguido un diseño versátil y modular, las ventajas de una planta compacta, instalada sobre una plataforma común son evidentes. En lugar de instalar una serie de depósitos y equipos independientes, efectuando “in situ” sus conexiones tanto hidráulicas como eléctricas, la empresa fabricante de la unidad de tratamiento realiza el montaje en sus talleres y entrega el sistema montado y probado.

Las Edar compactas Depcom-FQ presentan un diseño de instalación sumamente innovador
La industria receptora sólo debe hacerse cargo de las conexiones de llegada del agua residual, salida del agua tratada, suministro de energía eléctrica al cuadro que también forma parte del módulo y agua de servicio para preparación de reactivos y limpieza. Se ha evitado de esta forma, tanto la engorrosa y costosa obra civil de las Edar convencionales, como el tiempo necesario para el montaje mecánico y eléctrico en planta.

La fiabilidad y economía de un diseño compacto son claras, y por su característica modular y regulable permite la ejecución de distintas estrategias de tratamiento con un mismo equipo.

Instalación innovadora

Los equipos Depcom-FQ son Edar compactas de tratamiento físico químico diseñadas por los servicios técnicos de Intra, con rango de servicio desde un caudal mínimo hasta 25 m3/h. Están concebidas específicamente para el tratamiento de aguas residuales industriales de muy distintas características y los caudales son los aplicables a una calidad media del agua, pudiendo ser mayores o menores según la calidad de ésta, según se indica en la documentación técnica específica.

Las Edar Depcom-FQ se adaptan a las características del agua a procesar, incorporando los equipos complementarios necesarios como tamices de sólidos, mayor o menor depósito receptor y homogeneizador, equipos de tratamiento secundario, etc., también diseñados por los servicios técnicos de Intra.

Las Edar compactas Depcom-FQ presentan un diseño de instalación sumamente innovador respecto al tradicional proceso de tratamiento físico-químico. La clave está en integrar todos los procesos necesarios descritos anteriormente:

  • Recepción, homogeneización y aireación autónoma del agua bruta.
  • Control y adecuación del pH en continuo.
  • Tamizado de sólidos (opcional).
  • Tratamiento físico-químico.
  • Cubetos de retención de derrames en depósitos de reactivos.
  • Presurización autónoma a 6 bar.
  • Separación de carga floculada por flotación y decantación.
  • Evacuación controlada de fangos separados en estado líquido.
  • Sistema de retención-secado de fangos con los sistemas: por gravedad en saco filtrante, a presión en sacos filtrantes y en filtro prensa, decantadora centrífuga, mesa predeshidratadora, etc.

Para pequeños volúmenes y en función de las condiciones de cada caso, se puede aplicar una planta Depcom-FQS de proceso discontinuo con reactor físico químico multifuncional de tratamiento secuencial por bloques. Esta línea de Edar, también compacta y suministrada en fase de premontaje para su instalación, es ideal para los casos en que los procesos productores de agua residual sean discontinuos y con volúmenes inferiores a 10 ó 12 m3/día.

Las plantas Depcom-FQS son muy adecuadas cuando existen sólidos muy pesados y abrasivos unidos a los sólidos floculados a separar, ya que en éstas puede potenciarse, si se desea, la descarga puntual de éstos frente a la de los flotantes.

El mayor rendimiento en la flotación debe conseguirse con la ayuda de microburbujas de aire
Las series Depcom-FQ y FQS están fabricadas en acero inoxidable e incluyen sistemas de dosificación de reactivos, equipos de bombeo y cuadro de mando y control sobre un único soporte. Todo tratamiento de agua residuales conlleva la producción de residuos. En las Depcom-FQ y FQS tendremos un residuo mixto formado por flotantes y decantados que formarán un fango de similares características físico-químicas, y que deberán ser gestionados convenientemente.

La gestión de estos fangos puede efectuarse en servicios exteriores y ajenos al cliente, o en las propias instalaciones del cliente mediante sistemas de acondicionamiento, inertización, secado, etc., también diseñados por los servicios técnicos de Intra.

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Bombas de proceso instaladas en Depcom-FQ.
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Bomba de proceso y bomba aireador.
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Diagrama de flujo.

Conclusiones

La escasez y la continuada degradación de la calidad del agua pone ante las empresas que intervienen en los procesos del agua nuevos retos y nuevas exigencias que requieren innovaciones técnicas, nuevos materiales, mejores rendimientos energéticos, etc.

Invertir en equipos y procesos de tratamiento y reutilización del agua no es sólo un coste de producción sino un reto estratégico que mejora la calidad de la producción y, en muchos casos, reduce costes de explotación que permiten amortizar las inversiones en periodos de tiempo aceptables

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