Seleccionar el proceso de tratamiento de aguas residuales industriales adecuado se basa en la carga, la rapidez, el tipo de contaminante y el régimen de vertimiento. El tratamiento puede variar de un proceso simple con una sola etapa, a procesos complejos con múltiples etapas, siendo el objetivo primordial cumplir con la normativa ambiental y gubernamental.
Principales industrias que hacen tratamiento de aguas residuales
- Minería: esta industria utiliza el agua principalmente para sus procesos de extracción de minerales sólidos (carbón, hierro, arena, gravilla, etc); líquidos (petróleo crudo); y gaseosos (gas natural). De igual manera, la utilizan también para sus procesos de excavación y molienda, la cual incluye acciones de chancado, exploración, lavado y flotación de los materiales minados.
- Alimentos y bebidas: al reunir una amplia variedad de industrias subsidiarias, el agua es un componente primordial para todos sus procesos: además de utilizarla para sus productos finales, también es usada para desinfectar, escaldar, lavar, enfriar, llevar los residuos a los alcantarillados, transportar el producto, entre otros.
- Textil: esta industria utiliza grandes cantidades de agua para todos sus procesos operacionales. Casi todos los tipos de tintes, sustancias químicas especializadas y acabados químicos son aplicados al textil en baños de agua.
- Pulpa y papel (P&P): esta industria es una de las más grandes consumidoras de agua en el mundo pues requiere aproximadamente 54 m3 de agua por tonelada por producto final. Al utilizar agua en casi todas las etapas de su proceso de fabricación, las fábricas de P&P producen grandes cantidades de agua y lodos.
- Petróleo y gas: en esta industria, la red de agua es única tanto para ellas mismas como para sus procesos. El agua juega un papel vital en la producción de combustibles. Se utiliza en perforación, fracturación hidráulica, ejecución y tratamiento de pozos de refrigeración y limpieza, y uso interno (las refinerías también utilizan agua en calderas de alta y baja presión para generar vapor, y en torres de refrigeración).
Principales procesos dentro del tratamiento de aguas residuales que requieren aire comprimido
Filtro de lavado a contracorriente
El lavado a contracorriente hace referencia a bombear agua en sentido contrario mediante materiales filtrantes, incluyendo el uso intermitente de aire a baja presión durante el proceso. El lavado a contracorriente es una forma de mantenimiento preventivo para que los materiales filtrantes puedan ser reutilizados.
Como el lavado de aire con filtro de arena consiste en una aplicación de baja presión (250-350 mbar) con un nivel de agua posiblemente variable, es recomendable utilizar sopladores de aire para esta aplicación. Cada ciclo de lavado de aire se activa entre 3 a 6 horas y generalmente dura entre 3 a 10 minutos; pero podrían ser muchos más. Este constante encendido y apagado del soplador podría perjudicar su durabilidad, esto se debe considerar al momento de la selección del equipo.
Los sistemas de lavado a contracorriente requieren grandes cantidades de aire para agitar los filtros de arena. Los sopladores centrífugos multietapa son usualmente utilizados para instalaciones bastante más grandes debido a su robustez y dimensión.
Laguna aireada
Una laguna aireada es un estanque de retención y/o tratamiento abastecido con aireación artificial para promover la oxidación biológica de las aguas residuales. Un sistema de aireación consiste en un número de celdas que operan en serie, diseñado para recibir, retener y tratar las aguas residuales por un periodo de tiempo definido, según las características del desagüe. Este es el mecanismo más económico para el tratamiento de aguas residuales. Los sistemas de lagunas aireadas incluyen baja presión con sopladores de aire para alto volumen, un sistema de tuberías de aire, y difusores repartidos por toda la laguna que rompen el aire en burbujas. Las presiones son generalmente por debajo de 500 mbar, dependiendo de la profundidad de la laguna y la tecnología de aireación difusa seleccionada.
Lodos activados
Los lodos activados son un proceso bioquímico que utiliza el aire y microorganismos para oxidar biológicamente los contaminantes orgánicos, formando un lodo de desecho (o borra) que contiene el material oxidado. Aunque el sistema de lodo activado tiene grandes ventajas como efluentes de alta calidad y una menor huella ambiental, su implementación es costosa: tienen un alto nivel de consumo de energía debido a que funcionan de forma continua los 365 días del año.
Teniendo en cuenta que este proceso representa del 30 al 60% del uso total de energía eléctrica de la instalación, la eficiencia energética generalmente es prioritaria para elegir el equipo soplador; por lo que se recomienda acceder a la tecnología de velocidad variable (VSD).
Reactor por lotes secuencial (SBR)
Los reactores SBR se utilizan en todo el mundo con gran éxito para el tratamiento de aguas residuales, particularmente en industrias que se caracterizan por tener bajos caudales variables: pulpa y papel, textil y cueros, industria láctea, solo por mencionar algunas.
Se trata de procesos de lodo activado diseñados para operar bajo condiciones inestables. Estos funcionan bajo la modalidad por lotes con aireación y decantación de lodos que se procesan en un mismo tanque.
Como los reactores SBR están diseñados para minimizar los costos operacionales y de mantenimiento, el consumo de energía es mucho menor. Los sopladores de velocidad fija son generalmente los más adecuados, no solo por su simplicidad, sino también por su ventaja competitiva en cuanto a costos.
Soluciones de aire comprimido para tratamiento de aguas residuales
