Aplicaciones de aire comprimido para el tratamiento de aguas residuales industriales

• 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).

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.

El proceso MBR utiliza filtración adicional para producir un efluente de mayor calidad y es una variación del proceso de lodos activados. Es común en plantas de mediana a gran escala y cuenta con un filtro de membrana ultrafina instalado en el extremo de descarga de un depósito de aireación estándar.

Las bombas instaladas en los filtros de membrana crean un ligero vacío y extraen el efluente a través de la membrana. 

Los orificios ultrafinos en la membrana no permiten que los microbios biológicos pasen a través de la membrana, lo que los mantiene en el depósito de aireación. 

La membrana se obstruye o se ensucia en este proceso y requiere una limpieza más frecuente.

El MBBR es un método mucho más compacto de tratamiento de aguas residuales que se puede escalar para adaptarse a cualquier tamaño de planta, y es una versión del sistema tradicional de lodos activados. 

En este método, el reactor se llena con miles de portadores de biopelícula (bolas de plástico) que protegen las bacterias utilizadas para descomponer los contaminantes en las aguas residuales. 

Una rejilla difusora produce el aire necesario para dispersar eficazmente los portadores de biopelícula por toda la cuenca, al mismo tiempo que proporciona la aireación necesaria para el crecimiento de la biopelícula.

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.

La digestión anaeróbica se utiliza para tratar los lodos generados por el proceso de tratamiento de aguas residuales, así como otros residuos biológicos. 

Por definición, la digestión anaeróbica no utiliza aire; en cambio, una serie de microorganismos descomponen los desechos sólidos en gas metano y dióxido de carbono, además de nitrógeno, amoníaco y sulfuro de hidrógeno en cantidades más pequeñas. 

Este biogás se extrae del reactor y se quema para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, o se trata en una serie de filtros antes de inyectarse en un generador. 

Una vez inyectado en un generador, el biogás se puede utilizar para generar electricidad y calor en el lugar, también conocido como sistema de cogeneración. 

Dependiendo de la composición y la cantidad de desechos en el digestor, este proceso puede producir una cantidad sustancial de energía que se puede utilizar para las operaciones de la planta.