Depuración de aguas de una planta de tratamiento de superficies
Año de ejecución: 2018
En el Parque Industrial varias plantas realizan actividades similares —fabricación de componentes de automoción y electrodomésticos—, por lo que sus aguas residuales tienen un carácter parecido. Por ello construimos una tecnología común de pretratamiento. Un elemento esencial del diseño fue la conducción y recogida selectiva de los efluentes con distintos grados de contaminación (aclarados, concentrados, regenerados de intercambio iónico, etc.).
La tecnología se basa en la precipitación posterior al ajuste de pH. Tras separar las fases de lodo y agua, el agua pasa a los intercambiadores iónicos y el lodo a una unidad de deshidratación mecánica. El agua tratada llega a la etapa biológica existente, que no formaba parte de nuestro alcance.
Descripción detallada de la solución
Las plantas del Parque Industrial fabrican distintos componentes como proveedores del sector de automoción. Su mecanizado posterior (soldadura, esmaltado, recubrimiento en polvo, etc.) exige una preparación superficial: así se logran la resistencia a la corrosión, la soldabilidad y la adherencia superficial de los productos acabados y, en definitiva, una mayor vida útil.
Las operaciones de tratamiento superficial que generan aguas residuales son las siguientes (su orden y número pueden variar):
- desengrase
- aclarado
- decapado con ácido sulfúrico o alcalino
- aclarado
- formación del recubrimiento
- aclarado
El volumen de agua a tratar es Q = 135 m³/día. El principio del pretratamiento diseñado fue recoger por separado las aguas con distintos grados de contaminación y conducirlas después a la línea de tratamiento en cantidades reguladas. Así llegaban de forma selectiva las aguas de aclarado y de lavado de intercambiadores, de baja carga y generación continua, junto con los baños concentrados vaciados periódicamente (semanal o mensualmente).
| Etapa | Operación | Reactivo / medio | Concentración (g/l) | Tiempo (min) | Volumen del baño (m³) | Temperatura (°C) |
| 1. | desengrase | Bonderite C-AK 1372 | 40–50 | 15–20 | 0,7 | 60–70 |
| 2. | aclarado | agua de red | max. pH 10 | 1–3 | 0,7 | 40–70 |
| 3. | decapado sulfúrico | ácido sulfúrico | 130–180 | 15–20 | 0,7 | 50–70 |
| 4. | aclarado ácido | agua desionizada | min. pH 4 | 1–3 | 0,7 | 18–22 |
| 5. | decapado sulfúrico | ácido sulfúrico | 80–120 | 3–5 | 0,7 | 18–22 |
| 6. | aclarado | agua desionizada | min. pH 4 | 3–10 | 0,7 | 18–22 |
| 7. | aclarado | Na₃PO₄ / NaNO₂ | 3–4 / 1–2 | 2–5 | 0,7 | 50–70 |
| 8. | aclarado | agua desionizada | pH 3–10 | 1–3 | 0,7 | 18–22 |
| 9. | desengrase | Bonderite C-AK 1372 | 15–25 | 5–15 | 0,7 | 40–70 |
| 10. | aclarado | agua desionizada | max. pH 10 | 1–3 | 0,7 | 50–70 |
Tabla 1: Características de una línea de baños de tratamiento superficial
Imágenes de la ejecución
La esencia del tratamiento químico
El contenido de metales disueltos (Zn, Mn, Fe, Al) y el de fluoruros, sulfatos y fosfatos se precipitan mediante tratamiento con lechada de cal: los metales disueltos precipitan como hidróxidos, el fosfato como fosfato de calcio y fosfato de aluminio, el sulfato como sulfato de calcio y el fluoruro como fluoruro de calcio, pasando todo a la fase de lodo junto con los demás contaminantes. Los procesos se aceleran con un agente de tratamiento a base de aluminio (Aquapac). Además de precipitar los metales, los flóculos de hidróxido de aluminio formados ayudan a reducir aún más los contaminantes disueltos y el contenido de grasas y aceites.
Las principales reacciones de precipitación durante la depuración:
Al3+ + PO43− → AlPO4
3 Ca2+ + 2 PO43− → Ca3(PO4)2
Ca2+ + 2 F− → CaF2
Ca2+ + SO42− → CaSO4
Al neutralizar el agua residual, los iones de metales pesados y metales pueden precipitarse según las siguientes ecuaciones:
Fe3+ + 3 OH− → Fe(OH)3
Al3+ + 3 OH− → Al(OH)3
Mn2+ + 2 OH− → Mn(OH)2
Zn2+ + 2 OH− → Zn(OH)2
| Parámetro | Valor |
| pH | 4–12 |
| DQO | 100–3000 mg/dm³ |
| Extracto por disolvente (aceites, grasas) | 100–500 mg/dm³ |
| Manganeso total | 1–2 mg/dm³ |
| Fluoruro total | 1–2 mg/dm³ |
| Sulfato total | 10–500 mg/dm³ |
Tabla 2: Composición prevista del agua residual a tratar
Las principales etapas del proceso
- recogida selectiva y homogeneización de los distintos efluentes, según sea necesario;
- almacenamiento selectivo de los concentrados (ácidos y alcalinos);
- alimentación a la línea de tratamiento con caudales acordes a las cargas calculadas;
- ajuste de pH;
- tratamiento químico con dosificación de reactivos;
- separación de la fase de lodo generada respecto a la fase acuosa por sedimentación;
- deshidratación del lodo con filtro prensa de cámaras;
- postratamiento de la fase acuosa en columnas de intercambio iónico;
- vertido a través de un pozo de control final.
Diagrama de flujo del proceso
| Componente | Valor límite de vertido | Tipo |
| pH | 6,5–9 | valor límite territorial |
| Demanda de oxígeno al dicromato (DQO_Cr) | 75 mgO/l | valor límite territorial |
| Demanda biológica de oxígeno (DBO₅) | 25 mgO/l | valor límite territorial |
| Nitrógeno amoniacal | 10 mg/l | valor límite territorial |
| Nitrógeno inorgánico total | 40 mg/l | valor límite territorial |
| Nitrógeno total | 50 mg/l | valor límite territorial |
| Sólidos en suspensión totales | 50 mg/l | valor límite territorial |
| Fósforo total | 5 mg/l | valor límite territorial |
| Extracto por disolvente (aceites, grasas) | 5 mg/l | valor límite territorial |
| Níquel total | 150 µg/l | valor límite individual |
| Cadmio total | 1,2 µg/l | valor límite individual |
| Zinc total | 400 µg/l | valor límite individual |
| Cromo total | 150 µg/l | valor límite individual |
| Cromo (VI) | 100 µg/l | valor límite individual |
Tabla 3: Valores límite establecidos en el permiso ambiental integrado
Nuestro alcance de suministro
El proyecto se ejecutó en régimen «llave en mano». Nuestro alcance incluyó lo siguiente:
- reconocimiento in situ de los vertidos de los procesos productivos;
- realización de ensayos de tratabilidad en laboratorio;
- diseño tecnológico;
- elaboración de la documentación necesaria para la tramitación de permisos;
- adquisición y/o fabricación de las máquinas y equipos necesarios;
- instalación de la tecnología;
- puesta en marcha y formación de los operadores;
- supervisión técnica de la operación de prueba y elaboración del informe final;
- elaboración de la documentación para el permiso de explotación.
La tecnología funciona de forma automática: está controlada por un PLC central con ayuda de interruptores de nivel, sensores, válvulas motorizadas y sondas de pH. El proyecto se ejecutó en 2018.