P: ¿Cuáles son algunos consejos que puede darle a nuestro taller sobre la eliminación adecuada de iones de metales pesados solubles de nuestras aguas residuales?
A: Los fabricantes de hoy deberían ser muy conscientes de los problemas (y especialmente de las sanciones) asociados con la descarga de aguas residuales industriales en sistemas de tratamiento de aguas residuales. La corrosión y otras interferencias con esos sistemas, la exposición de los trabajadores a sustancias tóxicas y humos peligrosos, los altos costos de eliminación de lodos y el paso de contaminantes tóxicos a las aguas superficiales son sólo algunos de los resultados de un tratamiento inadecuado o insuficiente de las aguas residuales.
La eliminación de iones de metales pesados solubles de las aguas residuales es un requisito de tratamiento industrial común en la fabricación moderna. Los procesos que generan corrientes de residuos que contienen metales pesados incluyen:
La precipitación y la ultrafiltración proporcionan dos formas de eliminar metales pesados de las aguas residuales que son superiores a las soluciones convencionales. Ambos pueden ayudar a los fabricantes a evitar consecuencias costosas, y un proveedor acreditado puede asesorar sobre qué proceso ofrecerá los mejores resultados basándose en una variedad de criterios específicos de la aplicación.
La concentración y la forma química de los metales pesados solubles en una corriente particular de aguas residuales varían dependiendo de la industria y la combinación de operaciones en un sitio de procesamiento. Por ejemplo, en la industria del revestimiento, los proveedores de productos químicos especializados han desarrollado tecnologías de aleaciones como zinc/níquel y otros revestimientos de aleaciones para maximizar la alta resistencia a la corrosión del metal.
El zinc/níquel elegido para la industria actual de acabado de superficies es un electrolito químico alcalino en lugar de un electrolito químico ácido. Esto se debe a la distribución de la aleación que requiere el espesor de la placa en toda la pieza. Desafortunadamente, la química alcalina contiene quelantes y/o complejantes y aditivos orgánicos para permitir la codeposición del níquel en el depósito con el zinc. Estos quelantes/complexores hacen que las aguas residuales sean extremadamente difíciles de tratar mediante métodos de tratamiento físicos o químicos convencionales.
Las aguas residuales de zinc y cromo se pueden tratar mediante métodos convencionales, como la precipitación y el uso de polímeros en un clarificador de láminas, seguido de un filtro prensa para deshidratar los lodos. Sin embargo, el zinc/níquel alcalino altamente complejado no quiere precipitar y los metales quelados tienden a permanecer en solución. Además, las concentraciones de metales son demasiado altas para descargarlas en las plantas de tratamiento públicas locales (POTW). El níquel es un componente peligroso y no está exento. La adición de aguas residuales del proceso de zinc/níquel hará que su torta de filtro prensa se convierta en un residuo peligroso “listado” por la RCRA con la designación F006, lo que resultará en aumentos significativos en sus costos regulatorios y de eliminación.
Las estrategias de eliminación típicas implican precipitar los metales en forma insoluble (como hidróxidos, sulfuros, carbonatos o alguna combinación) y eliminar el precipitado con ultrafiltración tubular (para filtrado de muy alta calidad) o clarificación convencional. Luego, el lodo resultante se recoge, se espesa y se deshidrata para su eliminación en vertederos y se cataloga como F006 (pero en un volumen mucho menor) y la fase acuosa se devuelve al proceso de ultrafiltración.
A diferencia de las técnicas de clarificación convencionales, la ultrafiltración tubular (UF) es un método muy eficaz para eliminar prácticamente todos los hidróxidos/sulfuros/carbonatos metálicos precipitados de la corriente de aguas residuales tratadas. El permeado de alta calidad resultante se puede alimentar directamente al equipo de ósmosis inversa para su reutilización, recuperarlo "tal cual" o descargarlo al POTW. La ultrafiltración tubular puede procesar concentraciones de sólidos de hasta el 18 por ciento (p/p), pero la operación más eficiente normalmente ocurre entre el 3 y el 5 por ciento de sólidos.
El lodo normalmente se extrae y se pasa a través de procesos convencionales de espesamiento/filtro prensa o procesos similares para producir sólidos deshidratados, generalmente para su eliminación en vertederos. Los sobrenadantes de los procesos de manipulación de lodos se reciclan a través del sistema TMF de modo que las únicas salidas son el agua filtrada y la torta de sólidos compactos.
La precipitación de hidróxido es un método común ya que es relativamente sencillo de operar. La precipitación de sulfuro tiene algunas ventajas, pero el pH y el potencial de oxidación-reducción deben controlarse cuidadosamente para minimizar el riesgo de producir niveles tóxicos de gas de sulfuro de hidrógeno. También es una opción utilizar la precipitación con hidróxido y sulfuro en dos pasos secuenciales, particularmente cuando hay complejos o quelatos presentes. La coprecipitación de carbonato con carbonato de sodio o calcio también puede ser útil; por ejemplo, para la reducción de plomo soluble, el carbonato de plomo es esencialmente insoluble (0.00011 g/100 ml a 20 °C) y precipitará. La precipitación de fosfato es otra opción, aunque este proceso no es tan común.
Finalmente, existen tecnologías de membranas disponibles que utilizan un aditivo patentado junto con un rompedor de quelatos para precipitar los metales quelados. Las ventajas de este proceso incluyen:
Leer: Pasos para tomar el control del tratamiento de aguas residuales
Es comprensible que el tratamiento de aguas residuales pueda parecer una tarea desalentadora, especialmente cuando los metales pesados son parte de la ecuación. Asociarse con un experto comprobado en soluciones de aguas residuales para una variedad de industrias, productos químicos y aplicaciones puede aliviar su carga y mejorar su rentabilidad mientras aborda un aspecto importante y esencial de la fabricación moderna.
Tim Hanna es vicepresidente de desarrollo empresarial de PRAB.
Este editorial fue publicado originalmente en pfonline.com.
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