Los líquidos ligeros son sustancias insolubles en agua con una densidad inferior a la del agua e incluyen sustancias como los aceites minerales, la gasolina, el gasóleo y otros compuestos de hidrocarburos. Suelen producirse en procesos industriales, en el transporte por carretera o durante el almacenamiento y procesamiento de productos petrolíferos. Los líquidos ligeros plantean un reto importante en el tratamiento de aguas industriales y residuales, ya que no sólo suponen un riesgo para el medio ambiente, sino que también pueden perjudicar la funcionalidad de las depuradoras.
Este artículo ofrece una visión global de la definición, las propiedades fisicoquímicas de los líquidos ligeros, su impacto en el tratamiento del agua y las tecnologías para su eliminación eficaz de las corrientes de agua y aguas residuales.
Índice
Definición y propiedades de los líquidos ligeros
Leichtflüssigkeiten sind organische Flüssigkeiten, die eine geringere Dichte als Wasser aufweisen (meist < 1 g/cm³). Aufgrund ihrer hydrophoben Eigenschaften mischen sie sich nicht mit Wasser und bilden auf dessen Oberfläche eine Trennschicht.
Ejemplos típicos de líquidos ligeros:
- Aceites minerales: Aceites lubricantes, aceites de motor.
- Combustibles: gasolina, gasóleo, parafina.
- Aceites hidráulicos: Utilizados en maquinaria industrial y vehículos.
Propiedades físico-químicas:
- Densidad: Entre 0,7 y 0,95 g/cm³, según la composición.
- Viscosidad: Varía mucho; los aceites lubricantes son más viscosos que los combustibles.
- Hidrófobos: No son solubles en agua, pero se adhieren a materiales orgánicos o microplásticos.
- Volatilidad: Muchos líquidos ligeros como la gasolina tienen una alta volatilidad, lo que significa que también pueden liberarse en forma gaseosa.
Origen y presencia de líquidos ligeros en las aguas residuales
Los líquidos ligeros entran en los sistemas de agua o de aguas residuales de varias maneras:
1. procesos industriales:
- Empresas de fabricación y talleres: Mediante el uso de aceites lubricantes y de corte.
- Industria petroquímica: las aguas residuales de las refinerías suelen contener grandes cantidades de hidrocarburos.
2. transporte y tráfico:
- Agua de escorrentía de la carretera: Debido a los vertidos de aceite de los vehículos y a las fugas en los firmes de las carreteras.
- Gasolineras: Las pérdidas por goteo y los desbordamientos contaminan las aguas pluviales.
3. almacenamiento y accidentes:
- Instalaciones de almacenamiento de petróleo: fugas de tanques de almacenamiento o tuberías.
- Accidentes: Vertidos de petróleo tras accidentes de camiones cisterna o rotura de tuberías.
Efectos de los líquidos ligeros
1. impacto medioambiental:
- Los líquidos ligeros flotan en la superficie del agua y forman barreras que dificultan el intercambio de oxígeno con la atmósfera. Esto provoca una falta de oxígeno en las masas de agua y daña los ecosistemas acuáticos.
- Muchos líquidos ligeros son tóxicos y contaminan la flora y la fauna de las zonas contaminadas.
2. problemas operativos en las plantas de tratamiento de aguas:
- Ensuciamiento: Depósitos de aceites y grasas en las membranas o en las tuberías.
- Pérdida de eficacia: los filtros y separadores se obstruyen más rápidamente, lo que aumenta los costes de funcionamiento.
- Corrosión: Ciertos hidrocarburos pueden desencadenar reacciones químicas que dañan los materiales.
Tecnologías para la eliminación de líquidos ligeros
El tratamiento de las aguas residuales que contienen líquidos ligeros requiere tecnologías especiales para garantizar una separación y eliminación eficaces.
1. procesos mecánicos
Separadores de aceite:
Los separadores de aceite son sistemas probados de separación de líquidos ligeros basados en la diferencia de densidad entre el agua y el aceite.- Separador por gravedad: el agua fluye lentamente a través de una cámara para que los aceites suban a la superficie y puedan ser desespumados.
- Separador de coalescencia: Mediante el uso de elementos de coalescencia (estructuras finas), las pequeñas gotas de aceite se juntan para formar gotas más grandes que pueden separarse más fácilmente.
- DIN 1999-100: Norma para separadores de líquidos ligeros, que se utiliza sobre todo en gasolineras y talleres.
Clarificadores lamelares:
Estos sistemas utilizan placas inclinadas que ralentizan el flujo de agua y ayudan a separar los líquidos ligeros.
2. tecnologías de membrana
Ultrafiltración (UF):
Las membranas hidrófobas pueden retener eficazmente líquidos ligeros y permiten eliminar casi por completo las partículas de aceite.
3. procesos químicos
Sistemas CP:
Las gotas de aceite se aglutinan con precipitantes y floculantes especiales y sedimentan en forma de lodo. Esta tecnología es especialmente eficaz con altas concentraciones de líquidos ligeros.Adsorción:
El carbón activado u otros materiales adsorbentes fijan los hidrocarburos y purifican el agua.
Foto: Nuestro sistema ALMA CHEM MCW CP con filtro de carbón activado aguas abajo para la eliminación de líquidos ligeros, AOX, DQO, metales pesados y cianuro.
4. flotación: una tecnología probada para eliminar líquidos ligeros
La flotación es un proceso muy eficaz para eliminar líquidos ligeros de las corrientes de agua y aguas residuales. Utiliza el principio de las diferencias de densidad y la adhesión de partículas o gotas de líquido a burbujas de gas para permitir la separación de sustancias no deseadas. Este proceso se utiliza en diversas configuraciones y ofrece una gran eficacia, sobre todo en el tratamiento de aguas residuales que contienen líquidos ligeros emulsionados o finamente dispersos.
Principio básico de la flotación
La flotación se basa en la inyección de finas burbujas de gas en las aguas residuales. Estas burbujas se adhieren a las partículas o gotas de aceite y reducen su densidad para que puedan subir a la superficie. A continuación, las impurezas flotantes se eliminan mediante sistemas de rascadores especiales.
Flotación por aire disuelto (DAF)
En la flotación por aire disuelto, el aire se disuelve en el agua bajo presión. Cuando se libera la presión, se crean burbujas de aire microscópicas que se adhieren a las gotas de aceite y a los sólidos.
Ventajas:
- Elimina las gotas de aceite más finas y los líquidos ligeros emulsionados.
- Muy eficaz para grandes cargas de aguas residuales.
- Adecuado para grandes caudales.
Ámbitos de aplicación: Industria petroquímica, industria láctea, aguas residuales de gasolineras, aguas residuales industriales.
Fases del proceso de flotación por aire disuelto (DAF)
Pretratamiento:
Las partículas gruesas y las gotas de aceite más grandes se eliminan mediante sedimentación o preseparadores para reducir la carga de la unidad de flotación.Saturación de aire:
El agua se satura con aire a alta presión, normalmente en un tanque de saturación. El aire disuelto permanece disuelto en el agua hasta que se reduce la presión.Liberación de presión:
Al entrar en el tanque de flotación, la presión se reduce bruscamente, creando finas burbujas de aire.Acumulación y flotabilidad:
Las burbujas de aire se adhieren a las gotas de líquido ligero y a los sólidos. La flotabilidad hace que suban a la superficie del agua.Desnatado de las impurezas:
Un mecanismo de desnatado elimina las sustancias flotantes. El agua depurada se somete a un tratamiento posterior o se reutiliza directamente.
Foto: Nuestro sistema de flotación ALMA NeoDAF para la eliminación de líquidos ligeros, sustancias lipofílicas y DQO.
Retos en el tratamiento de líquidos ligeros
- Gran variabilidad de la composición: dependiendo de la fuente, los líquidos ligeros pueden variar mucho, lo que requiere una adaptación de la estrategia de tratamiento.
- Líquidos ligeros emulsionados: Las pequeñas gotas de aceite estabilizadas por turbulencias o reacciones químicas son difíciles de eliminar mecánicamente.
- Presión normativa: los requisitos legales para el vertido de aguas residuales (por ejemplo, valores límite de hidrocarburos) exigen sistemas de tratamiento muy desarrollados.
Conclusión
La eliminación de líquidos ligeros de las corrientes de agua y aguas residuales es una tarea compleja pero esencial en el tratamiento del agua. Con tecnologías avanzadas como los separadores por coalescencia, las plantas de flotación o las plantas CP, los líquidos ligeros pueden tratarse eficazmente y minimizar el impacto ambiental. La elección del método de tratamiento óptimo depende de la composición específica de las aguas residuales y de los requisitos del proceso correspondiente.
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