Una planta de craqueo, también conocida como planta CP (planta químico-física), es un proceso clave en el tratamiento de aguas residuales industriales que se utiliza para eliminar aceites emulsionados, metales pesados, sólidos, AOX y otras sustancias difíciles de descomponer. El principio de la planta de separación se basa en una combinación de precipitación química, floculación, neutralización y sedimentación para eliminar eficazmente los contaminantes de las aguas residuales.
Los sistemas de separación se utilizan principalmente en industrias en las que se producen aguas de proceso o residuales contaminadas, como el procesamiento de metales, el tratamiento de superficies, la industria alimentaria y la industria petroquímica. Mediante el uso selectivo de productos químicos y procesos físicos, se pueden cumplir de forma fiable los límites legales de vertido.
Índice
Funcionalidad de un sistema de división
El tratamiento de las aguas residuales industriales en una planta de separación se realiza en varias etapas coordinadas:
1. recogida y homogeneización de aguas residuales
Las aguas residuales producidas se recogen primero en tanques intermedios y se homogeneizan. De este modo se equilibran las fuertes fluctuaciones de concentración y pH, que podrían repercutir negativamente en el proceso de división química.
2. neutralización
Dado que muchas aguas residuales industriales contienen componentes ácidos o alcalinos, el valor del pH se ajusta primero a un rango óptimo, normalmente entre 6,5 y 8,5. Este paso es crucial, ya que la precipitación química y la floculación sólo se producen eficazmente a determinados valores de pH.
Neutralización alcalina:
- Las aguas residuales ácidas (pH bajo) se neutralizan añadiendo soluciones alcalinas como sosa cáustica (NaOH) o lechada de cal (Ca(OH)₂).
Neutralización de ácidos:
- Para las aguas residuales alcalinas (valor de pH alto), se dosifica ácido sulfúrico (H₂SO₄) o ácido clorhídrico (HCl).
El control automático del pH con sensores de pH en línea y sistemas de dosificación garantiza un ajuste preciso y continuo del valor del pH.
Foto: Lazo de reacción del sistema de neutralización automática Neutra de ALMA.
3. precipitación química y floculación
La precipitación química y la floculación constituyen la pieza central de la planta de separación. En este paso, los contaminantes disueltos y coloidales se convierten químicamente en sólidos insolubles (flóculos):
Tala:
- La adición de precipitantes como el cloruro de hierro(III) (FeCl₃), el sulfato de aluminio (Al₂(SO₄)₃) o la lechada de cal (Ca(OH)₂) conduce a la formación de compuestos de hidróxido insolubles.
- En este proceso, los iones de metales pesados (por ejemplo, Ni²⁺, Zn²⁺) se convierten en hidróxidos poco solubles y se depositan como sólidos.
Floculación:
- La adición de floculantes (polímeros orgánicos o inorgánicos) da lugar a la formación de flóculos más grandes y estables que son más fáciles de sedimentar.
La agitación intensiva garantiza que los productos químicos se distribuyan uniformemente y favorece la formación de escamas.
Foto: Sistema CP ALMA CHEM MCW para la eliminación de metales pesados, AOX, hidrocarburos y cianuros
4. sedimentación
Los flóculos se hunden en un tanque de sedimentación debido a la gravedad y forman el llamado lodo, que se separa del líquido depurado. El lodo resultante puede deshidratarse y eliminarse.
5. flotación
Otro proceso de separación física que a menudo se utiliza en combinación con procesos químicos es la flotación. flotación. En este caso, se introducen en las aguas residuales finas burbujas de aire que se adhieren a los flóculos y los transportan a la superficie, donde se eliminan como lodos.
5. postratamiento (opcional)
En función de los límites de vertido o si las aguas residuales se van a reutilizar como agua de proceso, puede ser necesario un postratamiento adicional, por ejemplo mediante:
- Filtración:
- Filtro de grava o filtro de carbón activado para eliminar los sólidos en suspensión residuales y los compuestos orgánicos.
- Pulido:
- Filtración fina o intercambio iónico para alcanzar los requisitos de pureza más exigentes.
Foto: Nuestros filtros multicapa ALMA FIL con intercambiador de iones ALMA ION aguas abajo.
Campos de aplicación del sistema de división
Las plantas de separación, también conocidas como plantas químico-físicas (plantas CP), son versátiles y desempeñan un papel decisivo en el tratamiento de aguas residuales industriales. Se utilizan allí donde se producen aguas residuales muy contaminadas que contienen altas concentraciones de aceites emulsionados, metales pesados, AOX, fosfatos, sólidos o residuos orgánicos (DQO ). El uso de plantas de separación permite a las empresas cumplir de forma fiable los límites legales de vertido, proteger el medio ambiente y organizar los procesos operativos de forma más eficiente.
1. industria metalúrgica
La industria metalúrgica produce aguas residuales muy contaminadas con metales pesados y otras sustancias nocivas. Estas se producen principalmente en los siguientes procesos:
Galvanoplastia:
El acabado superficial de metales, como el galvanizado, el cromado o el niquelado, produce aguas residuales con altas concentraciones de metales pesados como el zinc (Zn), el níquel (Ni) o el cromo (Cr). Estos metales deben separarse mediante precipitación química en forma de hidróxidos poco solubles para poder verterlos al sistema de aguas residuales.Plantas de endurecimiento:
Las plantas de endurecimiento producen aguas residuales contaminadas por residuos de aceite y grasa, así como por sales y metales pesados procedentes de los procesos de endurecimiento. Los sistemas de separación eliminan eficazmente las emulsiones de aceite y los metales pesados para purificar el agua.Procesamiento mecánico:
Los lubricantes y aceites refrigerantes se utilizan en procesos como el taladrado, el fresado, el esmerilado o el corte. Las aguas residuales suelen contener aceites emulsionados, sólidos y partículas metálicas finas, que se separan eficazmente mediante división química y floculación.
Contaminantes tratados: metales pesados, aceites, grasas, emulsiones, sólidos, cromo, cianuro.
2. tratamiento superficial
En el tratamiento de superficies, los metales se limpian, recubren o procesan mediante procesos químicos o electroquímicos. El resultado son aguas residuales contaminadas con residuos químicos, aceites y grasas. Algunos procesos típicos son
Procesos de mordentado:
La eliminación química de las capas metálicas produce aguas residuales que contienen ácidos, residuos alcalinos e iones metálicos disueltos. Éstos deben tratarse mediante neutralización y precipitación.Procesos de revestimiento:
Procesos como la pintura, el revestimiento en polvo o la aplicación de revestimientos protectores generan aguas residuales que contienen pigmentos de color, resinas, metales pesados y disolventes orgánicos.Procesos de limpieza:
En el tratamiento de superficies se utilizan con frecuencia baños de limpieza que contienen aceite, grasa y residuos químicos. Los sistemas de separación pueden tratar eficazmente estas impurezas y permitir así la reutilización del agua en los ciclos de producción.
Contaminantes tratados: aceites, grasas, metales pesados, residuos químicos, pigmentos, disolventes, AOX.
3. industria alimentaria
La industria alimentaria produce aguas residuales con una elevada proporción de contaminación orgánica, grasas y aceites. Estas aguas residuales se producen principalmente durante el procesado, la limpieza y el aclarado en las siguientes áreas:
Matadero y procesado de carne:
Las aguas residuales contienen grandes cantidades de grasas animales, proteínas y sangre, lo que conlleva una elevada carga orgánica.Industria láctea:
El procesado de la leche produce aguas residuales que contienen grasa, residuos de suero y sustancias orgánicas que deben ser tratadas antes de su vertido o reutilización.Industria de bebidas:
En las fábricas de cerveza, las prensas de vino y la producción de zumos, las aguas residuales contienen azúcar, sólidos y residuos orgánicos.
Las plantas de separación permiten separar grasas, aceites y sólidos en suspensión mediante precipitación y floculación y reducir la carga química del agua (por ejemplo, los valores de DQO y DBO).
Contaminantes tratados: grasas, aceites, residuos orgánicos, proteínas, sólidos.
4. industria petroquímica
En la industria petroquímica se producen aguas residuales contaminadas con aceites, emulsiones y compuestos hidrófobos. Los sistemas de separación se utilizan sobre todo en las siguientes áreas:
Procesamiento y refinerías de petróleo:
Las aguas residuales contienen aceites emulsionados, hidrocarburos y sólidos, que se eliminan eficazmente mediante división química y floculación.Limpieza de cisternas:
La limpieza de cisternas o camiones cisterna produce aguas residuales aceitosas y contaminadas químicamente, que también se tratan mediante procesos químico-físicos.
La combinación de precipitación, floculación y sedimentación permite eliminar eficazmente los aceites y los sólidos para que el agua pueda reutilizarse o verterse de conformidad con la ley.
Contaminantes tratados: Aceites emulsionados, hidrocarburos, sólidos, AOX.
5. industria de pinturas y plásticos
La industria de pinturas y plásticos produce aguas residuales especialmente contaminadas con pigmentos, disolventes y residuos de polímeros. Los ámbitos de aplicación más importantes son
Producción de pinturas y barnices:
Aquí se producen aguas residuales que contienen metales pesados, partículas de pintura y disolventes químicos.Reciclaje de plásticos:
Cuando se lavan y limpian los residuos plásticos, las impurezas, los residuos orgánicos y los aditivos químicos se vierten en las aguas residuales.
La precipitación química y la floculación pueden eliminar de forma fiable estos contaminantes y separar las partículas en forma de lodos.
Contaminantes tratados: residuos de pintura y barniz, disolventes, aditivos orgánicos, metales pesados.
Foto: Sistema CP ALMA BHU LHPS con separador lamelar de alto rendimiento
Ventajas de una planta de separación (planta CP)
Eliminación eficaz de contaminantes:
- Alta eficacia de separación de metales pesados, aceites, grasas y otros contaminantes.
Flexibilidad:
- Adaptable a diferentes composiciones de aguas residuales mediante la selección específica de productos químicos.
Cumplimiento de los límites legales:
- Cumplimiento fiable de los requisitos de la Ordenanza alemana sobre aguas residuales (AbwV).
Diseño compacto:
- Integración en estructuras de sistemas existentes que ahorran espacio.
Eficiencia económica:
- Bajos costes de explotación gracias al uso eficaz de productos químicos y a la reducción de lodos.
Retos y posibilidades de optimización
- Consumo de productos químicos:
- Es necesario dosificar con precisión los precipitantes y floculantes para evitar la sobredosificación y reducir los costes.
- Acumulación de lodos:
- Los procesos de precipitación optimizados reducen la cantidad de lodos y facilitan su eliminación.
- Supervisión de procesos:
- La medición automatizada del pH y el control de la turbidez mejoran la estabilidad del proceso.
Conclusión
Las plantas de craqueo (plantas CP) son una parte indispensable del tratamiento de aguas residuales industriales. Mediante la combinación específica de neutralización, precipitación química y floculación, permiten la eliminación eficaz de metales pesados, aceites, AOX, cianuros y otros contaminantes. Su versatilidad y alta eficacia de separación los convierten en la opción preferida en numerosas industrias que producen aguas residuales contaminadas.
Con un control preciso, un uso óptimo de los productos químicos y un tratamiento posterior de los lodos, los sistemas de separación garantizan el cumplimiento de los límites legales y minimizan los costes de explotación. Por lo tanto, contribuyen de forma significativa a la conservación de los recursos, la fiabilidad de los procesos y la compatibilidad medioambiental en la moderna tecnología del agua.
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