El recubrimiento industrial de superficies comprende una serie de procesos, como la pintura, la galvanoplastia, el recubrimiento en polvo y el anodizado, que se utilizan para el acabado funcional y decorativo de superficies. Estos procesos suelen generar aguas residuales con ingredientes complejos y a veces problemáticos que requieren un tratamiento especializado. El siguiente texto describe la composición de las aguas residuales, los retos típicos y los procesos técnicos probados para su tratamiento.
Índice
Composición de las aguas residuales
Las aguas residuales de los procesos de revestimiento de superficies dependen en gran medida del tipo de proceso de revestimiento y de los productos químicos utilizados. Los ingredientes típicos son
Metales pesados
- Los metales pesados como el cromo, el níquel, el zinc, el cobre o el cadmio proceden de baños galvánicos, procesos de anodizado y revestimientos anticorrosión.
- Estas sustancias son tóxicas y sólo pueden verterse a la red de aguas residuales en concentraciones muy bajas.
Sustancias orgánicas
- Disolventes orgánicos, tensioactivos, aceites y grasas procedentes de procesos de limpieza o trabajos de pintura.
- En muchos casos, estas sustancias no son fácilmente biodegradables.
Agente complejante
- Sustancias como el EDTA o el citrato, que se utilizan en los procesos galvánicos para estabilizar los iones metálicos, pueden dificultar la separación de los metales pesados en el tratamiento de las aguas residuales.
Ácidos y álcalis
- Las aguas residuales del pretratamiento, como el decapado o el desengrasado, suelen contener ácidos fuertes (por ejemplo, ácido sulfúrico o nítrico) o álcalis (por ejemplo, sosa cáustica o solución de hidróxido de potasio).
- Esto provoca fluctuaciones del pH que hay que neutralizar.
Sólidos y sólidos en suspensión
- Partículas procedentes de procesos de esmerilado, pulido y revestimiento, como polvo metálico o residuos de pigmentos.
Fosfatos
- Se utiliza con frecuencia en el pretratamiento para formar capas de conversión, por ejemplo fosfato de zinc, que preparan el sustrato para el revestimiento.
Retos técnicos
El tratamiento de las aguas residuales procedentes del revestimiento de superficies plantea grandes exigencias a la tecnología de las plantas y a la comprensión de los procesos. Los retos típicos son
Eliminación de metales pesados
- Los metales pesados no sólo deben eliminarse, sino que también deben separarse en forma de lodos estables para evitar su redisolución en el agua.
Tratamiento de los agentes complejantes
- Los agentes complejantes dificultan la precipitación de los metales pesados, ya que los mantienen en forma soluble. En este caso se requieren estrategias de proceso específicas.
Diversidad química
- El gran número de productos químicos utilizados y sus posibles interacciones dificultan la selección de los métodos de tratamiento óptimos.
Fluctuaciones del pH
- Las corrientes de aguas residuales procedentes de distintas fases del proceso suelen tener valores de pH muy fluctuantes, que deben regularse para garantizar la eficacia de las fases de tratamiento posteriores.
Cumplimiento de los requisitos legales
- Los estrictos límites de metales pesados, DQO (demanda química de oxígeno) y otros parámetros hacen imprescindible un tratamiento integral de las aguas residuales.
Proceso de tratamiento de aguas residuales
El tratamiento de las aguas residuales de los procesos de revestimiento de superficies se lleva a cabo en varias etapas coordinadas. A menudo es necesaria una combinación de procesos mecánicos, químico-físicos y biológicos.
1. pretratamiento mecánico
- Rastrillos y tamices: Eliminación de partículas gruesas y materias en suspensión.
- Filtración: Eliminación de sólidos no disueltos.
- Filtros prensa: Concentración de los lodos producidos durante el proceso.
Foto: Nuestro sistema de filtración ALMA BHU SMF en diseño de hormigón para grandes caudales de aguas residuales
2. tratamiento químico-físico
El tratamiento químico-físico es una etapa esencial en el tratamiento de las aguas residuales industriales. Combina reacciones químicas y procesos físicos para eliminar específicamente los contaminantes o cambiar sus propiedades de modo que puedan separarse más fácilmente o hacerse inofensivos. A continuación se explican en detalle los principales procesos y su funcionamiento.
Neutralización
La neutralización se utiliza para regular el valor del pH de las aguas residuales, sobre todo en el caso de aguas residuales muy ácidas o alcalinas, como las procedentes de procesos de decapado, desengrasado o limpieza.
- Funcionalidad:
- Bei saurem Abwasser (pH < 6) wird eine Alkalizugabe wie Natronlauge (NaOH), Kalkmilch (Ca(OH)₂) oder Soda (Na₂CO₃) durchgeführt.
- Para las aguas residuales alcalinas (pH > 9) se utilizan ácidos como el ácido sulfúrico (H₂SO₄) o el ácido clorhídrico (HCl).
- Tecnología de procesos:
- Los sistemas modernos funcionan con circuitos de control del pH que permiten una dosificación precisa de los productos químicos de neutralización. El valor del pH se controla continuamente y se ajusta automáticamente.
- Importancia:
- Un valor de pH neutro (6,5-8,5) es crucial para la eficacia de los procesos posteriores, como las etapas de precipitación y tratamiento biológico. Una neutralización correcta también protege los materiales del sistema frente a la corrosión.
Precipitación y floculación
La precipitación y la floculación son procesos clave para eliminar metales pesados disueltos, impurezas coloidales y otras sustancias problemáticas.
- Tala:
- Añadiendo precipitantes como la lechada de cal, el sulfuro sódico (Na₂S) o el cloruro de hierro(III) (FeCl₃), las sustancias disueltas se convierten químicamente en compuestos insolubles. Los metales pesados, como el zinc o el níquel, forman hidróxidos o sulfuros, que pueden separarse de las aguas residuales.
- Floculación:
- Los floculantes, generalmente polímeros sintéticos o naturales, favorecen la agregación de los productos de precipitación formados en flóculos más grandes. Estas partículas se sedimentan más fácilmente o pueden eliminarse en procesos posteriores como la flotación.
- Ejemplo práctico:
- En el tratamiento de superficies, la precipitación y la floculación se utilizan para eliminar eficazmente los metales pesados de las aguas residuales galvánicas o de los baños de decapado.
Proceso redox
Los procesos redox son procesos químicos que cambian los estados de oxidación o reducción de los contaminantes para reducir sus propiedades tóxicas o facilitar su separación.
- Procedimientos reductores:
- El cromo (VI), un metal pesado muy tóxico, suele reducirse con ditionito sódico (Na₂S₂O₄) o ácido sulfuroso a cromo (III), que precipita en forma de hidróxido de cromo.
- Procesos oxidativos:
- Los contaminantes orgánicos o los cianuros se vuelven inocuos con agentes oxidantes como el peróxido de hidrógeno (H₂O₂), el ozono (O₃) o el permanganato potásico (KMnO₄).
- Ventajas:
- Los procesos redox son muy específicos y pueden utilizarse para tratar determinados contaminantes. Son especialmente adecuados para las aguas residuales que contienen sustancias tóxicas o poco degradables.
Foto: Nuestro sistema CP con neutralización y filtración de carbón activado para el pretratamiento de aguas residuales que contienen metales pesados antes de la ósmosis inversa.
3. flotación por aire disuelto (DAF)
La flotación por aire disuelto (DAF ) es un proceso físico especialmente eficaz para eliminar aceites, grasas y sólidos finamente dispersos.
- Funcionalidad:
- El agua presurizada y saturada de aire se vierte en las aguas residuales. La despresurización crea burbujas de aire microscópicas que se unen a partículas y grasas y las transportan a la superficie del agua.
- Ámbitos de aplicación:
- Especialmente indicado para aguas residuales aceitosas o procedentes del tratamiento de superficies, como en los talleres de pintura.
- Ventajas:
- La tecnología DAF, como el NeoDAF de ALMA, ofrece una alta eficacia de separación con un uso mínimo de productos químicos y puede adaptarse con flexibilidad a diferentes volúmenes de aguas residuales.
Foto: Nuestro sistema de flotación ALMA NeoDAF con dosificación proporcional a la carga de precipitantes y floculantes.
4. intercambio iónico
El intercambio iónico es un proceso altamente especializado para eliminar iones disueltos, como metales pesados o sales, de las aguas residuales.
- Funcionalidad:
- Las resinas especiales fijan específicamente cationes (por ejemplo, níquel, zinc) o aniones (por ejemplo, nitratos, sulfatos) intercambiándolos con otros iones (por ejemplo, sodio o cloruro).
- Aplicación:
- El intercambio iónico es ideal para el postratamiento de aguas residuales con el fin de reducir las concentraciones residuales de metales pesados por debajo de los límites legales.
- Regeneración:
- Tras la saturación, las resinas se regeneran, normalmente mediante aclarado con ácidos o álcalis.
Foto: Nuestros filtros multicapa ALMA FIL con intercambiador de iones ALMA ION aguas abajo.
4. proceso de membrana
Los procesos de membrana utilizan membranas semipermeables para separar eficazmente sustancias disueltas, coloides y partículas. Son indispensables en el tratamiento químico-físico, sobre todo cuando se exigen altos niveles de pureza del agua.
- Ultrafiltración (UF):
- Elimina sólidos en suspensión, bacterias y macromoléculas. Suele utilizarse como precursor de otros procesos.
- Nanofiltración (NF):
- Separación de sales disueltas y moléculas orgánicas de peso molecular medio.
- Ósmosis inversa (OI):
- Se utiliza para los requisitos de pureza más exigentes, por ejemplo para la eliminación completa de sales disueltas, metales y sustancias orgánicas. El agua tratada puede reutilizarse, lo que reduce los costes operativos y conserva los recursos.
Foto: Nuestro sistema de ósmosis inversa para reciclar el agua en la empresa
Post-tratamiento y circulación
Muchas empresas de revestimiento de superficies recurren al reciclado del agua para reducir costes y conservar recursos. La calidad del agua tratada debe cumplir los requisitos del proceso:
- Filtración de carbón activado: eliminación de residuos orgánicos y olores.
- Pulido por ósmosis inversa: Producción de agua de gran pureza para su reutilización en baños galvánicos o como agua de enjuague.
- Desinfección UV: Destrucción de la contaminación microbiológica que puede producirse en los ciclos de reciclado.
Conclusión
El tratamiento de aguas residuales en la industria de revestimiento de superficies es una tarea técnicamente exigente que requiere una combinación precisa de procesos. Además de cumplir los requisitos legales, un tratamiento eficaz también permite recuperar recursos y reducir los costes operativos.
Si desea más información sobre nuestros productos, no dude en ponerse en contacto con nosotros.
