Tratamiento de Aguas Residuales Industriales

Tratamiento de Aguas
Residuales Industriales
Curso 2009-2010
Bloque III. Estudio de un caso
real – Aguas Residuales de una
Industria Textil
Miguel García Román
Dpto. de Ingeniería Química, Facultad de
Ciencias, UGR
Industria Textil – Datos básicos
1.
Su actividad consiste en transformar fibras naturales
(algodón, lana, seda, etc. ) o sintéticas (poliéster,
acrílicas, etc.) en prendas de vestir u otros productos.
2.
Abarca a una gran cantidad de industrias, en muchos
casos pequeñas o medianas, que desarrollan las
diferentes partes del proceso productivo.
3.
Las principales operaciones que desarrollan son:
a. Tratamiento de las materias primas (lavado,
acondicionamiento, hilado)
b. Fabricación de los tejidos (diferentes métodos).
c. Acabado de los tejidos (cambiando propiedades
físicas tales como el color).
d. Fabricación de los productos finales (prendas de
vestir, sábanas, cortinas, alfombras, etc.)
Industria Textil – Agua Residual
1.
La contaminación de las aguas residuales (AR) textiles
procede tanto de las impurezas o residuos presentes en la
materia prima, como de los productos químicos añadidos
durante su procesado.
2.
Las operaciones de tipo físico producen poca o ninguna
agua residual pero las de tipo químico en vía húmeda sí que
pueden generar un importante volumen.
3.
Problema: Variabilidad de las AR:
a. En función de la operación que las genere, e incluso para una
misma operación, en función de la materia prima utilizada o la
tecnología empleada.
b. Variaciones temporales que se deben a que muchas de las
operaciones son discontinuas.
4.
Consecuencia: Se necesita un análisis caso a caso.
Industria Textil – Clasificación EPA
1. Limpieza y acondicionamiento de la lana cruda
4. Acabado de tejidos de calada (woven fabrics)
2. Fabricación de hilos y tejidos
5. Acabado de tejidos de punto (knitted fabrics)
3. Acabado de la lana
6. Acabado de alfombras
7. Acabado y tintado de las fibras
Acabado de Tejidos de Algodón - Proceso
MERCERIZADO
BLANQUEADO
AR
TEJIDOS
SIN
FINALIZAR
TRATAMIENTO
TÉRMICO
SUPERFICIAL
AR
DESCRUDE
ENJUAGADO
AR
AR
TINCIÓN
urdimbre
IMPRIMACIÓN
trama
AR
AR
ACABADO
QUÍMICO
ACABADO
MECÁNICO
AR – Aguas Residuales
AR
TEJIDO
FINALIZADO
Acabado de Tejidos de Algodón – Operaciones y AR
Operación
Objetivo
Caract. de las AR
Apresto
Aumentar la resistencia de
la urdimbre mediante la
aplicación de sustancias
como almidón, CMC, u
otras. Es necesario (previo)
a tejer.
Proceden de la limpieza de los
equipos implicados. Bajo
volumen pero elevada DBO,
DQO y SST, en función del
aditivo empleado.
Enjuagado
Eliminación del apresto,
normalmente mediante su
hidrólisis enzimática. Se
realiza tras el tejido.
Puede contener tensioactivos,
enzimas, ácidos o álcalis y los
propios aditivos de apresto.
Posible elevados DBO y ST.
Descrude
Eliminación de sustancias
residuales presentes en el
tejido (o la fibra), mediante
soluciones alcalinas
calientes y detergentes.
Químicamente agresivas.
Frecuentemente tóxicas. Alta
DBO y ST. Mayor
contaminación con fibras
naturales (especialmente lana).
Blanqueado
Dar color blanco a los
Reactivos residuales tóxicos
tejidos (las fibras naturales para tratamiento biológico. ST
suelen ser amarillentas). Se elevados, baja carga orgánica.
usa ClO− o H2O2
Acabado de Tejidos de Algodón - Proceso
Operación
Objetivo
Caract. de las AR
Mercerizado
Mejora el tintado y la
resistencia mecánica de
tejidos de algodón. Usa un
baño cáustico seguido de
uno ácido.
Moderada carga orgánica
(depende de uso de
surfactantes). Elevada alcalinidad
antes de la neutralización.
Tinción
Dar color al tejido.
Su efectividad suele ser
moderada. En función del
colorante empleado puede
tener una fijación tan baja
como el 50% (el resto se va
con el agua residual).
Objeto de preocupación en
cuanto a sus AR por el alto
volumen en que son producidas y
lo difícil que resulta eliminar el
color (sólo 20-30% en EDAR-u).
Los colorantes no suelen ser
tóxicos, pero sí que son muy
poco biodegradables y activos a
muy pequeñas concentraciones.
Tratamiento depende del límite
de emisión impuesto.
Acabado
Químico
Cambiar las propiedades
ópticas, táctiles, resistencia
mecánica o la capacidad de
fijación de suciedad.
Proceden del lavado final. Su
volumen es pequeño, aunque
pueden contener sustancias
tóxicas.
Caso Concreto: Industria Textil en Leicester-UK
1. Producción de tejidos de lana tintados.
2. Problema: Color y cromo. Vierte aguas residuales a una
EDAR-u, pero la autoridad medioambiental impone límites
severos a la planta de tratamiento en cuanto a color y cromo,
por lo que no puede aceptar las AR de la textil.
3. Alternativas:
a. Tratamiento para vertido no resulta económicamente
viable.
b. Reutilización resulta la mejor alternativa. Posibles
esquemas de tratamiento ensayados:
i. Floculación: Muy usado. Elimina color, pero no cromo.
ii. Tratamiento biológico: Reactor biológico + UV + H2O2.
Elimina color, pero no cromo.
iii. Oxidación avanzada. Probaron proceso Fenton. Elimina
color y cromo, pero deja una alta salinidad en el agua,
por lo que no es apta para reutilizar.
iv. Ósmosis inversa. Elimina cromo y color. Permite la
reutilización.
Caso Concreto: Industria Textil en Leicester-UK
filtro
+ floculante
a reutilización
concentrado
RO
agua
Lodo (con Cr precipitado)
Regulación de vertidos en la
Comunidad Autónoma
Andaluza
1. Vertidos en aguas continentales:
– Ley de Aguas RDL 1/2001 – modificado
por RD 606/2003
La Cuenca Hidrográfica del Guadalquivir ha
sido transferida y se gestiona por la
Agencia Andaluza del Agua, dependiente de
la Consejería de Medio Ambiente.
2. Vertidos en el mar:
– Decreto 14/1996 – Reglamento de calidad
de las Aguas Litorales
Vertidos en las Aguas
Continentales (RD 606/2003)
•
Directos: emisión directa de contaminantes a las aguas continentales
o a cualquier otro elemento del dominio público hidráulico, así como la
descarga de contaminantes en el agua subterránea mediante
inyección sin percolación a través del suelo o del subsuelo.
•
Indirectos: los realizados en aguas superficiales a través de azarbes,
redes de colectores de recogida de aguas residuales o de aguas
pluviales o por cualquier otro medio de desagüe, o a cualquier otro
elemento del dominio público hidráulico, así como los realizados en
aguas subterráneas mediante filtración a través del suelo o del
subsuelo.
¿Quién concede la autorización de vertido? Organismo de cuenca
tanto en el caso de vertidos directos a aguas superficiales o
subterráneas como en el de vertidos indirectos a aguas subterráneas.
Cuando se trate de vertidos indirectos a aguas superficiales, la
autorización corresponderá al órgano autonómico o local competente.
Canon de Vertido
RDL 1/2001 – Texto refundido de la Ley de Aguas
Artículo 113 – Modificado por RD 606/2003
1. Los vertidos al dominio público hidráulico estarán gravados con una tasa
destinada al estudio, control, protección y mejora del medio receptor de cada
cuenca hidrográfica, que se denominará canon de control de vertidos.
2. Sujetos pasivos: Quienes realicen el vertido
3. Importe: producto del volumen de vertido autorizado (V) por el precio unitario
de control de vertido, (P.U.). Dicho precio unitario se calculará multiplicando
el precio básico por metro cúbico, 0,01202 euros para agua residual urbana,
y 0,03005 euros para agua residual industrial, por un coeficiente de
mayoración o minoración (Cm) determinado con arreglo a la escala del anexo
IV de este reglamento (máx. 4, que será usado para vertidos no autorizados)
Canon = V × P.U .
€
× Cm
m3
€
P.U . (industriales) = 0.03005 3 × Cm
m
P.U . (urbanas) = 0.01202
Ejemplo de cálculo de canon de
vertido. Industria de textil dedicada
a la tinción y acabado de tejidos o
fibras.
Sin tratamiento o con tratamiento no
adecuado:
2. Características del vertido: Industrial Clase 2 – 1.09
3. Grado de contaminación del vertido: Industrial sin
tratamiento adecuado – 2.5
4. Calidad del medio receptor: Categoría II – 1.12
Cm = 1.09·2.5·1.12 = 3.052
€
€
× 3.052 = 0.0917126 3
3
m
m
3
m
€
€
Canon = V × P.U . = 0.557 ·0.0917126 3 = 0.0511
kg
m
kg
€
Para unas 10000 t/año ⇒ 510839
año
P.U . (industriales) = 0.03005
Con tratamiento adecuado:
2. Características del vertido: Industrial Clase 2 – 1.09
3. Grado de contaminación del vertido: Industrial con tratamiento adecuado – 0.5
4. Calidad del medio receptor: Categoría II – 1.12
Cm = 1.09·0.5·1.12 = 0.6104
€
€
× 0.6104 = 0.01834252 3
3
m
m
3
m
€
€
Canon = V × P.U . = 0.557 ·0.01834252 3 = 0.0102
kg
m
kg
€
Para unas 10000 t/año ⇒ 102168
año
P.U . (industriales) = 0.03005