Nuevos procesos de tratamiento de aguas residuales para cambios en el maquillaje de las plantas
Ya sea por decisión propia o por mandato, los propietarios e ingenieros de diseño de varias plantas generadoras de energía e industriales nuevas están eligiendo alternativas al agua fresca como aporte de planta. El efluente de obras de tratamiento de propiedad pública (POTW, es decir, planta municipal de tratamiento de aguas residuales) se ha convertido en una alternativa cada vez más común. Estas aguas generalmente contienen concentraciones elevadas de amoníaco, nitrito/nitrato, orgánicos, fosfato, surfactantes y sólidos suspendidos, todos los cuales, si no se tratan, pueden conducir a graves problemas de contaminación microbiológica en torres de enfriamiento y sistemas de enfriamiento. Esto ha llevado a las instalaciones a explorar nuevos enfoques para su proceso de tratamiento de aguas residuales.
Relleno de película de torre de enfriamiento sucia
Con el tratamiento previo adecuado y el tratamiento químico del agua de enfriamiento, dichos suministros pueden utilizarse con éxito.
En la tabla siguiente se describen los principales componentes de diversas fuentes de agua en los Estados Unidos.
Tabla 1. Comparación de varias aguas estadounidenses
(Los valores aparte del pH y la conductividad se expresan en unidades de mg/l)
El agua gris (también conocida como efluente de aguas residuales tratadas o agua de recuperación) contiene concentraciones más altas de muchas impurezas.
Enfoques para el proceso de tratamiento de aguas residuales
Una técnica común para el tratamiento inicial de aguas residuales, la aclaración básica solo elimina sólidos suspendidos y algunos orgánicos grandes. Los coagulantes a base de aluminio o hierro precipitan el fosfato y, por lo tanto, pueden ser una forma útil de aclaración básica. Al igual que otras tecnologías, el diseño de los clarificadores ha mejorado notablemente con respecto a los grandes clarificadores circulares de bajo caudal que eran comunes el siglo pasado. En sistemas como el tipo de balastro (generalmente microarena o magnetita), los caudales por capacidad de clarificador pueden ser 10-20 veces mayores que en los estilos antiguos.
Sin embargo, la clarificación no hace nada para eliminar las impurezas de nitrógeno soluble, en particular el amoníaco y los nitritos y nitratos. Muchos compuestos orgánicos también pasan a través de un clarificador. Por lo tanto, incluso con la clarificación de sólidos suspendidos y la eliminación de fosfato, aún pueden ingresar muchos alimentos y nutrientes en la planta. Seleccionar procesos biológicos para el tratamiento previo como parte de su proceso de tratamiento de aguas residuales puede mitigar estos problemas.
Métodos biológicos para el tratamiento de aguas residuales
Las instalaciones han utilizado métodos biológicos en los procesos de tratamiento de aguas residuales durante muchos años. Un enfoque muy común es el proceso de lodo activado, en el que el flujo de residuos fluye hacia una oquedad grande o cuencas llenas de microorganismos beneficiosos que consumen los nutrientes orgánicos y nitrógeno/fósforo. El término “activado” se refiere al aire inyectado en el volumen del estanque, a menudo en numerosas ubicaciones, para proporcionar un entorno aeróbico para los microbios. Esto transforma el material soluble en nuevas células que pueden eliminarse como sólidos suspendidos. Una variante común de esta tecnología es el filtro de goteo, en el cual las aguas residuales fluyen sobre el medio fijo al que están unidos los organismos, formando una base estable para que los microbios eliminen los residuos.
Una dificultad con estas tecnologías es que los procesos de tratamiento son lentos y requieren estanques de gran volumen o una extensa superficie del medio. Han surgido otras dos tecnologías como alternativas líderes: biorreactores de membrana (membrane bioreactors, MBR) y biorreactores de lecho móvil (moving-bed bioreactors, MBBR). El esquema a continuación describe la configuración de MBR.
Los beneficios de los biorreactores de membrana y de cama móvil
Esencialmente un proceso mejorado de lodo activado, MBR consiste en microorganismos beneficiosos que consumen los alimentos y nutrientes que ingresan al recipiente principal a través de la zona de mezcla. Un flujo de reciclaje ayuda a llevar organismos activos, bien establecidos, a la entrada de la zona de mezclado. A diferencia del lodo activado convencional, el MBR utiliza membranas de ultrafiltro en lugar de un clarificador tradicional para separar los sólidos del efluente.
El proceso de microfiltración produce un flujo muy claro, en esencia libre de sólidos suspendidos. Una deficiencia de este proceso más básico de biorreactor de membrana es que el amoníaco en el flujo se convierte en nitrito o nitrato, pero el nitrógeno permanece. Por lo tanto, el nitrógeno aún puede servir de nutriente en el sistema de agua de enfriamiento de la planta. Expandir el sistema de MBR para incluir cámaras de reacción anóxica puede resolver este problema, ya que esto promoverá la desnitrificación, donde los microorganismos pueden convertir nitrito/nitrato en nitrógeno elemental.
Con los MBBR, la unidad de reacción principal incluye un medio de plástico móvil que sirve como sitio al que pueden unirse los microorganismos benéficos para consumir los nutrientes y el alimento del afluente. Dado que el contenedor de reacción se agita con agitadores mecánicos, el asentamiento, la flotación o la filtración deben efectuarse fuera del contenedor.
Cómo puede ayudar ChemTreat
Los representantes de ChemTreat pueden ayudar al personal de la planta a evaluar los requisitos químicos para las opciones de proceso de tratamiento de aguas residuales descritas anteriormente. También pueden recomendar programas para los sistemas de enfriamiento y procesos alimentados con el agua de aporte resultante. En futuras publicaciones del blog se analizarán métodos para tratar los flujos de aguas residuales generados en la planta.
Comuníquese con ChemTreat si requiere asistencia para diseñar un programa de tratamiento personalizado para su aplicación. Al igual que con todas las demás tecnologías, la diligencia debida es necesaria para determinar la viabilidad de utilizar estos métodos. Siempre consulte los manuales y las guías de su equipo.
