Millors tecnologies aplicades als desgreixatges no iònics
8 gener 2010
Una de les principals aportacions del projecte europeu ZeroPlus (LIFE ENV / E / 256) és la revisió de les MTD reflectides en el BREF de 'Tractament Superficial de Metalls i Plàstics' a les aplicacions on la conducta d'aquestes tècniques no sigui adequada o satisfactòria . Els treballs desenvolupats amb els desgreixatges no iònics per a les superfícies d'acer, i les seves esbandides, constitueixen un paradigma de l'encert dels plantejaments del projecte per la transcendència dels resultats obtinguts.
Atès que el BREF no estableix distincions de comportament entre els desgreixatges segons les seves propietats detergents, el projecte ZeroPlus s'opta, en una primera etapa, per utilitzar les mateixes MTD proposades pel BREF per desgreixatges aquosos, és a dir, l'associació entre les tecnologies de:
- Desgreixatge a banda: com pretractament per a l'eliminació en continu de l'oli no emulsionat i dispers, per tal de reduir el seu arrossegament a les rentades.
- Micro / Ultrafiltració: com a tractament de regeneració del desgreixatge per separació de l'oli emulsionat, i reduint igualment el seu arrossegament.
Addicionalment, i encara que el BREF no considera la problemàtica de les rentades, donada la seva quantia i volums consumits en la instal lació objecte de l'estudi, el projecte ZeroPlus complementa la opció mitjançant l'aplicació de la electrocoagulació en continu: intentant reduir la DQO de l'esbandida als límits d'abocament amb possible reutilització de l'aigua.
Resultats obtinguts amb filtració tangencial
La filtració tangencial, ja sigui microfiltració o ultrafiltració, dóna uns resultats molt pobres: una taxa de recuperació de tensioactius no iònics entre el 5 i 20%.
Si bé el desgreixatge elimina el 97% dels olis sobrenedants, els arrossegaments d'olis emulsionats i components del desgreixatge al esbandida segueixen sent elevats. La qüestió que es suscita és, com és possible que s'assoleixin índexs de recuperació tan baixos quan la mateixa tecnologia aconsegueix taxes de recuperació del 80 - 90% en tensioactius per als desgreixatges aniònics? Els motius es troben en les propietats dels desgreixatges no iònics i la seva capacitat d'agregació micelar, creixent en funció de la temperatura i les condicions de treball. Hi ha un valor de temperatura per al qual l'agregació arriba a un valor màxim (punt de boira), i que modifica substancialment les característiques del desgreixatge:
- Insolubilitat reversible del surfactant.
- Mínim poder escumós.
- Màxim poder detergent.
Les noves característiques, tot i ser molt apreciades per la millora de la capacitat netejadora del desgreixatge, tenen altres efectes que juguen en contra de la seva reciclabilitat mitjançant filtració tangencial per causa de:
- Increment de la mida de les cadenes polioxietilenat formades.
- Integració dels hidrocarburs a aquestes cadenes fent créixer el seu nombre d'agregació.
- Reducció de la capacitat de permeació a través de la membrana i amb independència de la seva porositat.
Una de les conseqüències més importants d'aquesta exposició és que el BREF ha de revisar els seus continguts, establint les diferències de comportament entre els desgreixatges aniònics i els no iònics.
Nou plantejament
El sistema constituït pel desgreixatge no iònic i la seva funció d'esbandida requereix d'un nou plantejament per salvar aquestes dificultats que es resumeix en:
- Deixar esgotar el desgreixatge.
- Mantenir la seva elevada producció d'arrossegaments al esbandida durant la seva vida útil (equivalent a un purgat en continu).
- Tractar in situ el desgreixatge esgotat mitjançant la tècnica d'evaporació al buit (EV).
- Tractar en continu la rentada mitjançant electrocoagulació, tal com s'havia plantejat inicialment.
Aquesta proposta posa en joc tecnologies que el BREF defineix com 'abocament zero (cas de la EV) i, encara que estableix que no es tracta de MTD, generalment a causa del seu cost associat, sí que indica que en casos aïllats poden usar-se per motius d'interès (cf. apartats 1912.04.16 i 5.1.8.4 del BREF).
Resultats obtinguts amb l'evaporació al buit
Després de l'aplicació de la EV a dues càrregues / any de desgreixatges no iònic esgotat, els resultats obtinguts han estat:
| Volum de desgreixatge esgotat tractat | 3 m³ / any |
| Volum d'oli separat (desgreixatge) | 36 l / any |
| Volum d'aigua recuperada (destil·lat) | 2,81 m³ / any |
| Volum de rebuig (concentrat) | 154 l / any |
| Factor de concentració volúmica (FCV) | 20 |
| Consum energètic | 1.300 kWh / any |
Les conseqüències d'aquests resultats es resumeixen en:
- Recuperació del 94% com a aigua de gran qualitat per a la reformulació de desgreixatges, amb reducció equivalent del volum de residu a gestionar.
- Possibilitat de valoritzar energèticament el 6% residual com a combustible per la seva elevada càrrega orgànica i absència d'òrgan-clorats (DQO: 600 g / li olis: 25 g / l).
- El factor de concentració volúmica pot ser duplicat a FCV = 40 sense afectar la qualitat del destil·lat, però a costa de duplicar el temps de tractament i el consum energètic.
Resultats obtinguts amb la electrocoagulació
L'aplicació en continu de la electrocoagulació al esbandida per aspersió ha permès obtenir els següents resultats:
| Volum d'aigua d'esbandida tractada | 740 m³ / any |
| Volum d'aigua recuperada | 724 m³ / any |
| Volum de fangs secs a gestionar | 0,5 m³ / any |
| Volum de floculant a addicionar | 1,5 m³ / any |
| Consum energètic per electrocoagulació | 40 kWh / any |
| Consum energètic per bombeig | 5.300 kWh / any |
Les conseqüències d'aquests resultats es resumeixen en:
- Recuperació de la pràctica totalitat de l'aigua (98%) amb una qualitat acceptable per al seu reciclatge com a nova aigua d'esbandida.
- Reducció equivalent del volum d'abocament destinat a la depuradora físico-química.
- La permuta de 740 m³ / any d'efluent semiconcentrado per 0,5 m³ / any de fangs oliosos + 15,5 m³ / any d'aigües de deshidratació de fangs.
Candidatura a MTD
Els indicadors de qualitat de l'aigua recuperada mostren uns índexs de conducta molt interessants per a la electrocoagulació, la qual cosa converteix l'associació entre l'evaporació al buit i la electrocoagulació en una ferma candidata a MTD per al sistema constituït per un desgreixatge no iònic i la seva funció d'esbandida.
Aquests indicadors es resumeixen en:
| DQO | 500-800 mg / l |
| Sòlids en suspensió | <10 mg / l |
| Olis | <10 mg / l |
L'avaluació de viabilitat econòmica de l'evaporació al buit com a candidata a MTD per als desgreixatges no iònics ens indica que:
- La EV només és viable si es conjuga amb altres aplicacions en la instal·lació ja que la inversió es destina a dos tractaments anuals de sengles càrregues de desgreixatge esgotat. En el nostre cas és així, ja que la EV és compartida entre aquesta aplicació (puntual) i la dels rentades de coure cianurat (contínua).
- L'estudi global de costos llança un període de retorn de la inversió de 4,5 anys per a la situació particular de l'empresa del projecte, considerant un índex anual d'inflació del 3,5%.
Respecte a la electrocoagulació, l'avaluació de la seva viabilitat econòmica com a candidata a MTD per a la funció d'esbandida receptora dels arrossegaments del desgreixatge ens indica que:
- La electrocoagulació treballa en continu i el seu cost és imputable en la seva totalitat a aquesta aplicació.
- L'estudi global de costos llança un període de retorn de la inversió de 10 anys per a la situació particular de l'empresa del projecte, considerant un índex d'inflació anual del 3,5%.
Conseqüències
L'associació entre l'evaporació al buit i la electrocoagulació és una ferma candidata a MTD per resoldre la problemàtica dels desgreixatges no iònics i els seus glopeigs associats. El projecte Zero Plus promou la revisió dels continguts del BREF de 'Tractament de Superfície de Metalls i Materials Plàstics (TSM)' concernents als desgreixatges aquosos, a més de proposar la consideració de l'alternativa presentada com a candidata a MTD.
