Cristalizadores aguas residuales

Los cristalizadores son una de las principales tecnolog√≠as para obtener un ¬†vertido cero¬†en un proceso de tratamiento de efluentes industriales. Esto significa que el proceso de tratamiento o depuraci√≥n no produce ning√ļn vertido l√≠quido y normalmente se obtiene un agua de buena calidad que puede ser reutilizada en procesos de f√°brica, adem√°s de un residuo s√≥lido que suele ser valorizable para su comercializaci√≥n interna/externa o combustible. Cuando no puede ser reaprovechado por carecer de valor puede ser cedido a dep√≥sitos controlados.

Algunos de los procesos que inciden de forma especial para obtener el vertido cero son la cristalización, el secado térmico y la estabilización de líquidos.

Para llegar a estos resultados normalmente se precisa de una etapa previa de concentración mediante equipos de evaporación al vacío de alta eficiencia energética, para obtener unos efluentes concentrados, que serán los que posteriormente serán minimizados con alguna de las mencionadas técnicas.

Cristalizadores

La cristalización es una operación de separación en la que se produce la transferencia de un soluto desde la fase líquida a una fase sólida cristalina, al variar la temperatura o la composición de la solución.

El proceso industrial de cristalización se basa fundamentalmente en obtener de forma temporal la solución sobresaturada en relación al equilibrio, ésta es la autentica fuerza motriz del proceso. La sobresaturación puede alcanzarse mediante la reconcentración del soluto por la evaporación del solvente, el enfriamiento de la solución o la acción de otro producto químico que se adiciona a la solución para disminuir la solubilidad del soluto original, o incluso una combinación de los tres procesos.

En el proceso de cristalizaci√≥n existen una serie de factores, diferentes a la sobresaturaci√≥n, que determinan la cin√©tica de formaci√≥n de cristales y, por tanto, el tama√Īo de √©stos. Estos factores son la temperatura, la agitaci√≥n y el tiempo; actuando sobre ellos es posible obtener cristales muy finos o gruesos.

Los cristalizadores por evaporaci√≥n trabajan al vac√≠o, as√≠ el agua se evapora a temperaturas mucho m√°s bajas (35-80¬ļC). El agua se condensa y puede ser utilizada como agua destilada.

La especial configuraci√≥n del recipiente de evaporaci√≥n con un sistema de calefacci√≥n tipo camisa, por donde circula el fluido de calefacci√≥n (vapor, agua caliente, fluido t√©rmico) permite alcanzar elevadas concentraciones en la c√°mara con presencia de s√≥lidos sin que esto represente ning√ļn problema para el proceso.

A la salida del cristalizador se precisa generalmente alg√ļn sistema final de deshidrataci√≥n de las sales, los m√°s eficientes son:

  • Centr√≠fuga: Este equipo permite deshidratar por lotes grandes cantidades de cristales de todo tipo de sales.
  • Filtro deshidratador: Se descarga el lote de licor madre y sales sobre un tapiz que drena el l√≠quido que vuelve a cabecera del evapo-cristalizador, mientras que las sales quedan retenidas y separadas por un rascador al final del recorrido, el cual las descarga sobre un contenedor.
  • Contenedor de drenaje: Sigue el mismo procedimiento que el anterior pero sus mayores dimensiones permite tratar mayores cantidades de sales cristalizadas.
  • Tambor rotativo: con camisa de enfriamiento del cilindro exterior y un rascador que extrae los cristales que se depositan en la superficie interna. El l√≠quido a cristalizar procede de una etapa de concentraci√≥n por evaporaci√≥n y por tanto est√° caliente. El fluido de enfriamiento puede ser agua de un circuito de refrigeraci√≥n con torre evaporativa o de fluido refrigerante que se mantiene a muy baja temperatura con equipos de fr√≠o industrial.
  • Reactor decantador: un proceso que utiliza la evaporaci√≥n previa para concentrar el soluto, pero en la zona de equilibrio, mediante la dosificaci√≥n de un producto qu√≠mico espec√≠ficamente estudiado para cada caso, puede ser otra sal, otro solvente, un pol√≠mero, etc., se produce un desequilibrio en la soluci√≥n original que conduce a la precipitaci√≥n de cristales que son extra√≠dos del tanque de reacci√≥n por dispositivo dise√Īado para tal fin. Este proceso permite la cristalizaci√≥n fraccionada y la obtenci√≥n separa de diferentes cristales de sustancias de elevado valor a√Īadido.

Los procesos de evaporaci√≥n al vac√≠o y de cristalizaci√≥n deben ser estudiados espec√≠ficamente para cada caso. Condorchem Envitech dispone de una larga experiencia en el dise√Īo, fabricaci√≥n e instalaci√≥n de estos equipos para una gran variedad de procesos industriales diferentes.

Secado térmico (spray drying)

El secado t√©rmico consiste en pulverizar una soluci√≥n rica en s√≥lidos disueltos, nunca en suspensi√≥n, en una c√°mara que se mantiene caliente por acci√≥n de los gases de combusti√≥n de un quemador o de aire caliente (180 a 400 ¬ļC). Al entrar en contacto con la temperatura el solvente se evapora instant√°neamente y el s√≥lido precipita en el fondo de la c√°mara. Un sistema de venturi permite extraer el s√≥lido secado y se separa del vapor de agua y gases de combusti√≥n fr√≠os (aprox. 100¬ļC) que se emiten al exterior. Un proceso de filtrado/lavado de estos gases garantiza los l√≠mites de emisi√≥n a la atm√≥sfera.

Debido a que es un proceso que consume gran cantidad de energía (kwt/litro evaporado) es preferible utilizar después de un proceso de evaporación para reconcentrar el soluto y disminuir el volumen de agua a evaporar. El sólido obtenido puede ser reutilizado cuando es posible o cedido a depósito controlado.

Estabilización / inertizado

La estabilización de líquidos es muy recomendable cuando la gestión del residuo líquido es muy costosa o imposible y cuando la cristalización o secado térmico no puede aplicarse por cuestiones técnicas o de inversión.

Consiste en la mezcla del residuo líquido o pastoso, previamente concentrado por evaporador, con un material inerte de bajo coste. Normalmente se emplea para este fin arcillas, cal viva, cal apagada, cemento, etc., aunque también suelen emplearse algunos polímeros deshidratantes como bentonita, sepiolita, etc. En algunos casos puede utilizarse otro residuo sólido (por ejemplo: fangos depuradora, cenizas, escorias, etc.).

El proceso de mezcla se hace por lotes o en continuo en un equipo denominado BLENDER, que consiste en un tambor donde llegan por separado la alimentación del líquido o pasta y el producto sólido estabilizante, se mezclan hasta formar una masa homogénea y se descarga por la boca frontal hacia un contenedor.

La mezcla se cementa en unas horas y con el paso del tiempo pierde pr√°cticamente toda la humedad, quedando solidificada e inerte. Este producto puede llevarse a vertedero sin m√°s problema ya que no se volver√° a disolver nunca m√°s.

La cantidad de producto cementante estabilizante por litro de l√≠quido o pasta depender√° del tipo de residuo pero normalmente esta entre los 0,8 y 2 litros de cementante por litro de residuo l√≠quido o pasta.En el tratamiento de vertidos l√≠quidos industriales se aspira a conseguir el llamado vertido cero, esto significa que el proceso de tratamiento o depuraci√≥n no produce ning√ļn vertido l√≠quido y normalmente se obtiene un agua de buena calidad que puede ser reutilizada en procesos de f√°brica, adem√°s de un residuo s√≥lido que suele ser valorizable para su comercializaci√≥n interna/externa o combustible. Cuando no puede ser reaprovechado por carecer de valor puede ser cedido a dep√≥sitos controlados.