tratamiento de aguas residuales en la industria farmaceutica

Las aguas residuales en la industria farmacéutica se caracterizan por presentar una enorme variabilidad en cuanto a su caudal y composición, parámetros que dependen de factores como el régimen de producción, la elaboración concreta que se esté llevando a cabo, qué actividades son las generadoras de las aguas residuales, etc. Todas estas variables hacen que la contaminación del efluente final pueda ser muy diversa y variante en el tiempo. Generalmente, estas aguas residuales contienen:

  • Un elevado contenido de materia org√°nica, de la cual una gran fracci√≥n es materia org√°nica f√°cilmente biodegradable (alcoholes, acetonas, etc.).
  • Compuestos org√°nicos lentamente biodegradables y sustancias refractarias (compuestos arom√°ticos, hidrocarburos clorados, etc.).
  • Compuestos inhibidores y t√≥xicos (antibi√≥ticos).
  • Jabones y detergentes con tensioactivos.

El volumen más importante de aguas residuales se produce durante el lavado de los equipos al finalizar el proceso de producción. También existen otros aportes de menor volumen y contaminación procedentes de la purificación del agua utilizada (rechazos de ósmosis inversa y regeneración de resinas de intercambio iónico), limpieza de las instalaciones, efluentes de los laboratorios, etc.

Las mejores técnicas para el tratamiento de aguas residuales en la industria farmacéutica dependerán de cada caso concreto, dada su considerable variabilidad y el amplio abanico de compuestos diferentes posibles. A continuación se hace un análisis de las técnicas que en función de diferentes factores pueden resultar las más competitivas, indicando en cada caso sus ventajas y puntos débiles:

Proceso biológico de fangos activos

Aunque es el proceso más competitivo cuando se trata de aguas residuales con materia orgánica fácilmente biodegradable, a causa de la posible presencia de compuestos inhibidores y tóxicos para la biomasa, así como la baja biodegradabilidad de algunos efluentes producidos, no es el proceso más recomendable. No obstante, si la contaminación es biodegradable, es un proceso sencillo y eficiente.

Proceso con biomasa fija sobre lecho móvil (MBBR)

Cuando las aguas residuales sean compatibles con un tratamiento biológico y el contenido de materia orgánico sea elevado, el MBBR es sin duda la opción más eficiente. Esta tecnología consiste en el crecimiento de biomasa, en forma de biopelícula, en unos soportes de plástico que están en continuo movimiento dentro del reactor biológico. Estos soportes tienen una elevada superficie específica por unidad de volumen, factor que hace posible el crecimiento de mayor cantidad de biomasa por unidad de volumen que en el caso de reactores convencionales. Los MBBR, por un lado, no presenta los problemas de colmatación del lecho por el excesivo crecimiento de la biomasa que presentan los sistemas de lecho fijo, y en comparación con el sistema convencional, se trata de un sistema considerablemente más eficiente porque la biopelícula que se forma en las paredes del soporte se caracteriza por una mayor efectividad que los flóculos biológicos. Además, teniendo en cuenta que las partículas del soporte disponen de una elevada superficie específica, los reactores MBBR son de un volumen mucho menor que los de fangos activos. Otra ventaja adicional es que se puede dividir el proceso en diferentes etapas y en cada una de ellas crecerá una biomasa específica adaptada a la carga contaminante de la corriente alimentada. Esta flexibilidad permite poder degradar compuestos más persistentes. Esta técnica solamente es viable cuando la contaminación es biodegradable.

Evaporadores al vacío por compresión mecánica del vapor

Cuando la contaminaci√≥n de las aguas residuales es compleja y no es viable un proceso biol√≥gico (presencia de compuestos persistentes, inhibidores o t√≥xicos, baja biodegradabilidad, etc.) o bien su naturaleza es muy variable en el tiempo, la evaporaci√≥n al vac√≠o del agua mediante la compresi√≥n mec√°nica del vapor es una opci√≥n muy eficiente, robusta, sencilla y asequible a un bajo coste energ√©tico. El vapor de agua se comprime mec√°nicamente para incrementar su temperatura y obtener as√≠ vapor sobrecalentado, el cual, mediante un intercambiador de calor, cede su energ√≠a para calentar el agua a evaporar mientras el propio vapor condensa. Al trabajar al vac√≠o, las temperaturas de ebullici√≥n y de vapor van desde los 60 ¬ļC hasta los 90 ¬ļC.

Esta alternativa va más allá del simple objetivo de tratar satisfactoriamente los efluentes, puesto que transforma la corriente de las aguas residuales en un residuo pastoso concentrado (minimización de la cantidad de residuo generada) y agua limpia, la cual puede ser acondicionada para su reutilización, alcanzando así el escenario óptimo de sostenibilidad consistente en el vertido cero.

Proceso de digestión anaerobia

En aquellos casos en los que las aguas residuales presentan una elevada concentración de materia orgánica biodegradable y no existen sustancias tóxicas ni inhibidoras, el tratamiento de las aguas residuales mediante un proceso de digestión anaerobia puede resultar eficiente y económico. Al ser anaerobio no sólo se ahorra la aeración del proceso, sino que se genera biogás, el cual puede ser convertido con relativa facilidad en energía calorífica y eléctrica.

Procesos de oxidación avanzada

Cuando las aguas residuales contienen una elevada concentraci√≥n de compuestos persistentes (muy estables qu√≠micamente) o de sustancias t√≥xicas, casos que suponen una muy baja biodegradabilidad, se hacen m√°s necesarios procesos que sean m√°s intensivos en la destrucci√≥n de los contaminantes. La oxidaci√≥n avanzada hace referencia a un amplio grupo de tecnolog√≠as basadas en su mayor√≠a en la generaci√≥n de radicales hidroxilo o en el aporte de la energ√≠a necesaria para la destrucci√≥n de la mol√©cula de contaminante. Estas t√©cnicas son especialmente competitivas para la eliminaci√≥n de hidrocarburos halogenados (benceno, tolueno, fenol, etc.), detergentes, colorantes, etc. Entre el amplio abanico de t√©cnicas disponibles las m√°s comunes son la oxidaci√≥n electroqu√≠mica, la ozonizaci√≥n catal√≠tica, la oxidaci√≥n an√≥dica, la combinaci√≥n de radiaci√≥n ultraviolada y per√≥xido de hidr√≥geno, el reactivo Fenton y la fotocat√°lisis. Todas ellas se caracterizan por ser t√©cnicas capaces de eliminar elevadas cargas y de poder atacar cualquier contaminante, gracias a su car√°cter no-selectivo. No obstante, se trata de t√©cnicas costosas hecho que hace que sean reservadas para aquellos casos en que la destrucci√≥n qu√≠mica del contaminante es la √ļnica soluci√≥n.

A modo de s√≠ntesis, destacar que cuando los contaminantes son org√°nicos y f√°cilmente biodegradables, tanto el proceso con biomasa fija sobre lecho m√≥vil (MBBR) como el proceso anaerobio pueden resultar una buena opci√≥n. Cuando un proceso biol√≥gico no es viable, la evaporaci√≥n al vac√≠o supone una opci√≥n robusta, eficiente, vers√°til y competitiva. Las t√©cnicas de oxidaci√≥n avanzada, a pesar de su elevada eficacia y no-selectividad, quedar√≠an reservadas para aplicaciones en las que el caudal a tratar sea bajo por los costes econ√≥micos que suponen. A nivel general, la opci√≥n √≥ptima de tratamiento depender√° de cada caso y ser√° necesaria la colaboraci√≥n de una empresa experta para estudiar y dise√Īar el proceso de tratamiento m√°s indicado para cada caso.