sal concentrada

Condorchem Envitech ofrece soluciones para el tratamiento de las aguas residuales salinas que se producen en los procesos de desalación de agua de mar, así como para el tratamiento de las salmueras originadas en determinados procesos productivos industriales.

Actualmente, existen numerosas tecnologías y soluciones para el tratamiento de las aguas residuales salinas generadas durante la desalación de agua de mar, así como para el tratamiento de salmueras producidas en procesos industriales.

La selección del proceso más adecuado depende de diversos factores como la composición del agua residual, el volumen a tratar, las fuentes de energía disponibles, o el destino final del efluente tratado.

Estas alternativas pueden dividirse en:

  • Procesos de diluci√≥n: En este caso la salmuera generada se diluye con los efluentes de otras plantas de tratamiento que tengan como destino su vertido al oc√©ano, cuya concentraci√≥n salina sea muy baja y cuyo caudal de salida sea m√°s elevado que el de salmuera, con el fin de asegurar la diluci√≥n adecuada. Normalmente se emplean efluentes de plantas de tratamiento de aguas residuales o de centrales t√©rmicas.
  • Procesos de gesti√≥n: Estos procesos incluyen diferentes procesos de tratamiento de los efluentes salinos producidos tanto en plantas desaladoras como en otros tipos de sectores. El tratamiento de las salmueras, permite garantizar una mayor sostenibilidad ambiental y una disminuci√≥n de su impacto en el medio.

A continuación se tratan los procesos de gestión de efluentes salinos más destacables.

Gestión de las salmueras

La gesti√≥n de salmuera es sin duda un punto determinante para cualquier tipo de industria o sector en el que se genere un efluente salino, ya que, a√ļn al carecer de peligrosidad, deben ser correctamente gestionados, porque su descarga no controlada puede causar un elevado impacto ambiental.

Existe una amplia diversidad de industrias que por uno u otro motivo generan salmueras, como es el caso de las plantas desaladoras, las dedicadas a las perforaciones de gas y petr√≥leo, las plantas de generaci√≥n de energ√≠a, las de curtidos de pieles, las que elaboran conservas de alimentos, olivas, salazones, aceites, jamones y embutidos, as√≠ como todas aquellas que tratan elevados vol√ļmenes de agua (descalcificaci√≥n, desmineralizaci√≥n, √≥smosis inversa, etc.).

Su gestión no siempre es sencilla y la opción más idónea depende siempre de una larga lista de factores, como caudal, concentración, situación geográfica, disponibilidad de fuentes residuales de energía, etc. Entre las opciones posibles de gestión de las salmueras, no cabe duda que la más sostenible ambientalmente consiste en abordar su tratamiento.

Producción de salmueras

La variedad de industrias que generan efluentes salinos es amplia, a continuación se analizan las más representativas:

I. Desalación de agua de mar

La desalaci√≥n consiste en la obtenci√≥n de agua dulce para consumo humano, uso industrial o agr√≠cola a partir de agua de mar o salmuera. Esta pr√°ctica se ha ido generalizando en las √ļltimas d√©cadas en todas aquellas zonas donde existe d√©ficit h√≠drico y el abastecimiento no est√° por tanto garantizado. Actualmente es posible la producci√≥n intensiva de agua desalada a unos precios moderados, hecho que hace que en muchos casos sea la soluci√≥n practicada para solucionar los problemas de abastecimiento. De acuerdo con UN Water, el mecanismo de inter-agencias para todo lo relacionado con el agua de Naciones Unidas, en febrero de 2014 exist√≠an m√°s de 16.000 plantas desaladoras en todo el mundo, con una capacidad de producci√≥n de unos 70 hm3/d√≠a.

Sea cual sea la tecnolog√≠a utilizada para la desalaci√≥n, en todos los casos se produce un efluente de agua dulce y un efluente residual o rechazo. √Čste √ļltimo contendr√° una concentraci√≥n de sales elevada, que depender√° del agua cruda que se desala y del rendimiento de la separaci√≥n, el cual depende de la t√©cnica utilizada. Este residuo no debe ser devuelto al medio sin tratamiento por el elevado impacto que esto tendr√≠a sobre el mismo, adem√°s de suponer un aumento progresivo de los costes de desalaci√≥n consecuencia directa del aumento de los niveles salinos de las aguas de origen.

Así pues considerando la gestión como la alternativa más adecuada, las técnicas que obtengan un elevado rendimiento de separación generarán un rechazo muy concentrado en sales, y al revés.

II. Industria textil

La industria textil se caracteriza por un elevado consumo de agua, la cual debe ser de gran calidad. Es habitual que el agua, tanto de red como de captaciones propias, sea sometida a un proceso de purificación, generalmente, de ablandamiento. Históricamente, para eliminar la dureza del agua se han utilizado resinas de intercambio iónico, las cuales generan en su proceso de regeneración un efluente de elevada concentración salina.

Por otro lado, en el proceso de te√Īido de la fibra textil, se necesitan elevadas concentraciones salinas en el medio para que el pigmento se fije sobre la pieza de tela. Las aguas de te√Īido, a√ļn despu√©s de haber sido tratadas, conservan un elevado contenido en sales.

III. Vertederos de RSU

Los vertederos de residuos s√≥lidos urbanos (RSU) generan efluentes de lixiviados, los cuales deben ser tratados para poder ser vertidos sin que causen impacto ambiental. Generalmente, despu√©s de varios procesos, el efluente tratado es sometido a un proceso de √≥smosis inversa, con la finalidad de obtener una corriente de agua pura la cual reutilizar o verter, y una corriente m√°s peque√Īa con los contaminantes concentrados. Este efluente presenta una elevada concentraci√≥n salina, puesto que se han concentrado todas las sales presentes originalmente en los lixiviados.

IV. Elaboración de alimentos

Con la finalidad de que los alimentos se conserven durante largos periodos de tiempo y no sean atacados por los microorganismos, históricamente se han utilizado técnicas de salazón y de conservación en salmueras. Las salmueras se suelen preparar con agua fría, cloruro sódico, nitrito de sodio, además de productos saborizantes.

Para que la salmuera ejerza su efecto como conservante es necesario concentraciones salinas en el producto de entre el 15% y el 20%. Así pues, la industria de salazones y la dedicada a la conservación de alimentos en general producen efluentes de elevada concentración de sal.

La elaboración de encurtidos (olivas, pepinillos, zanahorias, cebollas, etc. marinados con salmuera y vinagre) es una actividad que genera efluentes con carga orgánica además de con una elevada salinidad. Estos efluentes deben ser tratados previamente a su vertido y es aconsejable recuperar la máxima cantidad posible de agua para su reutilización en el proceso.

V. Efluentes de plantas de tratamientos del agua

Una amplia variedad de industrias necesitan disponer de agua de elevada calidad, ultra pura, para su uso en el proceso productivo; es el caso de las industrias farmacéutica, alimentaria, textil, etc. Generalmente utilizan resinas de intercambio iónico para ablandar el agua, o bien procesos basados en membranas (nanofiltración u ósmosis inversa) para tratamientos más completos. Los efluentes generados en estos procesos concentran todas las sales e impurezas eliminadas del agua cruda. Cuando el consumo de agua en el proceso es elevado, se generan caudales de efluentes residuales importantes, los cuales se caracterizan por una elevada concentración de sales disueltas.

VI. Industria del curtido de pieles

La industria dedicada al curtido de pieles se caracteriza por su elevado potencial contaminante tanto por los reactivos que se utilizan como por los efluentes que se generan en los diferentes procesos.

Generalmente, los procesos que se siguen en el curtido de las pieles son el de salado (con NaCl), el de ablandamiento (utilizando sulfuro de sodio, polisulfuro de sodio o carbonato de sodio), el de apelambrado (usando sulfuro de sodio, sulfhidrato de sodio, aminas, hidr√≥xido de calcio y sosa ca√ļstica), el de encalado (mediante un ba√Īo con sosa ca√ļstica), el de desencalado (utilizando √°cido clorh√≠drico, √°cido sulf√ļrico, √°cido b√≥rico, cloruro de amonio, acetato de amonio y √©steres c√≠clicos), el de curtido (sales de cromo y formaldehido), el de te√Īido, el de engrase, el de secado, el de acondicionado y el de acabado (usando pigmentos, y anilina). Estos productos qu√≠micos empleados en los diferentes procesos se van incorporando a las aguas residuales a medida que se van utilizando.

Las tecnolog√≠as utilizadas en estos procesos cada vez son m√°s limpias, economizan agua, reutilizan efluentes y la contaminaci√≥n final de las aguas es menor. Finalmente, una vez que las aguas son tratadas, la mayor parte de la contaminaci√≥n es eliminada de las aguas. No obstante, las sales disueltas contenidas en los efluentes no son eliminadas, de modo que a la salida de la planta de tratamiento, salen inalteradas y las aguas tienen concentraciones de sales de hasta 10.000 mg/L. Estas aguas, con este contenido en sales, no pueden ser vertidas ni a cauce p√ļblico ni a la red de alcantarillado.

VII. Tratamiento de agua para plantas de generación de energía

Las plantas de generación de energía necesitan para su funcionamiento disponer de agua de la máxima calidad, para poder transformarla en vapor de alta temperatura, el cual moverá el alternador. Generalmente, el agua ultra pura que se utiliza se obtiene sometiendo el agua de red, o de captación, a un proceso de tratamiento. Como consecuencia de este proceso, se genera un efluente residual que concentra todas las impurezas eliminadas del agua. Estos efluentes se caracterizan por poseer una elevada concentración de sales, los cuales deben ser tratados para poder ser vertidos.

VIII. Extracciones de gas y petróleo

La industria dedicada a la extracci√≥n de gas y de petr√≥leo tambi√©n es capaz de producir grandes efluentes de salmuera. Un elevado n√ļmero de yacimientos de gas y de petr√≥leo suelen aparecer junto a vetas de sal gema. La t√©cnica utilizada para la extracci√≥n del petr√≥leo consiste en la perforaci√≥n de pozos por los que se inyecta agua dulce, que disuelve la sal y aparece en la superficie en forma de salmuera. La recuperaci√≥n del petr√≥leo se consigue desplaz√°ndolo hacia la superficie mediante la inyecci√≥n de agua o de salmuera. El excedente de salmuera debe ser tratado, o vertido al mar si se trata de un yacimiento submarino.

Tratamiento de aguas salinas, o salmueras

La gesti√≥n de las salmueras no es una tarea sencilla en la mayor√≠a de los casos. En funci√≥n de factores como el caudal, la ubicaci√≥n geogr√°fica, si existen m√°s contaminantes o no a parte de las sales, etc. se deber√° optar por una u otra opci√≥n. En muchas ocasiones la √ļnica salida ser√° el tratamiento de las salmueras, aunque pueden existir otras v√≠as de gesti√≥n diferentes en funci√≥n de las caracter√≠sticas de cada caso.

tratamiento de aguas salinas

A continuación se realiza un análisis de las diferentes opciones de gestión posibles, haciendo especial hincapié en las técnicas que permiten el tratamiento de las salmueras.

Tratamiento de aguas salinas mediante un sistema de vertido cero (ZLD)

Esta opci√≥n es la alternativa de gesti√≥n viable en el mayor n√ļmero de situaciones diferentes, se puede adaptar a cualquier escala de producci√≥n de salmueras y, sin duda, es la m√°s respetuosa con el medio ambiente.

El objetivo de una planta de vertido cero para el tratamiento de un efluente de salmuera consiste en la conversión del residuo salino en una corriente de agua de elevada calidad por un lado, y las sales en estado sólido cristalizadas por otro lado. El agua puede ser reutilizada en el propio proceso por su elevada calidad, o en cualquier otra aplicación, y las sales cristalizadas gestionadas para su posible revalorización. Por tanto, mediante un sistema de vertido cero se transforma el residuo líquido en dos corrientes diferentes, inocuas, revalorizables y de fácil gestión.

La obtención de cloruro de sodio, sulfato cálcico, hidróxido de magnesio y cloruro cálcico es posible mediante diferentes procesos de evaporación de forma secuencial. Esta opción es viable cuando la salmuera es de origen marino y las producciones son moderadas.

El tratamiento consiste, en funci√≥n de la concentraci√≥n inicial de sales de la salmuera, en un primer proceso de concentraci√≥n del efluente mediante √≥smosis inversa. Si la concentraci√≥n de la salmuera ya es elevada, la etapa de √≥smosis inversa es prescindible. A continuaci√≥n, la salmuera concentrada se somete a un proceso de evaporaci√≥n al vac√≠o en el que se concentra a√ļn m√°s y se genera una corriente de agua que puede ser mezclada con la producida en la √≥smosis inversa. Finalmente, mediante un proceso de cristalizaci√≥n se obtienen las sales en estado s√≥lido, cristalizadas y secas (imagen 1). Las sales pueden ser revalorizadas para su uso en el control de heladas, en la regeneraci√≥n de resinas, etc.

El proceso de ósmosis inversa puede ser substituido por un sistema de electrodiálisis, el cual también permitiría concentrar el efluente de salmuera y producir un caudal de agua con una muy baja concentración de sales.

Si se dispone de alguna fuente de energía residual, puede ser ésta aprovechada en el proceso de evaporación al vacío, obteniendo unos resultados excelentes a un precio muy competitivo.

Tambi√©n existe una alternativa actual a la √≥smosis inversa que es la forward √≥smosis, u √≥smosis forzada. √Čste tipo de tecnolog√≠a permite tratar aguas marinas o salmueras con un menor consumo de energ√≠a y una reducci√≥n del rechazo producido por lo que los evaporadores posteriores ser√°n m√°s peque√Īos. Reduce a su vez los costes de inversi√≥n y operaci√≥n en las aplicaciones de vertido cero en comparaci√≥n con otras tecnolog√≠as y puede utilizarse en una amplia variedad de aplicaciones. Se trata de una tecnolog√≠a emergente y que ha demostrado una gran eficiencia en el tratamiento de aguas salinas.

Gestionar los efluentes salinos mediante un sistema de vertido cero es especialmente ventajoso cuando, a parte de las sales, existen otros contaminantes de complejo tratamiento. Es el caso de los efluentes procedentes de los lixiviados de los vertederos de residuos s√≥lidos urbanos, de los efluentes generados por la industria dedicada al curtido de pieles o de los efluentes producidos en la elaboraci√≥n de encurtidos. En las plantas de tratamiento de agua ‚Äďpara producir agua ultra pura ‚Äď tambi√©n es una alternativa id√≥nea, sobre todo en aquellos casos en los que se genera una energ√≠a residual que pueda ser aprovechada para el proceso de evaporaci√≥n al vac√≠o.

Inyección profunda (ISP)

La técnica de la inyección en sondeos profundos (ISP) consiste en inyectar el residuo líquido en el subsuelo a través de un pozo profundo. Se puede utilizar para gestionar las salmueras, así como otros residuos líquidos, siempre que se determine que no existe impacto ambiental en el subsuelo. Esto sucede cuando se dan las siguientes cuatro condiciones, las cuales son necesarias y suficientes:

  • Existe una formaci√≥n permeable capaz de admitir el residuo.
  • Existe una formaci√≥n impermeable que mantiene el residuo confinado el tiempo suficiente hasta su inocuidad.
  • Las condiciones de ambas operaciones no cambian con el desarrollo de la operaci√≥n.
  • La operaci√≥n de ISP no hipoteca otros recursos m√°s importantes.

Así pues, esta técnica de gestión será viable cuando, por un lado se cumplan las cuatro condiciones, y por el otro lado el caudal de salmuera sea suficientemente importante como para justificar económicamente la actuación.

Lagunas de evaporación

La t√©cnica de confinar las salmueras en una balsa es una opci√≥n que se ha utilizado en zonas √°ridas donde se dispone de suficiente superficie. En funci√≥n del caudal de salmuera, se puede dise√Īar el √°rea superficial y la profundidad m√≠nima de la balsa. Uno de los puntos sensibles de la t√©cnica es la contaminaci√≥n ambiental de acu√≠feros cercanos por la posible fuga de lixiviados.

Pozos

Consiste la extracción de agua de pozos cercanos al mar, con altos contenidos en sal, para su uso principalmente en complejos hoteleros de zonas con escasez de agua dulce.
Este tipo de agua tiene 3 usos diferenciados:

  • Refrigeraci√≥n de los sistemas de aire del complejo.
  • Abastecimiento de agua de red para el complejo.
  • Refrigeraci√≥n de los filtros empleados previo tratamiento con √≥smosis inversa.

Una vez empleada, se recogen todos los efluentes resultantes en un depósito que vuelve a reicorporarse a otro pozo con un contenido total en sal ligeramente superior al de entrada.
Este tipo de sistemas es espec√≠ficos para agua marina y son de uso com√ļn en este tipo de zonas.

Conclusiones

Una amplia variedad de procesos generan importantes efluentes de salmuera, que constituye un residuo líquido que no puede ser vertido directamente al medio por el elevado impacto ambiental que esto supone.

No siempre es f√°cil encontrar una v√≠a de gesti√≥n competitiva. Existen diferentes alternativas para su gesti√≥n, como la inyecci√≥n profunda, las lagunas de evaporaci√≥n, la obtenci√≥n de productos revalorizables y el tratamiento de la salmuera mediante un sistema de vertido cero. De entre todas las opciones posibles, esta √ļltima se presenta como la m√°s universal, ya que puede ser aplicada en la mayor√≠a de situaciones, es la m√°s respetuosa con el medio ambiente, no produce vertido alguno, genera un efluente de agua de elevada calidad, que puede ser reutilizada en el proceso productivo, y se obtiene sal cristalizada que puede ser revalorizada.