tratamiento de emulsiones aceitosas

Aunque se dice que ¬ęaceite y agua no se mezclan¬Ľ, y en gran parte es cierto, s√≠ que pueden existir como una soluci√≥n, la cual se la conoce con el nombre de emulsi√≥n. El tratamiento de emulsiones, o aguas residuales aceitosas, es imprescindible debido al alto contenido contaminante de estos efluentes.

En una emulsi√≥n en la que el agua es el componente mayoritario, el aceite aparece como gotas dispersas de forma uniforme en toda la fase acuosa. La concentraci√≥n y el tama√Īo de las gotas de aceite dependen b√°sicamente de la agitaci√≥n. Si la emulsi√≥n se deja reposar, los dos componentes tendr√°n tendencia a irse separando debido a la diferencia de densidad. Aunque generalmente no se conseguir√° una separaci√≥n perfecta y parte de las gotas de aceite permanecer√°n en suspensi√≥n en el agua. Existen compuestos, como los tensoactivos, que son emulsionantes (o emulgentes), es decir, mantienen mezcladas dos sustancias que son inmiscibles.

En m√ļltiples aplicaciones industriales se generan emulsiones aceitosas, como es el caso de:

  • Aguas contaminadas con hidrocarburos.
  • Agua inyectada en pozos de perforaci√≥n para desplazar el aceite.
  • Lubricante en procesos de mecanizado, utilizado para reducir el desgaste de las piezas met√°licas.
  • Aguas de enjuague en procesos galv√°nicos y de tratamiento de superficies.

En todos estos casos, tanto si se desea verter estos efluentes a la red p√ļblica de alcantarillado como si se tiene la intenci√≥n de reutilizar el agua, ser√° necesario un sistema eficiente de tratamiento de emulsiones aceitosas. Existen diferentes procesos que permiten este objetivo, si bien no hay ninguna t√©cnica que sea adecuada para todas las situaciones que se puedan dar, a excepci√≥n de la evaporaci√≥n al vac√≠o. Lo procesos m√°s utilizados para la separaci√≥n del agua del aceite son los siguientes:

Flotaci√≥n por aire disuelto (DAF). En unas condiciones de ausencia de agitaci√≥n, se aprovecha la diferencia de densidad para separar el aceite del agua por flotaci√≥n. A medida que se van formando las gotas de aceite en el seno de la fase acuosa, van ascendiendo hasta la superficie. Para acelerar el proceso de flotaci√≥n del aceite, se burbujea aire por la parte inferior del tanque. La separaci√≥n es eficiente pero se requiere un gran espacio y equipos de dimensiones considerables cuando el caudal a tratar es elevado. No obstante, esta t√©cnica no es viable cuando las emulsiones de aceite y agua son estables, casos en los que se debe intentar previamente romper la emulsi√≥n mediante la adici√≥n de alg√ļn producto qu√≠mico.

Evaporaci√≥n al vac√≠o. El proceso de evaporaci√≥n es el √ļnico que permite separar el aceite del agua sin la necesidad de pretratar el efluente y sin requerir m√°s procesos posteriores, puesto que el agua producida es de elevada calidad y permite su reutilizaci√≥n directa. En cuanto a los residuos, a diferencia de los procesos de membranas, no genera ning√ļn otro efluente residual. Se genera un residuo semis√≥lido que por su composici√≥n se puede revalorizar en otros procesos, como en una codigesti√≥n anaerobia. Otra gran ventaja de la evaporaci√≥n al vac√≠o de los efluentes aceitosos es su elevada capacidad de adaptaci√≥n a las caracter√≠sticas cambiantes del efluente a tratar, lo cual hace que se trate de una alternativa robusta y eficaz. Adem√°s, al operar en condiciones de vac√≠o, el consumo energ√©tico es contenido obteni√©ndose una elevada eficiencia energ√©tica. Son equipos compactos y por lo general no se requiere de un gran espacio f√≠sico y su utilizaci√≥n es sencilla y puede ser automatizada. Sin duda, es la alternativa clave para el tratamiento de los efluentes aceitosos.

Tratamiento biológico. La eliminación de aceites y grasas mediante degradación biológica, aunque es posible, presenta una serie de dificultades que se deben salvar, tanto en condiciones aerobias como en anaerobias. En primer lugar, el aceite y las grasas no disponen de una composición que permita su biodegradación si no se dosifican productos químicos o se mezclan con otros residuos, de manera que los microorganismos hallen todos los nutrientes que necesitan para su crecimiento. En segundo lugar, el proceso biológico no soporta bien fluctuaciones en el caudal o en la carga de entrada. Además, en un proceso aerobio, la biodegradación de aceites y grasas conlleva un gran consumo de oxígeno, lo cual requiere un elevado consumo de energía y unos costes de operación elevados. Y finalmente, el funcionamiento de este proceso necesita de un operador cualificado.

Membranas VSEP. La utilizaci√≥n de membranas filtrantes potencialmente puede permitir la producci√≥n de agua de gran calidad a partir de cualquier emulsi√≥n de aceite en agua. No obstante, la filtraci√≥n mediante membranas tiene un tal√≥n de Aquiles: el ensuciamiento de las membranas, el cual es debido a la formaci√≥n de una capa formada por una biopel√≠cula, materia org√°nica, dep√≥sitos inorg√°nicos o de naturaleza coloidal, etc. Esta capa se acumula sobre las membranas por procesos naturales durante el proceso de filtraci√≥n y produce una disminuci√≥n en la capacidad de tratamiento. Para subsanar este problema se han desarrollado las membranas vibratorias VSEP. Se trata de una t√©cnica alternativa en la que la producci√≥n de ondas de cizallamiento en la superficie de la membrana tangentes a la superficie de √©sta realiza la acci√≥n de limpieza. La vibraci√≥n de la membrana y la producci√≥n de las ondas de cizallamiento consiguen que los s√≥lidos depositados sobre la superficie de la membrana se resuspendan en el l√≠quido y sean arrastrados por √©ste, exponiendo de nuevo los poros de la membrana al l√≠quido. Una gran diferencia en relaci√≥n a las membranas convencionales consiste en que el dise√Īo b√°sico es vertical en vez de horizontal, lo cual hace que el espacio necesario por unidad sea menor que en otros sistemas de separaci√≥n.

Esta t√©cnica, aunque genera un caudal de agua de gran calidad, tambi√©n genera un efluente concentrado que requiere su correspondiente gesti√≥n. Adem√°s, para alargar la vida √ļtil de las membranas vibrantes, es conveniente realizar un pretratamiento del alimento. Como en cualquier proceso de membranas, el cuidado, limpieza y mantenimiento de las membranas son factores muy importantes a tener en cuenta.

En resumen, las emulsiones aceitosas deben ser tratadas con anterioridad a su vertido. Existen diferentes procesos que pueden separar el aceite del agua e incluso producir un efluente de agua de elevada calidad que permita su reutilización. De entre todas las alternativas posibles, la que presenta mayores ventajas es la evaporación al vacío, por su sencillez, flexibilidad, robustez y eficacia.