Sistemas para el tratamiento de salmueras industriales

Ofrecemos soluciones para el tratamiento de salmueras industriales, que es como se conoce a las aguas residuales con altas concentraciones de sales generadas en procesos industriales. Nuestros sistemas para el tratamiento de salmueras industriales están diseñados para cumplir dos objetivos principales:

• Desalinizar la salmuera para obtener agua limpia reutilizable y producir una nueva salmuera en forma de un fango mucho más concentrado (minimización de residuos líquidos) o de un residuo absolutamente sólido (vertido cero).
• Tratamiento de la salmuera para adaptarla a los límites permitidos de descarga y enviarla a alcantarillas, aguas superficiales, pozos de inyección o proveedores de servicios ambientales.

En ambos casos, el tratamiento desaliniza la salmuera y produce un residuo líquido más concentrados y de menor volumen que es más fácil de gestionar.

Cada salmuera presenta una composición única y requiere de un tratamiento personalizado para garantizar el éxito en su gestión y la optimización del coste económico. Por este motivo, la caracterización de la salmuera es de gran importancia para conocer parámetros claves, como son la salinidad, el potencial de incrustación, así como el contenido de metales u otros contaminantes.

En Condorchem Envitech hemos llevado a cabo numerosos proyectos para el tratamiento de salmueras y de aguas residuales salinas. Aunque existen diferentes opciones para tratar salmueras industriales, las tecnologías más competitivas son el tratamiento mediante membranas y la evaporación al vacío.

Tratamiento mediante membranas

Esta opción es especialmente interesante cuando las salmueras contienen pocos contaminantes además de las sales, de manera que el pretratamiento necesario para preservar la vida útil de las membranas no debe ser muy complejo.

En estos casos, mediante un proceso de ultrafiltración seguido de una ósmosis inversa son suficientes para generar un efluente de una altísima calidad y un residuo concentrado. La ósmosis inversa suministra agua incluso a aquellas aplicaciones más exigentes con la calidad del agua.

Aunque Condorchem Envitech puede diseñar, construir y entregar llaves en mano el proceso de membranas que mejor se ajuste a las condiciones particulares de cada cliente, de la experiencia acumulada se destacan los siguientes tipos de procesos en función de la aplicación:

• Equipos para desalación de agua de mar: 1- 1.000 m3/día
• Equipos para purificación de agua de red: 60 L/min a 14.400 L/min
• Equipos para aplicaciones especiales o a gran escala: a partir de 200 L/h

Tratamiento mediante evaporación al vacío

La evaporación al vacío permite el tratamiento de mezclas complejas, que mediante técnicas convencionales no es posible, obteniendo agua de calidad y un residuo muy concentrado que puede ser gestionado fácilmente. Se trata de una tecnología limpia, segura, muy versátil y con un coste de gestión muy bajo.

El evaporador trabaja en condiciones de vacío, así, consigue que la temperatura de ebullición del efluente líquido sea inferior y, por tanto, ahorrar energía y mejorar la eficiencia.

La gama de evaporadores al vacío de Condorchem Envitech incluye los tipos principales de estos equipos:

• Evaporadores al vacío a baja temperatura por bomba de calor
• Evaporadores al vacío a alta temperatura por compresión mecánica del vapor
• Evaporadores al vacío de múltiple efecto
• Cristalizadores

Los diferentes tipos de evaporadores al vacío presentan diferentes especificidades y, en función de las características precisas de cada caso, se debe elegir qué tipo es el más conveniente y diseñar detenidamente sus especificaciones.

Los cristalizadores se suelen aplicar como fase final del tratamiento para secar completamente el residuo de salmuera. No obstante, se pueden utilizar como proceso de tratamiento único en algunas aplicaciones.

En un gran número de casos, la solución más eficiente implica el diseño de una planta que combina ambas tecnologías, ya que es común que las tecnologías de filtración mediante membranas no sean suficientes para obtener los resultados deseados y sea necesario ampliar el tratamiento mediante evaporación y cristalización.

Debido a una amplia variedad de motivos, una numerosa lista de actividades industriales utiliza salmueras y aguas salinas, como es el caso de la conservación del producto en el sector alimentario o cuando se utiliza la salmuera como refrigerante en la generación eléctrica.

Las salmueras no presentan toxicidad alguna, no obstante, no pueden ser vertidas sin un proceso de tratamiento previo. De lo contrario, se produciría un importante impacto ambiental.

La necesidad de su tratamiento viene dada por su elevada concentración de sales y porque puede darse el caso de que arrastren contaminantes captados durante su utilización en el proceso.

Debido a su alta concentración de sal, las salmueras suelen ser difíciles de tratar con métodos convencionales y su gestión es complicada y puede ser muy costosa.

Cuando la producción de salmuera es pequeña aún puede ser gestionada externamente. No obstante, en la mayoría de los casos, la opción más económica consiste en el tratamiento de las salmueras para proceder después a su vertido.

El principal objetivo del tratamiento de la salmuera es separar los iones de sal disueltos (Sodio (Na)) de las aguas residuales. Debido al origen de ciertas aguas residuales de salmuera, podrían ser necesarios tratamientos adicionales para ayudar a eliminar otros contaminantes, tales como metales y otros iones de sal que dan dureza al agua, tales como el calcio (Ca2).

Los procesos mejor posicionados para el tratamiento de salmueras y efluentes salinos son los tratamientos de membranas y la evaporación al vacío.

Mientras que los primeros permiten la concentración del efluente y la producción de un agua de elevada calidad, el segundo permite el tratamiento efectivo de la salmuera, es decir, convertir la salmuera en efluentes y productos que pueden ser vertidos y gestionados con facilidad.

Así pues, mediante la evaporación al vacío se convierte la salmuera en agua y un concentrado de sales que, si interesa, puede ser concentrado hasta la obtención de un sólido cristalino.

Mediante el proceso de cristalización es posible transformar el concentrado pastoso en un sólido cristalino que ocupa poco espacio y puede ser fácilmente gestionado. La evaporación al vacío es la única tecnología que permite conseguir el objetivo de vertido cero.

Las salmueras y las aguas residuales salinas se pueden clasificar en dos grupos en función de su contaminación:

• Efluentes que sólo contienen sales disueltasEs el caso del agua de mar, los efluentes de las plantas de purificación del agua de red (descalcificadores, rechazos de ósmosis inversas, etc.).
• Efluentes que, además de sales, contienen otros contaminantesEfluentes de la industria textil, lixiviados de vertederos de residuos sólidos urbanos, efluentes de la industria alimentaria, etc.

En función de los contaminantes presentes en la salmuera, las opciones de tratamiento más adecuadas se decantan hacia tecnologías diferentes. En el caso de las aguas industriales salinas, al tratarse de mezclas complejas en cuanto a su composición, la evaporación al vacío es una de las opciones más competitivas.

Las salmueras se utilizan en una gran variedad de procesos industriales, siendo los más relevantes los siguientes:

• Desalación de agua de mar: La producción de agua potable mediante la desalación de agua de mar o aguas salobres se ha ido extendiendo en las últimas décadas en todas aquellas zonas en las que existe déficit hídrico. Se estima que en la actualidad existen más de 16.000 pantas desaladoras en todo el mundo. Sea cual sea la tecnología utilizada en la desalación, en todos los casos se produce una corriente de salmuera que debe ser gestionada.
• Industria textil:  La industria textil consume una gran cantidad de agua, la cual debe de ser de calidad. Frecuentemente, el agua de red o de captaciones propias se somete a un proceso de purificación, generalmente, de desmineralización. Como resultado, cuando se regeneran las columnas de intercambio iónico, se produce un efluente con una elevada concentración salina. Además, en el proceso de teñido de las piezas textiles, se utilizan elevadas concentraciones salinas en las aguas para incrementar la eficiencia del proceso de pigmentación de la fibra textil. Estos efluentes, además de una elevada concentración de sales, contienen altas cargas de materia orgánica.
• Vertederos de residuos sólidos urbanos (RSU): Los lixiviados que se producen en los vertederos de RSU son de composición compleja y deben ser tratados para impedir que su vertido cause un impacto ambiental. Como consecuencia de su tratamiento, se genera un efluente concentrado que contiene todas las sales presentes originalmente en el lixiviado.
• Industria alimentaria: Para impedir el ataque de los microorganismos sobre los alimentos y que éstos se conserven durante largos periodos de tiempo, históricamente se han utilizado técnicas de salazón y conservación en salmueras. Éstas se sueles preparar disolviendo cloruro sódico y nitrito de sodio en agua fría, a unas concentraciones de sales de entre el 15% y el 20%. En el proceso de preparación de estos alimentos se acaban produciendo importantes efluentes de salmueras.También ocurre en la elaboración de los encurtidos (olivas, pepinillos, zanahorias, cebollas, etc. marinados con salmuera y vinagre), en la que es necesaria la utilización de soluciones de altas concentraciones salinas.
• Plantas de tratamiento de aguas: Un gran número de industrias utilizan agua de elevada calidad, ultra pura, para su uso en el proceso productivo; es el caso de las industrias alimentaria, textil, farmacéutica, de materiales, etc. Habitualmente utilizan resinas de intercambio iónico para ablandar el agua, o bien procesos basados en membranas (nanofiltración u ósmosis inversa) para tratamientos más completos.Fruto de esta purificación se generan efluentes que concentran todas las sales e impurezas eliminadas del agua cruda, los cuales se caracterizan por una elevada concentración de sales disueltas.
• Industria peletera: La industria dedicada al curtido de pieles es conocida por su elevado potencial contaminante, tanto por los reactivos utilizados 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, hidróxido de calcio y sosa caústica), el de encalado (mediante un baño con sosa caústica), el de desencalado (utilizando ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido bórico, cloruro de amonio, acetato de amonio y ésteres cíclicos), el de curtido (sales de cromo y formaldehido), el de teñido, el de engrase, el de secado, el de acondicionado y el de acabado (usando pigmentos, y anilina).

  Estos productos químicos empleados en los diferentes procesos se van incorporando a las aguas residuales a medida que se van utilizando.

  Aunque los efluentes son tratados para eliminar todos los contaminantes presentes, las sales utilizadas se van concentrando y los efluentes tienen concentraciones de sales de hasta 10.000 mg/L.

• 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.Habitualmente, 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.
• Extracción de gas y petróleo: La industria dedicada a la extracción de gas y de petróleo produce grandes cantidades de salmuera. Un elevado número de yacimientos de gas y de petróleo suelen aparecer junto a vetas de sal gema. La técnica utilizada para la extracción del petróleo consiste en la perforación de pozos por los que se inyecta agua dulce, que disuelve la sal y aparece en la superficie en forma de salmuera. La recuperación del petróleo se consigue desplazándolo hacia la superficie mediante la inyección de agua o de salmuera. El excedente de salmuera debe ser tratado antes de ser vertido.
• Industria química y farmacéutica: En las industrias química y farmacéutica se utilizan con frecuencia salmueras como fluidos refrigerantes, por sus propiedades, su bajo precio y su baja toxicidad.