REUSO DE AGUA TRATADA

En el presente trabajo de investigacin muestran los estudios realizados en un reactor biolgico con membrana sumergida para el tratamiento de agua residual de una refinera del petrleo. El reactor biolgico de membrana (MBR, por sus siglas en ingls) involucra dos tecnologas: el sistema biomasa en suspensin y la separacin por medio de membranas la cual ser explicada en este trabajo.

El objetivo de este trabajo fue evaluar el desempeo de un reactor biolgico de membrana en la degradacin de compuestos presentes en un efluente real proveniente de la desorcin de agua amarga, mejor conocido como agua desflemada y determinar la factibilidad de su rehus en la misma refinera.

La operacin en continuo de MBR se realiz en dos etapas. La primera etapa consisti en operar el reactor considerando 3 tiempos de resistencia hidrulica (12, 9 y 6 h) esta etapa tuvo una duracin de 60 das y se alcanz una remocin del 99.99% de compuestos fenlicos, 66% de DQO y 81% de COD.Debido a la disminucin de la actividad biolgica de los microorganismos presentes en el reactor por la acumulacin de grasas, se implement una segunda etapa que incluyo un pre tratamiento fisicoqumico del agua desflemada, consiste en un proceso de coagulacin-floculacin-filtracin, que permiti disminuir en un 95% la concentracin de grasas. Esta etapa tuvo una duracin de 15 das y se logr una remocin del 99.99% de compuestos fenlicos, 89% DQO y 86% de COD.

INTRODUCCION.La industria de refinacin de petrleo de se dedica a la produccin de combustible lubricantes y productos petroqumicos intermedios, utilizando el petrleo crudo como su principal material del insumo. Prcticamente todas las operaciones de refinera, desde la destilacin primaria hasta el tratamiento final. Exigen grandes volmenes de agua para proceso y enfriamiento. En el ao 2011 (PEMEX) REPORTO UN CONSUMO DE 177.1 MILLONES DE METROS CBICOS DE AGUA CRUDA.En Mxico, el grado de contaminacin y flujo producido de aguas residuales es muy variable de una refinera a otra. De los diferentes tipos de aguas residuales que se producen en una refinera por su volumen y toxicidad destacan LAS AGUAS AMARGAS, LAS CUALES PROVIENEN PRINCIPALMENTE DE LOS PROCESOS DE CRNEO CATALTICO E HIDROTRATAMIENTO, ESTAS AGUAS CONTIENEN HIDROCARBUROS, AMINIACO, FENOLES Y SULFUROS.

En los ltimos aos, el concepto de lodos activados acoplado a un sistema de membranas ha tomado importancia, debido a que presenta varias ventajas (Viero et al., 2008 ) :Es significativamente ms compacto que los procesos convencionales.La produccin de los lodos en exceso es menor.Permite la reduccin del tiempo de residencia hidrulico.El permeado puede ser adecuado para rehus.Permite la operacin con choques de cargas y fluctuaciones hidrulicas.

JUSTIFICACION

Por otra parte uno de los objetivos de Petrleos Mexicanos en el rubro de proteccin ambiental, es reducir la cantidad de agua fresca que se utiliza en los procesos de refinacin del petrleo, tratando sus efluentes para obtener agua de reus con la calidad requerida (PEMEX, 2011)Los procesos biolgicos son los ms empleados para el tratamiento de aguas residuales principalmente el sistema de lodos activados debido a que es ampliamente conocido y fcil de operar. Sin embargo los tratamientos biolgicos convencionales nicamente tienen la capacidad de remover materia orgnica biodegradable de fcil a medianamente biodegradable, adems de que presentan problemas en la operacin como flotacin de lodos debido a la presencia excesiva de bacterias filamentosas y desestabilizacin de la biomasa cuando el influyente contiene compuestos txicos, lo que ocasiona una mala calidad en el efluente cuando se aplica una carga msica muy alta o baja.

RESO DE AGUA TRATADAEn las industrias se busca disminuir el consumo de agua fresca y para esto PEMEX reusa el agua tratada que tiene calidad para usarlas en las torre de enfriamiento, lavado de maquinaria y equipo, desalacin del crudo o tratamiento adicional para generacin de vapor.

Esta agua de reso tiene que tener caractersticas para evitar

Parmetros de calidad del agua de reso en torres de enfriamiento

Reactor biolgico de membrana (MBR) Consiste en combinar un proceso de degradacin biolgica (lodos activados) y una separacin por membrana de filtracin en lugar de usar la sedimentacin pos gravedad. Estos reactores mantienen un espectro de biomasa y enzimas oxidantes, generando una mezcla de capaz para degradar fuentes de carbono y compuestos muy pesados. El uso de estos MBR garantizan una gran eficiencia en remocin de contaminantes. Para eliminar hidrocarburos y fenoles se utiliza un reactor aerobio ya que el anaerobio es mas lento.

Caractersticas Las membranas empleadas para refineras tienen un poro de .05 m, con el fin de separar el agua depurada del concentrado, la membrana se puede colocar sumergida o externa al reactor

Membranas externasSe bombea el contenido del rector al modulo de membrana

Membrana sumergida No reticulan grandes volmenes de agua, consumen menos energa, no hay necesidad de un bombeo.

Filtracin de la membranaFiltracin directa: no existe un flujo concentrado

los slidos suspendidos y disueltos son transportados hacia la membrana lo que forma una torta de lodo.

Filtracin tangencial: el concentrado fluye continuamente a travs del modulo de membrana

La formacin de la torta es menor pero el consumo de energa para bombeo en este modo de filtracin es costoso.

Operacin Para que funcione correctamente la membrana necesita: Presin: es la fuerza empleada para hacer que el agua pase a travs de la membrana. Flux: es la tasa volumtrica del flujo que pasa a travs de la membrana por unidad de rea y por unidad de tiempo (velocidad de filtracin) Permeabilidad: es la facilidad con la que el agua fluye a travs de la membrana y es la razn del flux a cierta presin. Resistencia: es la oposicin del flujo a travs de la membrana.

El usos de una membrana, garantiza un agua residual bastante buena para su reso en distintas actividades, se recomienda este proceso al ser costeable y por su fcil empleo, aparte de no utilizar agua dulce para actividades que no la necesitan.

Conclusiones

A pesar de que el agua tratada de la segunda etapa fue de mejor calidad que la obtenida en la primera etapa, no se considera un efluente adecuado para reus en torres de enfriamiento debido a que no cumple con los requerimientos de calidad recomendados particularmente por el contenido de grasas y aceites. Sin embargo, el agua tratada puede enviarse a la PTAR principal de la refinera para su pulimiento o bien utilizarse para la desalacin de crudo, como agua para lavado de equipo o contraincendios.

Se realiz la caracterizacin del agua desflemada destacando un alto contenido de DQO (300-1,500 mgO2/L) y fenoles (60-210 mg/L) los cuales le confieren un efecto toxico a dichas aguas. As mismo se observ la presencia de grasas y aceites en concentraciones que van desde 200mg/L hasta 5,000 mg/L. por lo cual se realiz la operacin del reactor en continuo en dos etapas, considerando para la segunda etapa la aplicacin de un pre tratamiento fisicoqumico al agua desflemada. La operacin en continuo del MBR durante la primera etapa permiti la remocin de alrededor del 70% de DQO, 80% de COD y 99.99% de compuestos fenlicos, obtenindose los mejores porcentajes de remocin con el tiempo de residencia hidrulica de 9 horas.Con el pre tratamiento fisicoqumico que se aplic al agua desflemada, se logr la reduccin de grasas y aceites en un 95% permitiendo mejorar el desempeo de MBR en la segunda etapa de tratamiento.En la segunda etapa se obtuvo una remocin de 90% de DQO, 85% de COD y 99.99% de compuestos fenlicos, utilizando un tiempo de residencia hidrulica de 6 horas.