TECNOLOGÍAS PARA EL TRATAMIENTODE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES
Y DESECHOS PELIGROSOS
Gabriela Moeller Chávez
INSTITUTO MEXICANODE TECNOLOGIA DEL AGUA
Tasa anual de crecimiento = 1.7 %Tasa anual de crecimiento = 1.7 %
250,000 nuevos habitantes por día250,000 nuevos habitantes por día
Países en DESARROLLOPaíses en DESARROLLO
Materia orgánicaPatógenos
Metales
Compuestos tóxicosNutrientes (N y P)
Contaminantes prioritarios
Industria Ciudad
Recursos NaturalesRecursos Naturales
Producción deProducción deenergíaenergía
Elaboración deElaboración deproductosproductos
Bienes deBienes deconsumoconsumo
DesechosDesechosRecicladoReciclado
Descargas alDescargas alaguaagua
Descargas alDescargas alaireaire
Depósitos enDepósitos ensuelosuelo
ContaminaciónContaminación
Desechos y contaminaciónDesechos y contaminación(sistema de producción-consumo)(sistema de producción-consumo)
Medio ambiente Población
Industria
Tratamiento
PRINCIPALES CONTAMINANTES EN AGUASRESIDUALES INDUSTRIALES
• SÓLIDOS SUSPENDIDOS
• SALINIDAD
• VARIACIONES DE pH Y TEMPERATURA
• GRASAS Y ACEITES
• MATERIA ORGÁNICA
• CONTAMINANTES ESPECÍFICOS (alta toxicidad):
Ejemplo:
METALES PESADOS
SOLVENTES
HIDROCARBUROS
CIANUROS
COLORANTES
SULFUROS
HexanoToluenoFenol, etc.
Modificación de las características físicas,químicas o biológicas de cualquierresiduo, de modo tal que se eliminen suspropiedades nocivas, se reduzca suvolumen o simplemente se lo hagasusceptible de recuperación
Tratamiento
Aplicación de los principales procesos deAplicación de los principales procesos detratamientotratamiento
Tamaño de partícula µm
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 10 2 10 3 10 4 10 510
Precipitación
Transferencia degases
Intercambio ionico
Ósmosis inversa
Electrodiálisis
Adsorción
Coagulación química
Oxidación biológica
Suspensionescoloidales
Sólidos en suspensión y flotantes
Filtración / microfiltrado
Sedimentación / flotación
Cribado
Solución verdadera
Tratamiento primarioTratamiento primario( físico )( físico )
Tratamiento secundarioTratamiento secundario(biológico)
Tratamiento TerciarioTratamiento Terciario(Químico y/o físico)
TRATAMIENTO Y DISPOSICIÓN DE EFLUENTESINDUSTRIALES Y DESECHOS PELIGROSOS
Tratamiento(efluentes líquidos y desechos sólidos)
Reducción de la toxicidad y de los componentes peligrososen el desecho para minimizar los impactos potenciales en la
salud humana y el ambiente
•Tratamiento físico•Tratamiento biológico•Tratamiento químico
•Inmovilización•Solidificación y encapsulación
•Incineración y pirólisis
•Destrucción
Reúso, reciclamiento odescarga y/o disposición
(Relleno sanitario o confinamiento)
Tratamientodesechos peligrosos
•Encapsulación•Incineración y pirólisis•Bio-remediación*•Hidrólisis o neutralización•Microondas•Oxidación convencional•Oxidación supercrítica*•Oxidación con aire húmedo•Plasma*
BIO-REMEDIACIÓNUtilizacitilizacióónn dirigida de bacterias dirigida de bacterias para la
descontaminación de ambientes naturales
Estrategias para ayudar a unecosistema a remediarse:
?Adición de nutrientes paraestimular las poblacionesnaturales y aumentar suactividad
?Introducir microorganismosexógenos dentro delecosistema
IMTA PEMEX 2002
ETAPA 1DEFINICION DE SITIOS CON PROBLEMAS DE CONTAMINACION?Suelo-agua-sedimentos
?Permeabilidad-tipos de contaminantes
?Biodisponibilidad-asociación con nutrientes
ETAPA 2
ESTUDIOS BASICOS DE BIODEGRADACION?Suelo, sedimentos , agua
?”Screening”, selección, caracterización y preservación de cepas
?Busqueda de “microorganismos y/o consorcios bacterianos aclimatados”
?Balance de nutrientes
ETAPA 3
BIO-REMEDIACION
?Pruebas a nivel laboratorio, piloto y a escala real para bio-remediar lossitios seleccionados
OXIDACIÓN SUPERCRÍTICA DEL AGUA
También conocido como oxidación hidrotérmica (HTO), esuna tecnología aplicable para diferentes efluentes
industriales o lodos por medio de la cual los compuestosorgánicos tóxicos y peligrosos se descomponen en
CO2 y H2O (250-300 bar, 500-600oC).Modell et al., 1975
Propiedades del agua supercríticaConforme la densidad y constante dieléctrica disminuye, la
solubilidad de los compuestos orgánicos aumenta y lasolubilidad de las sales disminuye.
Bajo condiciones supercríticas el agua se comporta como unsolvente orgánico y es termodinámicamente estable.
Ventajas: • Completa destrucción de compuestos orgánicos tóxicos• Alto rendimiento (la oxidación ocurre en segundos, reacción en fase homogénea)
• Se produce CO2 y H2O• No hay producción de óxidos de nitrógeno• Los hetero-átomos son mineralizados• Favorecen la transferencia de masa
Esquema
Reactor de SCO: Thomas G. Reactor de SCO: Thomas G. McMc. . GinnesGinnesU.SU.S. Pat. . Pat. NrNr. 5,384,051, 1995. 5,384,051, 1995
Usuarios :Usuarios :U. de Texas,U. de Texas,AustinAustin, Eco, Eco
WasteWasteTechnolgyTechnolgy: 1.1: 1.1
kLkL hora hora((TexacoTexaco))
Houston Houston ModarModarIncInc..
Costo: 120 - 140 Costo: 120 - 140 dllsdlls/ ton seca/ ton seca
Plasma: es un gas que puede conducir la electricidad, laconductividad eléctrica se suministra a través de la ionización del
gas .Se genera al pasar aire u otros gases a través de un arco eléctrico
(iones y electrones)
PLASMAEl plasma se considera “el cuarto estado de la materia”
La materia sujeta a cambios de presión y/o temperatura puedetransformarse de sólidos (hielo) a líquido (agua) y finalmente a gas(vapor de agua). Al aplicar muy altas temperaturas y presiones ese
vapor de agua puede ionizarse o transformarse en un estadodenominado plasma.
(T>20,000 oC).
PCSSISTEMA DE CONVERSIÓN A PLASMA (PCS)
(Startech Env.) Amandla Int.
Tecnología que puede convertir materiales de desecho en un gas rico en energía (plasma), cuyoprincipio es la generación de un campo altamente energético que se utiliza para romper las moléculas
que entran en el campo en sus componentes elementales.Por medio de un reformado controlado, se forma un gas rico en energía.
Los sólidos remanentes se ligan formando un residuo no lixiviable que puede ser dispuestos en unrelleno sanitario.
(Reducción de volumen de 300 : 1) El fundamento del PCS es la generación de un arco continuo (descarga de electricidad) usando una
antorcha de plasma (T>20,000 oC).La temperatura se controla en un espacio confinado, disociando los contaminantes en su átomos,
iones y electrones.
Alimentación Moléculas recalcitrantes
Disociación Productos finales elementales
PCS
Reactor
Bristol, Bristol, ConnecticutConnecticut::Instalación demostrativa 5tpdInstalación demostrativa 5tpd
E.UE.U. Filipinas, Japón, . Filipinas, Japón, SudafricaSudafrica, Europa,, Europa,AustraliaAustralia
Proyectos para PEMEXProyectos para PEMEX(2001 y 2002)(2001 y 2002)
REFINACIREFINACIÓÓNN(Gerencia de Investigaci(Gerencia de Investigacióónn y Desarrollo tecnol y Desarrollo tecnolóógico)gico)
PETROQUPETROQUÍÍMICAMICA(Pajaritos, S.A. de (Pajaritos, S.A. de C.VC.V..
INSTITUTO MEXICANODE TECNOLOGIA DEL AGUA
Para PEMEX REFINACIPara PEMEX REFINACIÓÓN:N:
?Tratamiento primario de las aguas residuales dela Refinería Francisco I. Madero
Para PEMEX PETROQUPara PEMEX PETROQUÍÍMICA:MICA:? Dispersión de componentes organoclorados del agua
residual de Petroquímica Pajaritos S.A. de C.V. en lazona de la descarga al río Coatzacoalcos.
? Estudio de pre-tratabilidad de las aguas residuales dePetroquímica Pajaritos S.A. de C.V. en los complejospetroquímicos de Cangrejera y Morelos.
?Manifestación del impacto ambiental de la planta detratamiento de la Petroquímica Pajaritos S. A.de C.V.
Pruebas a nivel laboratorio
Pruebas a nivel piloto
Construcción a escala real
•Pruebas de tratabilidad• Diseño•Arranque y operación del sistemade tratamiento aerobio
QUEST INTERNATIONAL, S. A. de C.V.
Tratamiento de lodos residuales industriales ypelambre con altos contenido de cloruros, cromo y
sulfuros por composteo
CURTIDOS TEMOLA, S. A. de C.V.
JERARQUÍA EN EL MANEJO DE DESECHOS
1. Producción más limpiaPrevención
minimización
2. ReciclamientoReúso
RecuperaciónComposteo
3. Tratamiento
FísicoQuímicoBiológicoTérmico
4. Disposición RellenoConfinamiento
Industria limpia.
•Reciclado de productos
• Cambio de materiales
•Cambios en el proceso
• Descarga cero.
•Herramientas de manejo•Acuerdos voluntarios•Producción más limpia
•Instrumentos económicos•Mejoramiento continuo•Asociaciones
Desarrollo sustentable
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