diagnóstico do tratamento e reuso de efluentes de coqueria por ...
Descontaminación y Reuso de Efluentes Mineros por Tecnologia
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DESCONTAMINACION Y REUSO DE EFLUENTES MINEROS POR TECNOLOGIAS DE MEMBRANAS
Creada en Mar del Plata, Buenos Aires, Argentina en 1993. En 2006 luego de 14 aos en el mercado brasileo se abre Unitek do Brasil. En 2008 se crea Unitek Per, como una empresa del Grupo TDM. Nuestro staff est compuesto por mas de 20 profesionales de ingeniera. Mas de 100 personas interactan para cada proyecto.
Recurso mundial del agua
Recursos mundial del agua
Subttulo
Recursos mundial del aguaHacer mas de lo mismo no es suficiente
Gente sin agua 1500 millones Sobre consumo 15%
Gente sin agua 2700 millones Sobre consumo 56%
Fuentes de aguaFuentes de agua disponible
El agua superficial no siempre se encuentra disponible. El agua subterranea es un recurso no renovable (conflictos sociales). Crecimiento del desarrollo industrial. Cambio climtico. En el 2020 la cantidad de agua recuperada de efluentes ser equivalente a la desalacin. Demanda creciente del consumo de agua por el crecimiento poblacional y migracin a regiones propensas a sequias.
Recursos hdricos en el PerWater resources in PeruVolume (km/yr) Source 303.00 km/yr FAO AQUAST, 2010 1,913.00 km/yr FAO AQUAST, 2010 1,913.00 km/yr FAO AQUAST, 2010
Water resource Renewable natural resources Groundwater (renewable, actual) Surface water (renewable, actual) Total water resources (renawable, actual) * Higher quality nonconventional resources Desalination Reuse-tertiary or better Total nonconventional resources
0.02 km/yr Global Water Market 2011, GWI 0.04 km/yr Global Water Market 2011, GWI 0.06 km/yr
* This may not be the total of groundwater + surface water because of overlap between surface water and groundwater resources, non-exploitable surface water, or irrigation water running back into rivers / aquifers to be "counted twice". Sources: Given in table
Destino de las aguas residuales
Distribucin y segmentacin de agua de efluentesWastewater flows as a function of treatment standard Wastewater reuse market segmentation by end user category
Favorece la mejora de performance de RO (pre-tratamiento, recuperadores de energa, costo membranas, etc)
Desafo de la descontaminacin de efluentes minerosCumplir con las directivas del Per para la calidad del agua potable. Obligaciones ambientales con el agua descargada. Reducir el costo del consumo de agua a travs de campo de reciclaje de agua y la reutilizacin. Remocin de slidos y la turbidez del agua. Remover / reducir patgenos (bacteria y virus). El agua dura, la escala de minerales, las manchas y la corrosin.
Reducir la dependencia de productos qumicos.
Normas a Cumplir: LMPNorma a cumplir: limites mximos permisibles para descargas de efluentes lquidos de actividades minero metalrgicasPARAMETRO UNIDAD LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES PARA LA DESCARGA DE EFLUENTES LIQUIDOS DE ACTIVIDADES MINERO - METALURGICAS Limite en Lmite para el cualquier promedio anual momento 6a9 6a9 50.0 25.0 20.0 1.0 0.1 0.05 0.1 0.5 2.0 0.2 0.002 1.5 16.0 0.8 0.08 0.04 0.08 0.4 1.6 0.16 0.0016 1.2
pH Solidos totales en suspensin Aceites y grasas Cianuro total Arsnico total Cadmio Total Cromo Hexavalente Cobre total Hierro (disuelto) Plomo total Mercurio Total Zinc Total
mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l
Normas a Cumplir: LMPEs importante tener en cuenta que en los prximos aos se evaluara por parte del Ministerio de Medio Ambiente la necesidad de establecer nuevos lmites mximos permisibles para los siguientes parmetros:
Nitrgeno Amoniacal Nitrgeno como Nitratos Demanda Qumica de Oxigeno Aluminio Antimonio Manganeso Molibdeno Nquel Fenol Radio 226 Selenio Sulfatos
Normas a Cumplir: ECA
Proceso de Mltiple Barrera (PMB) para reuso de agua de efluente mineroNuestro proceso de mltiple barrera, PMB, diseado por Norit, Toray, y el departamento de ingeniera de Unitek, basa su funcionamiento sobre el pre-tratamiento del sistema de membranas de smosis inversa como pulido final del efluente. Las ventajas principales de esta configuracin de doble tratamiento por membrana son: la concentracin constante del TSS en la alimentacin del sistema de membranas de OI, la adecuacin bacteriolgica del efluente (biofilm), y la posibilidad de remocin de materia orgnica en caso de ser necesario. En algunos casos la adicin del cloro o la radiacin UV podra ser una tercera barrera.
Disminucin de costos operativos. Confiabilidad del proceso (costos indirectos). Operacin totalmente automtica (simple operacin). Aumento de Flux y recuperacin en RO. Aprovechamiento superficie disponible (< 33% convencional). Reduce los requerimientos de desinfecin. Reduce la frecuencia de mantenimiento correctivo. Posibilidad de PMB en container.
Proceso PMB Diagrama de flujo
Control de procesoEl PMB est totalmente automatizado por PLC y puede operar sin la atencin del operador, proveyendo durante 24/7 agua de excelente calidad, aun de mejor calidad que el agua cruda de la planta. La operacin y performance de las tres barreras son continuamente monitoreadas con medidores en lnea. Los puntos crticos son:Un turbidimetro monitorear continuamente el filtrado de la unidad de UF se mantenga < 1NTU. Luego si esto ocurriera el operador activar el PDT (Pressure Decay test) para confirmar donde se encuentra la membrana con problema e independizarla del sistema mientras se realiza su reparacin. Un condutmetro monitorear continuamente alimentacin y permeado de la RO. La alarma informar un aumento entre la relacin de conductividad de permeado/alimentacin, o supere una conductividad seteada como mxima. El cloro ser monitoreado como cloro residual en el permeado de RO. Todos los datos de operacin (presin, temperatura, caudal, volumen de agua tratado, turbidez, conductividad y cloro residual) sern continuamente monitoreados o ingresados a un data logger. La unidad se detendr solo en el caso que cualquiera de las 3 tres variables crticas se encuentren fuera de especificacin
Planta pilotoMenor inversin en equipamiento (evita sobre-dimensionamiento). Diseo a medida. Anticipa problemas de puesta en marcha. Mejora la estimacin de costos operativos. Confirma las simulaciones del proceso.
Soluciones para la industria mineraDependiendo de la aplicacin nuestro PMB puede incluir: Ultrafiltracin smosis Inversa o Nanofiltracin Filtracin Multimedia Intercambio Inico por Resinas EDI Carbn Activado Generador de Ozono Sistema de radiacin Ultravioleta (UV) Dosificacin, Control y Monitoreo de qumicos.
TECNOLOGIA DE MEMBRANAS
Caractersticas de las membranasAgua Metales monovalentes Metales multivalentes Surfactantes Petrleo & grasa Metales precipitados
Microfiltracin
Agua
Metales monovalentes
Metales multivalentes
Surfactantes
Petrleo & grasa
Metales precipitados
Ultrafiltracin
Agua
Metales monovalentes
Metales Surfactantes multivalentes
Petrleo & grasa
Metales precipitados
Nanofiltracin
Metales Agua monovalentes
Metales multivalentes
Surfactantes
Petrleo & grasa
Metales precipitados
smosis Inversa
IntroduccinMicro Filtration10 um 100 nm
Ultra Filtration100 - 10 nm
Nano Filtration10 - 1 nm
Reverse Osmosis< 1 nm
giarda crypto bacteria
colloids viruses
colour hardness pesticides
salts
colloids viruses colour hardness pesticides salts water
colour hardness pesticides salts water
salts water
water
IntroduccinProcesos de membrana Microfiltracin Sustancias removidas Mtodo tradicional comparable
Bacterias y coloides grandes; Ozonizacin, radiacin UV separacin de precipitados y clorinacin, filtros de arena biorreactores y tanques de coagulados. coagulacin y asentamiento. Todos los anteriores y virus; Filtros de arena, biorreactores protenas de alto PM, orgnicos y y carbn activado. pirgenos. Todos los anteriores; iones Tratamiento convencional con divalentes, iones monovalentes, cal e intercambio inico. colores y olores.
Ultrafiltracin
Nanofiltracin
smosis InversaElectrodilisis
Todos los anteriores e iones monovalentes.Sales inicas disueltas.
Destilacin, evaporacin e intercambio inico.Intercambio inico.
// Extrado del Manual M46 de AWWA, smosis Inversa y Nanofiltracin, 1999
Revisin de tecnologa de membranasTECNOLOGA APLICACIONES PRINCIPALES
Microfiltracin
Tratamiento clarificacin Cryptosporidium/Giardia y remocin microrganismos
Ultrafiltracin
Reuso efluentes (Osmosis inversa)
Nanofiltracin
Tratamiento agua superficial (pesticidas , CODB, NO3) Remocin color
Remocin sulfatos (agua de mar y de pozo)
Osmosis inversa
Desalinizacin agua de mar y salobre Reuso de agua Procesos de tratamiento de agua
ULTRAFILTRACIN
Conceptos bsicos
UF es un proceso de separacin por membranas. Se basa en la exclusin por tamao (cribado). Rango de separacin 0,01 m a 0,1 m (10 a 100 nm). Permite remocin total de slidos en suspensin y coloides. 6 log de reduccin bacteriolgica. Remocin parcial de materia orgnica (puede utilizarse coagulacin en lnea).
Procesos de membranaUF Elimina Silicatos Coloides Material particulado Algas Bacterias Coliformes Virus Giardia Cryprosporidium Aceites y grasa UF NO Elimina Protenas Sales Dureza Gasolina Azcares Alcoholes
UF Reduce Turbiedad Slidos suspendidos Bacteria y virus (con test integridad) Metales pesados (insoluble) DBO y DQO (parcial) Color (parcial)
Desempeo de membranas de UF con fibra hueca
UltrafiltracinReducccin de TOC no tan efectiva como la smosis pero altamente efectiva.Mltiplicidad de tipos y cortes de peso molecular cambian, causan variaciones en performance.
Excelente remocin pirgenos (4 logs).Hasta 95% de recuperacin. Caudal dependiente de la temperatura (a la misma presin)
Ultrafiltracin: ventajas10,000 CPM* suministra una proteccin excelente contra bacterias, cripto y orgnicos. Resistente a la contaminacin biolgica y con cloro. No es necesario proteccin contra la contaminacin o incrustacin.
Completamente automatizada con ciclo de retrolavado corto para evitar contaminar la membrana.Integridad comprobable. Baja presin de operacin - 1 Bar
* CPM = corte de peso molecular = punto de exclusin 80%
Ultrafiltracin: ventajas
OSMOSIS INVERSA
Qu es Osmosis Inversa?
Proceso osmtico
Osmosis natural o directa
Proceso natural mediante el cual molculas de agua fluyen a travs de una membrana semipermeable, desde una solucin de baja concentracin a otra de mayor concentracin. Es una bsqueda natural de equilibrio de concentraciones y ocurre a igual presin en ambos lados de la membrana.
Proceso osmtico inverso
Proceso de smosis inversa
Proceso mediante el cual se revierte el flujo de molculas de agua a travs de la membrana semipermeable, como resultado de aplicar presin a la solucin de mayor concentracin. Es posible entonces obtener agua pura a partir de una solucin de alta concentracin a travs de un mtodo mecnico.
Proceso de smosis inversa
Impurezas removidas por smosis inversa
Patrn de flujo
Elemento de smosis inversaLas membranas se alojan en tubos de presin Esquema de flujo
Osmosis inversa: caractersiticas de performance
Sistema en arbolito - etapas
100 m3/hr
R
O
50 m3/hr
75 m3/hr
50 m3/hr
R
O
25 m3/hr
25 m3/hrTpicamente los sistemas de RO tienen 2 etapas con 50% de recuperacin. Cada una permite altos flujos sobre las membranas y permite aumentar la recuperacin en algunos casos hasta el 80%.
Ultrafiltracin + RO: aplicacionesWWTP
UF
RO
Potable water production
Agua de fuente superficial Agua de pozo / surgente Agua de mar Efluente de WWTP
Diferentes fuentes de agua que tratamos
Comparacin de consumo de energa
An important factor to consider is the cost of distribution. A typical figure for distribution costs in the UK is 0.6 Kwh./m3.
The energy cost of the RO stage combined with MF is 0.5 Kwh./m3, indicating that the RO energy cost alone would be just. 0.4 Kw. h/m3, 0.320.66 Kw. h/m3 European wastewater costs can be as low as about 50% of those of the US$.
Anlisis de costos operativos
Production cost of drinking water from surface water is about 0.2 0.3 US$/M3. Production cost of potentially drinking water from sewage is about 0.5 0.6 $/M3. Production cost of drinking water from sea water is about 0.8 1 US$/M3. The price of water is depending upon governmental policies: 5 dollars /m3 in France
Ejemplos y casos prcticos de UF y RO en la reginCASO 3: Barrera bacteriolgica para agua mineral
Aplicacin: barrera bacteriolgica Industria: bebida Pas: Argentina Ao: 2009 Capacidad: 770 m3/da
CASO 4: Pretratamiento de desalacin por OI Aplicacin: remocin de slidos en suspensin y barrera bacteriolgica Industria: bebida Pas: Brasil Ao: 2008 Capacidad: 1,800 m3/da
Ejemplos y casos prcticos de UF y RO en la reginAplicacin: Reuso de agua de efluente minero de un Yacimiento de Plomo, Plata y Zinc.Pais: Argentina Toma abierta desde relave. Caudal final 90 m3/h agua potable. Altura de la instalacin 4000 msnm. La segunda etapa del proyecto contempla descarga de lquido cero.
Ejemplos y casos prcticos de UF y RO en la regin
Tecnologias: dos trenes de Ultrafiltracin de 75 m3/h c/u y tres trenes de smosis inversa de 30 m3/h c/u. El tercero todava no se encuentra instalado.
Ejemplos y casos prcticos de UF y RO en la reginTratamiento de agua para procesoAplicacin: Generacin de agua ultrapura. Industria: Generadora de Energa Pas: Chile Ao: 2010 Tecnologas: Petratamiento por ultrafiltracin (UF):3x117 m3/h Desalacin de agua de mar por smosis inversa (OI SW): 3x45 m3/h Desmineralizacin por smosis inversa (OI BW): 3x40 m3/h Pulido final por electrodesionizacin (EDI): 3x36 m3/h
Ejemplos y casos prcticos de UF y RO en la regin
Ejemplos y casos prcticos de UF y RO en la regin
Ejemplos y casos prcticos de UF y RO en la regin
Performance UF
Performance UF
ConclusionesTanto las aplicaciones como la necesidad del reuso de efluentes estn creciendo a un ritmo acelerado (14% anual contra un 8% de la desalacin). No es solo una cuestin de anlisis de costos la eleccin de un pre-tratamiento por UF para un tren de RO, sino uma cuestin de confiabilidad de proceso. La industria minera necesita de estas aplicaciones para minimizar los conflictos sociales. Los costos operativos del reuso de efluentes son menores a la desalacin de agua de mar, y muy similares a la desmineralizacin de agua subterranea. Esto lo convierte no solo en una opcin atractiva desde el punto de vista econmico, sino una alternativa ambientalmente amigable. Reduccin de perdida de metales preciosos en el proceso.