5.4. Predesaceitado de las aguas residuales de refinerías de petroleo, industrias petroquímicas e industrias mecánicas.

Estas aguas residuales contienen cantidades variables de hidrocarburos en estado libre, disueltos en parte o emulsionados en mayor o menor grado. Un desaceitado completo exige un tratamiento en dos etapas:

- predesaceitado por operación física, por gravedad, sin adición de reactivos, mediante el cual se reduce el contenido de hidrocarburos a unos 15 a 100 mg/l,
- desaceitado final (flotación por aire disuelto, filtración, coalescencia) utilizando reactivos (coagulación con sales metálicas o polielectrólitos catiónicos), mediante el cual se consigue la depuración total.

El predesaceitado se efectúa por flotación natural de las vesículas de aceite, pudiendo utilizarse diferentes tipos de aparatos.

· Desaceitadores longitudinales convencionales: son depósitos rectangulares de circulación longitudinal, provistos de distribuidores, de un barrido de fondo y de superficie, de dispositivos de salida del agua tratada y de recogida de aceites en la superficie y de los fangos depositados.

El Instituto Americano del Petróleo ha establecido unas normas (normas A.P.I.) muy precisas, para el cálculo, dimensionamiento y ejecución de este tipo de aparatos, en las condiciones siguientes:

- diámetro teórico de las gotitas de aceite retenidas: d > 0,015 cm;
- superficie horizontal calculada para una velocidad ascensional entre 0,9 y 3,6 m/h;
- sección transversal calculada para una velocidad de flujo horizontal comprendida entre 18 y 55 m/h, e igual a 15 veces la velocidad ascensional;
- relación entre la altura del líquido y Ja anchura del depósito comprendida entre 0,3 y 0,5;
- anchura: máxima 6,00 m, mínima 2,00;
- altura de líquido: máxima, 2,50 m, mínima 1,00 m.

Este tipo de desaceitador es el más adecuado en el caso de aguas muy cargadas y de variaciones importantes en su concentración. Se consigue reducir, en la práctica, el contenido de hidrocarburos, hasta 15 a 100 mg/l, según el porcentaje inicial de productos emulsionados.

Con el empleo de desaceitadores de dos compartimientos en serie, se incrementa la eficacia del desaceitado.

Fig. 63. - Desaceitado, longitudinal con 2 compartimientos en serie.
1 - Llegada.
2 - Válvula de aislamiento.
3 - Prerrepartición
4 - Repartidor.
5 - Sailda.
6 - Canales orientables de recogida de aceites.
7 - Fosas de fangos.
8 - Hacia la bomba de fangos.

· Desaceitadores circulares de rasquetas: más económicos de instalación y de mayor sencillez de explotación, para rendimientos del mismo orden, que funcionan según el grado de eliminación deseado, a velocidades ascensionales de 5 a 15 m/h.

· Desaceitadores con placas paralelas: son separadores laminares, en los cuales las gotas de aceite sólo tienen que recorrer, antes de ser recogidas, un camino muy corto, limitado por el espacio entre las placas (variable de 20 a 100 mm). Presentan la ventaja de ser muy compactos y ofrecer una mayor eficacia frente a las gotas de aceite más finas.

Sin embargo, sólo pueden tratar aguas medianamente cargadas de hidrocarburos, y bastante poco cargadas de fangos, parafina, asfalto y grasas, es decir, con escaso poder de atascamiento. Por ello, deben protegerse con un desbaste previo, si se desea evitar una explotación demasiado dificultosa.

6. TAMIZADO
El tamizado es una filtracion sobre soporte delgado, que se utiliza en numerosos campos del tratamiento del agua. Según las dimensiones de los orificios de paso del soporte se distinguen dos variantes:

• el macrotamizado (sobre chapa perforada o enrejado metálico con paso superior a 0,3 mm) se emplea para retener ciertas materias en suspensión, flotantes o semiflotantes, residuos vegetales o animales, insectos, ramas, algas, hierbas, etc..., de tamaño comprendido entre 0,2 mm y algunos milímetros.
• el microtamizado (sobre tela metálica o plástica de malla inferior a 100 micras) se utiliza para retener materias en suspensión de muy pequeñas dimensiones, contenidas en las aguas de abastecimiento (plancton) o en aguas residuales pretratadas. (Se estudia en el capítulo 9).

Los aparatos de macrotamizado utilizables en pretratamiento pueden clasificarse en:

- aparatos instalados a ras del agua, con pequeña pérdida de carga: macro-tamices rotatorios, tamices fijos con rasquetas,

- aparatos necesariamente alimentados por bombeo: tamices de auto-limpie-za, estáticos o rotatorios, filtros mecánicos.

Fig. 64. - Instalación de m,crotamizado.
1 - Vertedero de alimentación.
2 - Válvula de entrada de agua bruta.
3 - Válvula de seguridad.
4 - Tambor de microtamizado.
5 - Dispositivo de arrastre.
6 - Rampas de lavado con boquillas.
7 - Canal y tubería de agua de lavado.
8 - Indicador de pérdida de carga.
9 - Vertedero de salida.

6.1. Macrotamices rotatorios
Estos aparatos, utilizables con aguas de abastecimiento o de riego, o con aguas residuales poco cargadas, se presentan en forma de un tambor cilíndrico, de eje horizontal, cuando el nivel líquido varía relativamente poco, o en forma de una banda rotatoria sobre cadenas sin fin, cuando el nivel líquido sufre grandes variaciones (que pueden alcanzar varios metros).

Pueden tratar caudales desde algunas centenas de litros por segundo, a más de 10 m³/s.
El tamizado se efectúa a través de un cierto número de paneles filtrantes intercambiables, constituidos por un enrejado generalmente metálico (hilo de bronce o de acero inoxidable) fijo sobre un cuadro rígido.

El paso de malla de la tela yana entre 0,3 y 3 mm, y el diámetro del hilo entre 0,25 y 1 mm.
Un macrotamiz debe ir protegido, normalmente, por una reja con espacios entre barrotes de 40 a 50 mm, para una tela metálica de hilo de 1 mm, de 20 a 30 mm para hilo de 0,5 mm y de 10 a 15 mm para hilo de 0,3 mm.

El coeficiente de superficie libre es del orden del 50 al 60 %, y la velocidad de filtración (relación entre el caudal y la superficie libre de los orificios de la tela sumergida) es, generalmente, de unos 0,35 a 0,40 m/s.

El tamizado se realiza, preferentemente, desde el interior hacia el exterior, con el fin de facilitar el lavado de la tela y la evacuación de las materias que se extraen.

Una limpieza automática de la tela, por agua a presión, limita la pérdida de carga a 20 cm aproximadamente, en marcha normal. El aparato admite una pérdida de carga máxima de 50 cm.

6.2. Tamices fijos con rasquetas
Algunas aguas residuales industriales (mataderos, fábricas de conservas, etc.) deben someterse a un tamizado antes de introducirlas en las instalaciones de depuración.

Fig. 65. Microtamiz rotatorio. Tratamiento de agua potable de AIRE-sur-La- LYS, Fas-de-Caíais (Francia).

Se efectúa esta operación con tamices de limpieza mecánica. Las materias en suspensión se retienen sobre una tela perforada, fija, de acero inoxidable, con orificios de 2 a 5 mm de diámetro; se recogen mediante rasquetas o cepillos fijos sobre cadenas sin fin (para tamices rectos inclinados a unos 45 a 60º sobre la horizontal) o sobre brazos giratorios (para tamices curvos) y se evacuan, por medio de un limpiador basculante, hacia un canal de recogida.

Si las aguas contienen materias grasas que puedan formar coágulos, puede ser necesario efectuar un predesengrase, para evitar riesgos de obstrucción del tamiz (a pesar de la adopción de perforaciones adaptadas).

Estos aparatos pueden instalarse en canales de 1 m a 2,5 m de anchura y tratar caudales del orden de 100 a 2000 m³/h. Normalmente, la pérdida de carga no debe ser superior a 0,5 m, aproximadamente.

6.3. Tamices de autolimpieza, estáticos o rotatorios:
Estos aparatos, cuya finura de tamizado es de 0,25 mm a 2 mm, se utilizan igualmente en aguas residuales, especialmente las procedentes de industrias de la alimentación.

• Los tamices estáticos llevan una reja, constituida por barras horizontales, de acero inoxidable, rectas o curvadas, de sección triangular. El agua se distribuve en la parte superior de la reja, cuya inclinación sobre la horizontal disminuye progresivamente de arriba abajo, entre 65º y 45º, aproximadamente. Se obtienen así, sucesivamente, los efectos de separación, escurrido y evacuación de las materias sólidas.
• Los tamices rotatorios llevan una reja cilíndrica, de eje horizontal, constituida por barras de acero inoxidable, de sección trapezoidal, la cual gira lentamente. Las materias retenidas en la reja se recuperan por medio de un rascador fijo. y se evacuan.

Tanto los tamices estáticos como los rotatorios tratan caudales del orden de 10 a 1000 m³/h, según el tipo y la finura de tamizado deseada. Debe tenerse en cuenta una pérdida de carga del orden de 2 m de columna de agua, y el hecho de que los residuos extraídos se recogen en la parte inferior del aparato. Al igual que los anteriores (tamices fijos con rasquetas), estos aparatos pueden ser sensibles al atascamiento por grasas coaguladas.

Fig. 66. - Tamiz estático.
1 - Llegada de agua bruta.
2 - Filtrado.
3 - Residuos sólidos.

6.4. Filtros mecánicos
Cuando se trata de caudales menos importantes, puede realizarse el tamizado mediante filtros mecánicos, a presión, alimentados por bombeo.

DEGREMONT- y otros constructores, disponen de aparatos concebidos según distintos principios, entre los cuales se citan:

• filtros ciclones, de entrada tangencial superior, con tamiz filtrante cilíndrico de acero inoxidable, malla comprendida entre unas décimas de mm y varios mm, limpieza y extracción de los residuos manual o automática, y lavado por agua bruta o agua filtrada. Caudales de 100 a 500 m³/h aproximadamente, según modelo. Pérdida de carga de algunos metros de C.A.,
• filtros rotatorios de limpieza continua, con cuerpos filtrantes desmontables, de porcelana o de tela de acero inoxidable (orificios o mallas de 0,1 a 1,6 mm) fijos sobre un dispositivo giratorio, con limpieza por paso de los cuerpos filtrantes delante de una abertura aislada, por la que pasan el agua y los residuos al exterior, en contracorriente. Caudal de 25 a 7000 m³/h, según modelo. Pérdida de carga de unos metros de C.A. Consumo de agua para lavado continuo: 2 a 5 % del agua filtrada,
• filtros automáticos de tubos de tamizado múltiples, con brazo de lavado rotatorio. Caudales de 100 a 10000 m³/h. Finura de tamizado a partir de 125 micras. Pérdida de carga de unos metros de C.A. Pérdida de agua por lavado, aproximadamente 1 al 2 % del caudal de agua filtrada

7. EVACUACIÓN Y TRATAMIENTO DE ARENAS Y DESECHOS EN AGUAS RESIDUALES

7.1. Materías separadas en el desbaste
Los desechos recogidos sobre las rejas se evacuan manualmente (en un cestillo, perforado o no, en vagoneta o en una cuba de extracción), mecánicamente (cinta transportadora) o transportador de rasquetas, con desplazamiento continuo o alterno), o hidráulicamente (canal alimentado con agua por bombeo).

El volumen de materias separadas en un desbaste por rejas, en una estación de depuración de aguas residuales urbanas, es del orden de 2 a 5 dm³ por habitante y año, para una separación entre barrotes de 30 a 50 mm aproximadamente, y de 5 a 10 dm³ por habitante/año para una separación de 15 a 25 mm.

Estas materias, generalmente, se depositan en vertederos, o se entierran. Pueden también incinerarse en un horno previsto para ello en la planta, o en una instalación de incineración de basura. La temperatura de combustión deberá ser superior a 800 ºC, para evitar que se produzcan malos olores.
Para facilitar su transporte, se escurren y se hacen más compactas, mediante prensas hidráulicas especialmente concebidas para ello.

7.2. Arenas de desarenadores
El volumen de arena extraída de los desarenadores (aguas residuales urbanas) es del orden de 5 a 12 dm³ por habitante y año.

La arena extraída manualmente, con pala, de canales desarenadores pequeños, es, generalmente, impropia para su reutilización y debe enterrarse o enviarse a un vertedero, con los residuos del desbaste.

En instalaciones más importantes, la arena extraída de los desarenadores, por bombeo, puede separarse del agua:

• por sedimentación en un depósito poco profundo, con evacuación del agua por losas filtrantes o por vertedero de rebose;
• por separación mecánica (tornillo de Arquímedes, por ejemplo, o clasificador alternativo de rastrillos) y almacenamiento en una tolva fija o en un volquete,
• mediante un hidro-ciclón y almacenamiento en tolva con vertedero de rebose,
• mediante un hidro-ciclón y recogida por tornillo de Arquímedes, antes de su almacenamiento en tolva fija o volquete.

En instalaciones importantes, se procede, a veces, a un lavado de la arena, antes de su almacenamiento en tolva, en un depósito separado, provisto de un sistema eficaz de agitación por aire, al cual llega la mezcla agua y arena bombeada desde el desarenador. También puede preverse, en el tornillo de Arquímedes, un lavado con agua de aportación. La arena lavada, que quede bastante limpia, puede volver a utilizarse (constitución de lechos de secado).

Fig. 67. - Planta de desbaste con evacuación de desechos por cintas transportadoras LE HAVRE (Francia).

7.3. Grasas y espumas
No son recuperables generalmente las grasas y espumas recogidas en la superficie de los desarenadores, desengrasadores o decantadores primarios. Si estos residuos son, en su mayor parte, orgánicos, pueden someterse a la digestión anaerobia juntamente con los fangos (aumentado así la producción de gas), pero esta solución presenta el inconveniente de favorecer la formación de una costra de fango en el digestor, que deberá equiparse, en ese caso, de un dispositivo de agitación, muy eficaz.

Es preferible almacenarlos en depósitos de concentración (con salida en sifón de rebose, de retorno a la entrada a la instalación, para la eliminación del exceso de agua) y evacuados periódicamente a escombrera, por tonelada de vaciado en vacío.

Cuando la instalación comprende una incineración de fangos o de materias separadas por desbaste en rejas, las materias flotantes y las grasas pueden incinerarse con dichos productos.

En una estación de depuración municipal, es conveniente almacenar los aceites de garaje y las aguas de lavado de cisternas de hidrocarburos, etc., en depósitos especiales. Después de una permanencia prolongada, los aceites concentrados en la superficie se extraen y se incineran.

Página anterior                           Documento siguiente                                    Índice