INFOENVIRO, Noviembre 2011 - Veolia Water Technologies

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Depuración y Reutilización
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Depuración Depuración
y Reutilización
Tratamiento por evapo-concentración
al vacío de las aguas residuales
industriales
La técnica de evaporación-concentración permite separar la parte acuosa de las sustancias contaminantes de
efluentes industriales (disueltas o en suspensión) consiguiendo un destilado totalmente depurado que puede ser
incluso reutilizado y un concentrado que reduce significativamente los costes de gestión de residuos. Es
precisamente esta tecnología en la que se basa la nueva gama de equipos Evaled™ desarrollada por Veolia Water
Systems; una solución competitiva y eficiente para el tratamiento de aguas residuales industriales procedentes de
la industria química, farmacéutica, del metal y papelera, entre otros sectores industriales.
Idoia García (Dirección Técnica) y Josep Soldevila (División Soluciones Industriales), Veolia Water Systems Ibérica
Introducción
El agua natural dulce es un recurso limitado
que nos obliga a llevar a cabo un mejor
aprovechamiento del agua disponible y a limitar los vertidos contaminantes al medio
natural. Esto conlleva la mejor depuración
de las aguas residuales (industriales o no) y
la mejor gestión de los residuos producidos.
Los vertidos industriales son vertidos procedentes de la fabricación (contacto del agua
con gases, líquidos y sólidos), de efluentes
particulares separables por tratamientos específicos (decapado galvanoplastia, condensados de papeleras y aguas madres de la industria agroalimentaria, vertidos tóxicos y concentrados, etc.), de efluentes de servicios
generales (purgas de calderas, regeneración
de resinas de intercambio, fangos de tratamiento de aguas de aporte, purgas de torres
de refrigeración) y de efluentes ocasionales,
fugas accidentales producto de mantenimiento o de almacenaje, lavados de suelos, etc.
La mayoría de estos vertidos poseen como
característica propia una gran dificultad de
tratamiento por métodos tradicionales de
depuración (procesos físico-químicos y biológicos) propiciando el desarrollo y avance
de diferentes tecnologías de tratamiento del
agua dirigidas a la eliminación de estas impurezas presentes en el agua.
Descripción del proceso
de evaporación al vacío
La evaporación es un proceso continuo de
producción de agua de alta calidad que ha
sido separada de la fase contaminante mediante la aplicación de calor.
Al trabajar al vacío se requiere una menor
temperatura de ebullición, por ello con menor energía se consigue la misma evaporación. De esta forma, incluir condiciones de
vacío en la caldera de los sistemas de tratamiento de residuos basados en evaporación
permite aumentar el rendimiento termodinámico del proceso: se aplica menos calor y
se ahorra energía.
En procesos de destilación, la reducción del
punto de ebullición del líquido también permite, entre otras ventajas, destilar líquidos
con alto punto de ebullición y evitar la descomposición de sustancias sensibles a la
temperatura. Alguna de estas sustancias
puede tener valor y es importante su recuperación sin degradación.
Los evaporadores industriales con bomba de
vacío permiten recuperar estas sustancias valiosas con un importante ahorro energético.
Sistemas de evaporación al vacío
Existen diferentes formas de realizar la evaporación al vacío. Las más comunes y de
forma genérica son:
Evaporación al vacío por agua caliente
Equipos Evaled™ AC
Estos evaporadores poseen un aporte de
agua caliente/fría en circulación forzada e intercambiador de calor de haz de tubos externo a la cámara de ebullición. El calor necesario para la ebullición del agua a tratar
proviene del agua caliente que circula por el
intercambiador de calor, mientras que la
Equipos Evaled™ PC
condensación de vapor se consigue gracias
al agua fría que circula por el intercambiador
de calor que se encuentra encima de la cámara de ebullición.
Evaporación al vacío por compresión
mecánica del vapor
Trata de recuperar el calor latente de condensación del destilado como fuente de calentamiento del líquido a evaporar. La temperatura del vapor generado en la evaporación se incrementa mediante compresión
del propio vapor. De esta manera el vapor
sobrecalentado puede se reciclado por medio de un intercambiador del propio evaporador consiguiéndose un doble objetivo:
• Ahorro de energía para la evaporación
• Evitar el medio refrigerante para la condensación (torres de refrigeración, etc.)
Existen dos posibilidades, uno que emplea
la circulación natural del vapor y otro que
mediante un diseño más sofisticado recircula el fluido, creando una película descendente en la zona de evaporación que favorece la destrucción de la espuma y reduce
el ensuciamiento.
La evaporación con compresión mecánica
del vapor es el sistema de evaporación mediante corriente eléctrica de mayor eficacia
energética.
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formas de funcionamiento mediante evapoconcentración al vacío. La gama de equipos
Evaled™ se compone de tres series:
• Evaled™ AC - Evaporadores al vacío mediante agua caliente/fría, con mínimo consumo eléctrico.
• Evale™ RV - Evaporadores de compresión mecánica del vapor y circulación forzada, particularmente adecuados para el
tratamiento de grandes volúmenes de
aguas residuales y con bajo consumo
eléctrico.
• Evaled™ PC - Evaporadores al vacío con
bomba de calor. Solución muy adecuada
al tratamiento de pequeños volúmenes.
Evaporador al vacío Evaled™ PC - E
Evaporación al vacío por bomba
de calor
Disfruta del ciclo frigorífico del gas freón,
mediante la acción de la compresión del gas
que se condensa y cede calor al líquido a
evaporar mediante intercambio térmico.
Posteriormente se procede a la expansión
del gas por medio de una válvula termostática y de la acción de un condensador que
refrigera el líquido evaporado y extrae el
destilado. El freón discurre en circuito cerrado y hermético. Al estar sometido el reactor
de evaporación al vacío, permite evaporar a
temperaturas sobre los 40 ºC, por lo que no
se precisa ninguna otra fuente de calor o refrigeración, convirtiéndose en un proceso
muy atractivo desde el punto de vista económico y de gestión.
Este sistema de baja temperatura de evaporación permite una gran diversidad de aplicaciones, incluso para líquidos muy corrosivos
mediante aleaciones especiales, sistemas de
evaporación hasta residuo seco, líquidos fuertemente incrustantes o que cristalizan, etc.
Gama de los equipos Evaled
Veolia Water Systems ha desarrollado una
serie de equipos que recogen las distintas
Los equipos Evaled™ son sistemas compactos, fabricados con materiales con alta resistencia a la corrosión, que disponen de un
PLC que controla el proceso de evaporación,
por lo que requieren mínima supervisión y
además son de fácil mantenimiento.
Aplicaciones
El rango de aplicación de estos equipos es
prácticamente ilimitado. Algunas de las aplicaciones más comunes son:
Evaporador al vacío Evaled™ PC - R
• Recuperación de productos químicos
como N-metil-2-pirrolidona (NMP).
• Residuos de artes gráficas (aguas de limpieza, tintas,…).
• Residuos de laboratorios fotográficos.
• Salmueras, jugos de frutas y verduras (ind.
alimentación).
• Tratamientos de lixiviados y aguas de vertido.
• Productos fermentados.
• Efluentes de matadero.
• Desechos gelatinosos.
• Suero o proteínas de leche.
• Plasma.
Conclusiones
• Emulsiones aceitosas, taladrinas, desmoldeantes.
• Purgas de compresores.
• Aguas de lavado de suelos y escorrentías
de vertederos.
• Aguas de lavado de cisternas y reactores
(industria química, farmacéutica, cosmética, perfumería).
• Baños de trabajo y aguas de lavado en
procesos galvánicos y tratamientos de superficie.
• Líquidos penetrantes.
• Agua procedente de procesos de industrias textiles.
La evaporación y concentración al vacío es
una de las tecnologías más novedosas y eficaces para la minimización y tratamiento de
residuos industriales líquidos en base acuosa. Es una tecnología limpia, segura y con un
coste de operación bajo.
En muchos casos se puede obtener un sistema de tratamiento con vertido cero. Esto
es muy importante para las empresas con
una elevada actividad de impacto ambiental,
siendo un paso más hacia la certificación
ambiental.
Características de los equipos Evaled™ de Veolia Water Systems
Capacidad: l/día destilado
Tipo
150
500
700
1.000
1.400
2.000
2.400
4.000
6.000
8.000
12.000
24.000
30.000
48.000
60.000
E
E-KT
R
RW
TC
Tecnologías
Tipo
Intercambio de calor
Concepto de calefacción
Campo de aplicación
E
Carcasa y tubo
Bomba de calor
Aplicación general
E-KT
Carcasa y tubo
Bomba de calor
Líquidos corrosivos
R
Camisa y rasqueta
Bomba de calor
Líquidos incrustantes
RW
Camisa y rasqueta
Agua caliente
Concentración de sólidos
TC
Carcasa y tubo
MVR
Bajo consumo energía
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