Reuso de los Efluetes Industriales de Refinería

Jorge Daniel Bustos*

INTRODUCCION:

La Refinería YPF Regional Plaza Huincul puso en operaciones en la segunda quincena de Setiembre de 1994 una planta de Tratamiento de Efluentes Industriales utilizando el principio de lodos activados. El sistema en funcionamiento permite la recuperación total del efluente líquido de los procesos de refinación, en condiciones aptas para el uso en riego lo que garantiza la ejecución de un programa de forestación que realiza la misma Refinería.

RESUMEN:

La protección del medio ambiente es asumida por YPF S.A., y en particular por la Refinería Plaza Huincul como parte de su responsabilidad para con la sociedad.

De esa responsabilidad fluye como premisa básica que, paralelamente a la actividad que le permite conciliar las exigencias económicas de la produccción, mantiene una permanente actitud a favor de la preservación del medio ambiente.

El programa de reutilización del efluente líquido industrial se basa en el tratamiento por lodos activados, tecnología aplicada en la Refinería Plaza Huincul, lo que lleva a un acondicionamiento de los efluentes líquidos de refinación, con el abatimiento de la D.B.O, D.Q.O., sulfuros, fenoles y demás contaminantes a tal punto que su reutilización garantiza la ejecución de un programa establecido de riego por aspersión de 50.000 m2 de parquización y 500 árboles de distintas especies.

REUSO DE LOS EFLUENTES INDUSTRIALES DE REFINERIA

La refinería YPF S.A. de Plaza Huincul, contaba con un sistema de separación primaria de contaminantes que se encuentran en los efluentes industriales propios de la refinación.

A partir de esta primera etapa se realizó el proyecto para el tratamiento de estos efluentes industriales, de manera tal de obtener agua con calidad apta para riego de vegetación no destinada al consumo.

Las etapas de tratamiento de los efluentes industriales provenientes del tratamiento en piletas A.P.I consta de:

• Tratamiento de agua cloacal por medio de un equipo de aireación

-sedimentación compacto, el cual una vez tratado se incorpora el efluente de piletas A.P.I.

• En planta de tratamiento industriales

– Medición de caudal y pH.

– Adición de productos químicos.

– Neutralización.

– Mezclado rápido.

– Floculación.

– Aereación extendida.

– Sedimentación.

– Desifección y cámara de contacto.

– Espesamiento de barros.

TRATAMIENTO QUIMICO

En el proceso de tratamiento químico el control de pH. de las aguas residuales son ajustados a valores que facilitan la flocución por adición de coagulantes y precipitadores, como así también para evitar alteraciones en el tratamiento por todos activados.

Este proceso de tratamiento químico consiste en la adición de productos químicos, la mezcla completa de los mismos con el agua, la agitación lenta de la mezcla resultante para la formación de floculos y la separación final de estos flocs con el fin de obtener agua clarificada.

Los productos químicos utilizado son sales de aluminio, los floculos de aluminio son frágiles y fácilmente destruido por agitación, por eso, el proceso de coagulación en mejorado pos la adición de un polímero orgánico de cadena larga y al to peso molecular (polielectrolito) ques eutiliza como complemento, coadyuvante y acelerador de la floculación, consiguiendo capturar mayor cantidad de particulas suspendidas para producir un efluente tratado de mayor calidad.

Esta adición de producto químico es realizada en un sistema de mezclado rápido (flash mixing) con un pequeño periodo de retención (1 a 2 minutos), desde aquí, y por gravedad el efluente pasa a la unidad de floculación, en el cual se logra la mezcla de líquido circulante a una velocidad decreciente tal que la formación del floc alcance su máximo tamaño y calidad antes de ser enviado a la unidad de flotación, el equipo utilizado en un floculador vertical con un tiempo de residencia de 20 minutos.

UNIDAD DE FLOTACION

La unidad de flotación – decantación es del tipo Disolved Air Flotation con recirculación parcial del agua tratada con un caudal mínimo del 30 % de acuerdo a la carga de efluente.

La operación de flotación es un proceso de separación de materia en suspensión por la utilización de la más baja densidad aparente de estas materias lo que conducen a un ascenso y colección de las mismas sobre la superficie libre, con el agregado de un agente de flotación que en nuestro caso son finas burbujas de aire que se asocian con las particulas suspendidas y proporcionan el medio de flotación necesario para llevarlos a la superficie y removerlas en forma de sobrenadante. La fijación de burbujas de aire sobre las partículas a eliminar le da a las materias en suspensión una masa por unidad de volumen inferior a la del líquido al formar una asociación entre aceite – sólidos – aire con densidad promedio muy inferior a la del agua.
La flotación por aire disuelto requiere de la liberación de una nube de burbujas de aire muy pequeña en la base de la unidad; de esta manera se logra saturar una porción de flujo tratado (el recirculado) con aire a alta presión.

Cuando el líquido presurizado se regresa al flujo principal que esta a la presión atmosférica, exceso de aire sale de la solución en la forma de finas burbujas. estas se adhieren o se entretejen con las partículas suspendidas que suben a la superficie debido a su baja densidad.

El porcentaje del efluente es recirculado y presurizado a 4-5 Kg/cm2 con aire proveniente de los compresores montados para tal fin, y mantenido en está presión en un recipiente de 1 a 2 minutos para luego ser remitido a presión atmosférica en la cámara de flotación.

Los aglomerados así formados ascienden a la superficie en forma de espuma, las que son colectadas de unidad de flotación por medio de un equipo de remoción de sobrenadante que consiste en desnatadores rotativos superficiales y una caja flotadora para la recolección y remoción de materia flotante, cada desnatador consiste en un raspador pivoteado ajustable verticalmente con limpiadores de neoprene fijados a un soporte de desnatador. La caja para descarga de flotantes posee una rampa de acceso con pendiente sostenida desde el tamque. Al aproximarse a la caja flotadora, los sólidos de flotación son empujados por la rampa hasta caer en la caja de descarga de donde son transportados por una cañería de descarga hacia el tratamiento primario.

En las aguas de efluentes no es posible hacer flotar a todas la materias en suspensión, una parte de estas se acumulan en el fondo del equipo. la remoción de lodos de fondo se realiza por medio de paletas rascadoras debidamente espaciadas para asegurar un barrido completo del fondo, moviendo todo fango sedimentado al sumidero situado en la parte central.
Los lodos sedimentados son evacuados a la fosa de lodo donde se reciben todos los sólidos del sistema, donde, una vez estabilizados son enviados a la unidad de espesamiento de lodos que posee la planta.

SISTEMA DE LODOS ACTIVADOS

DESCRIPCION GENERAL

El proceso de barros activados utiliza la descomposición biológica para extraer la materia orgánica del efluente proveniente de la unidad de flotación D.A.F., purificándola para facilitar su reutilización en el riego de parques y jardines de esta unidad de negocio.

El sistema funciona concentrando microorganismo en un tanque de oxigenación y utilizadolos para consumir las sustancias de valor nutritivo entre los residuos. Desarrollando un entorno favorable a su ciclo vital, se estimula el crecimiento y la proliferación de los microorganismos. La presencia de esto microorganismos es delatada por barro marrón floculento. El barro se deposita en una cuba de sedimentación, transportando las sustancias orgánicas y dejando un efluente límpido que rebalsa la cuba. El barro vuelve al tanque de acreación, donde sen utiliza aereadores para incorporar oxígeno ¨líquido mixto¨ que se halla dentro del reactor. Este oxígeno es indispensable para la vida de los microorganismos, que lo utilizan para la vida. Se habla de ¨barro activado¨porque el barro retorna del tanque de sedimentación vez tras vez, donde nuevamente activa y mantiene el ciclo correspondiente.

Cuando la masa de barro activado entra en contacto con el nuevo caudal de efluente, la mayor parte de la demanda bioquímica de oxígeno (D.B.O.) es absorbida por los floculos del barro, siendo almacenado hasta que pueda ser sintetizado hacia formas biológicas adicionales. La demanda bioquímica de oxígeno es la medida de la materia orgánica en función del oxígeno que se utiliza.

PROCESO INTEGRADO DE TRATAMIENTO

OXIGENACION

El corazón del sistema de barros activados es el tanque de oxigenación y el tipo aereador. El flujo a través del tanque es continuo, incluyendo el agua a tratar ¨nueva¨ más el barro activado que regresa del tamque de sedimentación. El tipo de aereador suministrado debe poder entregarle oxígeno suficiente a los organismos, y además mantener los barros suspensión y en contacto intimo con los residuos.

El tanque de oxigenación tiene un sistema de deflectores que dirige el flujo de manera uniforme por encima de aereadores de superficie de baja velocidad, que oxigenan, mezclan y propulsan el agua a tratar y el barro activado (líquido mixto), mediante ciclos repetidos en un sistema cerrado (loop) que corre de lado a lado del tanque. Dado que los materiales entrantes de desperdicio son mezclados de manera uniforme en el flujo que corre, los microorganismos y su fuente alimenticia se encuentran en equilibrio en todo el tanque.

Este proceso tiene excepcional resistencia a las cargas instantáneas debido a la dilución inmediata que sufre el influente al tratamiento.

La oxigenación se lleva a cabo en zonas pequeñas y concentradas del loop con intensa agitación de todo el líquido mixto a medida que pasa por los oxigenadores. El líquido mezclado se ha desplazado por una distancia determinada antes por la oxigenación del circuito. De ese modo se crea un entornobien regulado con ciclos fijos, que se mantienen para todos los microorganismos del sistema.

Cuando el líquido llega a las zonas de oxigenación, se encuentra con un nivel de oxígeno disuelto que es deliberadamente bajo y que porlo tanto, recibirá una carga máxima de oxígeno suministrada por el oxigenador vertical. Este entorno, con sus ciclos constantemente repetidos, produce microorganismos fuentes, ávidos, que rápidamente absorben y descomponen las materias orgánicas. Dentro de los microorganismos sobresalen las bacterias que se alimentan (vía membrana celular) de los compuestos orgánicos solubles, un compuesto orgánico (principalmente los de elevado peso molecuñar), pueden pasar por el microporo de la membrana, obligando (a las bacterias) la producción de encimas que ¨rompen¨las cadenas más largas. Frente a un cierto compuesto orgánico la bacteria produce varios tipos de encimas hasta conseguir la ¨ruptura¨ de la cadena.

SEDIMENTACION

Después de etapa de oxigenación, se deriva por gravedad el lodo generado por el proceso de oxidación hacia el tanque de sedimentación.

El propósito es el de promover una zona quieta, de velocidad de flujo extremadamente baja, de modo que el barro se separe del líquido, se sedimente en el fondo donde es arrastrado por un barredor hacia la zona central donde es retornado por medio de bombas hacia el tanque de aereación. Una pequeña parte de este se deriva estable sin presencia de particulas floculadas en la superficie.

El líquido resultante, claro y purificado, fluye al tanque de cloración para ser descargado para su desinfección y posterior utilización en riego.
Las partículas menos densas, se dacantan poco a poco medida que el plujo entra en el tanque, y con un mínimo de agitación, es tansportado por colectores mecánicos a la zona central.

RETENCION DE BARROS

A medida que los microorganismos van descomponiendo los contaminantes orgánicos, el sistema acumula barros estables. Estos barros son reducidos y se va generando una proporción de sólidos excedentes, por lo que es necesario desalojar a estos sólidos de todo el sistema.

El tanque de retención de barros se utiliza para depositar los barros hasta su eliminación. El sistema de conductos de barro se ha dispuesto de tal forma que automáticamente retira el barro de los clarificadores, desviando una fracción del barro que va retornando al tanque de oxigenación. Mediante un conducto de descarga, se permite que el líquido tratado, se descargue en el tanque de oxigenación a medida que sube el nivel en el tanque de retención.

Del espesador de barro se retira un volumen determinado de lodo estable con una humedad promedio de 94% (6% de sólidos) que se disponen en una pileta de secado para su disposición como abono orgánico en el parque interno de la refinería.

DESINFECCION

La desinfección se verifica en un tanque rectangular, con capacidad de detener el flujo durante apoximadamente quince minutos. De este modo se asegura un adecuado mezclado y suficiente tiempo de contacto con el cloro que se utiliza como agente de desinfección.

FINALIDAD

La llave de éxito del sistema es la facilidad que tiene para controlar los sólidos en el proceso. Los microorganismos y los coloides floculan bien y sedimentan facilmente en forma de barro.

El control se mantiene alimentado bien a los microorganismos de modo que su rendimiento es el óptimo. Los organismos alimentados en exceso, rápidamente producen materias no floculantes. Por otra parte, la infraalimentación también trae como consecuencia los microorganismos filamentosos.

Los microorganismos solo funcionan si se les crea el ambinete ideal para su crecimiento. Esto es precisamente lo que se logra mediante una combinación de parámetros cuidadosamente estudiados. El proceso logra la unión de los elementos necesarios para sostener y estimular el crecimiento de la bimasa, logrando de este modo una eficiente operación.

El proceso de lodos activados combina las características del sistema de mezcla completa y flujo pistón.

La aereación, solo es efectuada en áreas pequeñas, pero con intensa agitación del líquido en ellas. Dado que la mezcla al haber recorrido cierta distancia, ha absorbido parte del oxígeno, se logra en esas condiciones la máxima absorción del mismo y consecuentemente una mayor reducción de la carga orgánica.

Creando un adecuado ambiente, regulado a través de repetidos ciclos, el sistema produce abundantes colonias de microorganismos, los que absorben mayor cantidad de materia orgánica y, consecuentemente, mejor floculación.
La unidad de tratamiento esta diseñada para un caudal de efluente de 40 m3/hs. Esta cantidad de agua tratada permite el riego de 50.000 m2 de parquización y 500 árboles de distintas especies.

*Técnico en Minas y Petroleo, estudiante avanzado en la carrera de Ing. Química de la Universidad Tecnológica Nacional. Sub-Regional Confluencia de la Ciudad de Plaza Provincia del Neuquén. Desarrolló diversas funciones en YPF S.A. en la Gerencia Plaza Huincul. Actualmente se desempeño en la Gerencia Regional Refinación Plaza Huincul.