Tratamiento y reutilización de agua en la industria del vidrio

• 1. Efluentes de la industria del vidrio y su recirculación
• 2. Tratamiento de efluentes de la industria del vidrio
• 3. Efluentes de vidrios ignífugos: efectividad del tratameinto fisicoquímico SIGMADAF
• 4. Conclusiones

1. Recirculación y reutilización de agua en la producción de vidrio

La fabricación de vidrio necesita de grandes cantidades de agua, por lo que es habitual que en muchas áreas de la cadena de producción se utilice agua recirculada del propio proceso. Esta agua ha de ser de una calidad elevada y ha de poseer unas características específicas y controladas. Los efluentes de la industria del vidrio se caracterizan por su alto contenido en:

• Micropartículas de vidrio.
• Metales.
• Sales.
• Aceites y grasas.
• Sólidos en suspensión.
• Materia orgánica difícilmente biodegradable.
• Fluoruros, plomo y otros metales pesados.
• Fenoles, fósforos y otros contaminantes específicos de la fabricación de vidrios especiales.

Los sólidos en suspensión, especialmente las partículas de vidrio, son un problema en el circuito de agua reutilizada, ya que se adhieren a las paredes de los conductos, a las torres de refrigeración, a los mecanismos de las bombas y a los equipos de proceso. Esto genera una capa sólida de suciedad y, en muchas ocasiones, causan la precipitación de compuestos que degradan y corroen los materiales, además de dificultar una transmisión homogénea de la temperatura en la refrigeración.

El objetivo principal del tratamiento de efluentes es eliminar los sólidos en suspensión, específicamente separar las partículas de vidrio y precipitar las sales, para que el agua pueda ser recirculada dentro del proceso de producción de vídeo.

2. Tratamiento de efluentes de la industria del vidrio

Las aguas residuales de la industria del vidrio deben tratarse de forma que la totalidad de partículas de vidrio y las sales sean eliminadas, a la vez que se reducen al máximo los sólidos en suspensión y los aceites.

Para ello, se aplican los siguientes procesos mecánicos y fisicoquímicos:

• Tamizado.
• Eliminación preliminar de aceites.
• Coagulación-floculación con ajuste de pH.
• Flotación por aire disuelto.
• Filtros multimedia de arena.
• Filtros de carbón activado.
• Ósmosis inversa.
• Dependiendo de los requisitos específicos, puede ser necesaria una etapa de desinfección.

Tamizado

Retiene los sólidos mayores como trozos de vidrio, partículas grandes y otros objetos y partículas de gran diámetro.

Trampa de aceites

Separa los aceites y grasas del efluente, las cuales flotan en la superficie y pueden arrastrarse con mecanismos de barrido. En ciertas plantas de producción, estos aceites y grasas son un producto valorizable que se recupera como materia prima.

Coagulación-floculación con ajuste de pH

Los productos coagulantes desestabilizan las cargas de los sólidos en suspensión separándolos de la fase líquida.

Los coagulantes más comunes son compuestos de sales de hierro (como el cloruro férrico) y de aluminio (como el policloruro de aluminio PAC), además de otros compuestos sintéticos y orgánicos, o mezclas de varios productos.

Los coagulantes PAC son generalmente muy efectivos para tratar los efluentes de la industria del vidrio.

Los coagulantes tienen carácter ácido por lo que disminuyen el pH del agua requiriéndose una neutralización con NaOH. La aplicación de hidróxidos no solo permite la neutralización, sino que también precipita compuestos que conformen hidróxidos como metales, los cuales abandonan la fase líquida y pasan a los sólidos coagulados.

Los floculantes (poli electrolitos) agrupan los coágulos en flóculos consistentes y de baja densidad que flotan con facilidad.

Flotación por aire disuelto (DAF)

La tecnología DAF inyecta microburbujas en el agua para que los flóculos sean transportados hasta la superficie de flotación, donde son arrastrados y retirados del efluente, quedando un clarificado prácticamente libre de sólidos en suspensión y de otros compuestos asociados a ellos.

Filtro de arena

Los filtros multimedia (generalmente de arenas) se utilizan para eliminar sólidos en suspensión que hayan podido resistir al anterior proceso fisicoquímico con flotación por aire disuelto. La arena atrapa estos sólidos dejando que el agua clarificada atraviese el lecho.

Carbón activado

En los filtros de carbón activado se retiene la materia orgánica disuelta, que se adsorbe a la superficie activada y cargada de las partículas de carbón del lecho.

La capacidad de retención de estos filtros es muy elevada debido a la gran área superficial de las partículas de carbón activado y a su afinidad por la materia orgánica. También se retiene el color, olores y algunos compuestos recalcitrantes.

Ósmosis inversa

Las membranas de ósmosis inversa retienen las sales e hidróxidos residuales que hayan quedado del proceso fisicoquímico, así como otros compuestos salinos o recalcitrantes.

Desinfección

La desinfección es un proceso opcional que se aplica a efluentes que contienen microorganismos patógenos, o esporas de los mismos, que no han quedado retenidos en las etapas anteriores.

Generalmente, se aplica la cloración, la ozonización o la luz ultravioleta. La desinfección hace que el agua tratada sea segura para su reutilización en el proceso e incluso para su descarga al medio acuático, si el resto de los parámetros de control así lo permiten.

3. Efluentes de vidrios ignífugos: efectividad del tratamiento físico-químico propuesto por SIGMADAF

Los vidrios ignífugos son un tipo especial de vidrio cortafuegos, cuyo proceso de fabricación requiere la recirculación del agua tratada.

A continuación, se presenta un estudio realizado para un efluente producido en la fabricación de este tipo de vidrios.

El cliente necesitaba eliminar las partículas de sílice de su efluente, las cuales estaban dañando a las piezas metálicas de sus equipos, especialmente las de aluminio, provocando una corrosión severa.

A medida que el agua se recircula en el proceso, la lixiviación repetida y constante de los iones del polvo de vidrio provoca un incremento de la concentración de sílice, carbonatos y sodio, aumentando el contenido en sales y alterando el pH y la conductividad.

El efluente por tratar es blanquecino y presenta una elevada turbidez. Tiene un pH original de 8.9.

Se realiza un estudio para analizar el rendimiento de un proceso de tratamiento fisicoquímico mediante coagulación-floculación con ajuste de pH y flotación por aire disuelto.

• Se aplica un coagulante PAC
• Posteriormente, se ajusta el pH.
• Para la conformación de los flóculos se utiliza un floculante aniónico afín a las sales precipitadas y los sólidos ya existentes, el cual genera unos flóculos consistentes, de baja densidad y propensos a flotar, fácilmente separables en un sistema DAF.

El tratamiento propuesto obtiene los siguientes resultados:

• Eliminación de más del 98% de la turbidez y los sólidos en suspensión.
• El pH no se ve afectado.
• La conductividad eléctrica aumenta debido al uso del coagulante y NaOH, quedando un residuo de cloruros e hidróxidos que aumentan la conductividad.
• La eliminación de las sales es posible mediante el uso de membranas de Osmosis Inversa.

Mediante este proceso se obtiene un clarificado de muy elevada calidad, que es apto para su reinyección en el proceso de forma segura.