Tratamiento de aguas residuales de impresión y acabado en la industria papelera

• 1. Producción de aguas residuales en la industria papelera
• 2. Características de los efluentes generados en procesos de impresión y acabado
• 3. Línea de tratamiento de vertidos
• 4. Reutilización de agua en la industria papelera
• 5. Conclusiones

1. Producción de aguas residuales en la industria papelera

Los efluentes generados en las etapas de impresión y acabado de la industria papelera presentan una composición heterogénea, que se caracteriza por la presencia de tintas, pigmentos, aditivos químicos, compuestos orgánicos disueltos y sólidos en suspensión.

Estos vertidos muestran una elevada variabilidad en caudal y carga contaminante. El tratamiento de estos efluentes acostumbra a combinar procesos fisicoquímicos, biológicos y de filtración para garantizar el cumplimiento de la normativa ambiental y, en ocasiones, la reutilización parcial en la misma industria.

Los efluentes se generan durante las siguientes etapas del proceso productivo:

Preparación de tintas. Incluye operaciones de formulación, trasiego y limpieza de sistemas de entintado que generan aguas residuales con alto contenido en colorantes, resinas, disolventes y tensioactivos. Los lavados de depósitos, tuberías y equipos aportan importantes volúmenes de carga orgánica y color al efluente global

Impresión. Incluye vertidos procedentes de la limpieza de rodillos y cilindros, de las purgas de circuitos de recirculación y de las aguas de lavado de distintas etapas de producción, como flexografía, huecograbado u offset. Estos efluentes se caracterizan por su fuerte coloración, elevada DQO y por la presencia de compuestos orgánicos.

Acabado superficial. En los recubrimientos como estucado o barnizado se generan aguas residuales que contienen adhesivos, polímeros y cargas minerales (principalmente caolín y carbonato cálcico). Durante la limpieza de la maquinaria se aportan altas cargas de sólidos en suspensión.

También deben considerarse los vertidos procedentes del lavado de equipos y tareas de mantenimiento, que contienen restos de productos químicos, sólidos finos, aceites y grasas; por otro lado.

Por último, también se han de tener en cuenta los efluentes procedentes de lalimpieza de suelos, fugas en zonas de producción y purgas de circuitos.

2. Características de los efluentes generados en procesos de impresión y acabado

Los efluentes procedentes de los procesos de impresión y acabado en la industria papelera se caracterizan por una composición heterogénea y una elevada variabilidad temporal, asociada a los cambios en formulaciones de tintas, recubrimientos y operaciones de limpieza.

En general, presentan una combinación de contaminantes orgánicos, inorgánicos y sólidos en suspensión que condicionan el diseño del sistema de depuración.

Estas son algunas de las características habituales de estos efluentes:

• Alta coloración.
• Altas cargas de turbidez debida a la presencia de sólidos en suspensión como pigmentos, cargas minerales o fibras de papel. La presencia coloidal acostumbra a ser elevada, lo que dificulta la separación de los sólidos si no se dosifica con precisión el proceso de coagulación–floculación.
• El empleo de resinas, adhesivos, disolventes y aditivos presentes en tintas y recubrimientos aportan elevadas cargas orgánicas.
• La biodegradabilidad del efluente es variable, en función del equilibrio de sustancias degradables y refractarias.
• Trazas de metales procedentes de ciertos pigmentos, así como tensioactivos y compuestos biocidas utilizados en limpiezas pueden aportar una toxicidad crónica que dificulte los procesos de degradación biológica.

Por regla general estos efluentes suelen ser aptos para tratamiento biológico tras un acondicionamiento fisicoquímico adecuado.

Los principales parámetros de control se mueven en los siguientes rangos:              

PARÁMETRO	UNIDAD	CONCENTRACIÓN
pH	–	5.5 – 9,0
DQO	mg/l	1.000 – 5.000
DBO5	mg/l	300 – 1.500
SST	mg/l	200 – 1.500
Conductividad	µS/cm	1.000 – 4.000
Aceites y grasas	mg/l	20 – 150
Temperatura	ºC	20 – 40

Estos valores varían dependiendo del tipo de papel producido y de las tecnologías de impresión empleadas. Por ello, es imprescindible caracterizar las aguas residuales con precisión para un correcto dimensionamiento de la planta de tratamiento.

3. Línea de tratamiento de vertidos

El tratamiento de los efluentes generados en los procesos de impresión y acabado de la industria papelera acostumbra a combinar las siguientes etapas:

Pretratamiento

El pretratamiento, que tiene como finalidad proteger las etapas posteriores y ecualizar el efluente, incluye:

• Rejas y tamices para la retención de sólidos gruesos.
• Tanque de homogenización con ajuste de pH

Tratamiento fisicoquímico

Es la etapa clave para la eliminación de parte del color y sólidos suspendidos. Se compone de:

• Coagulación-floculación mediante sales de Fe y Al y polímeros, para separar los coloides presentes en el vertido.
• Clarificación habitualmente mediante o sistemas de flotación por aire disuelto (DAF), que separan lodos de alta concentración (entre 3 y 5% de materia seca) por flotación y tienen un rendimiento de separación de sólidos suspendidos superior al 90 %.
• Gestión de lodos, por deshidratación mecánica, ya sea con decanter, tambor deshidratador o filtro prensa para una mayor sequedad (hasta el 30-35%).

Tratamiento biológico

Tras el acondicionamiento fisicoquímico, el efluente se envía a un tratamiento biológico para la eliminación de la materia orgánica disuelta:

Los biorreactores de membrana (MBR) son el proceso más utilizado, ya que se consigue una elevada biodegradación mediante un proceso de micro o ultrafiltración por membranas. De esta forma, se reduce significativamente la concentración de contaminantes y colorantes presentes en el efluente.

Los fangos activos se recirculan al biorreactor, mientras que los que están en exceso se envían al depósito de fangos junto a los separados en el proceso fisicoquímico para su deshidratación (secado mecánico), estabilización y posterior envío a vertedero.

Tratamiento terciario (opcional)

Cuando se requiere reutilización del agua o deben alcanzarse límites de vertido estrictos, se incorporan tratamientos adicionales:

• Adsorción con carbón activo.
• Procesos de oxidación avanzada.
• Desinfección.

Diagrama de una planta de tratamiento de aguas residuales para impresión y acabado de papel

4. Reutilización de agua en la industria papelera

La reutilización de los efluentes generados en los procesos de impresión y acabado de la industria papelera reducen el consumo de agua, mejorando así la sostenibilidad del proceso productivo. La recuperación del agua tratada requiere la aplicación de tratamientos avanzados capaces de eliminar sólidos, coloides, color residual, sales disueltas y compuestos orgánicos refractarios.

Los procesos más utilizados para la recuperación de efluentes tratados son:

Filtración por membranas: Los procesos de nanofiltración (NF) y ósmosis inversa (OI) se emplean para reducir la concentración de sales disueltas, compuestos orgánicos de bajo peso molecular y color residual. Se puede conseguir un permeado de alta calidad apto para reutilización en procesos industriales, o para agua de servicios.

Filtración en lechos de carbón activo: El carbón activo, bien sea en forma granular o en polvo, elimina compuestos orgánicos refractarios, micro contaminantes y trazas de color mediante adsorción, mejorando la calidad física y química del agua recuperada.

Oxidación avanzada: Algunas tecnologías como la ozonización, UV/peróxido o Fenton permiten degradar compuestos orgánicos refractarios y reducir la coloración residual. Estos procesos se emplean cuando se requieren calidades elevadas en el efluente tratado.

Desinfección: Es habitual utilizar sistemas de oxidación química, o por radiación UV, para que el agua reciclada no provoque contaminaciones microbiológicas en los circuitos de proceso o servicios a los que se destine.

La selección y combinación de tratamientos depende del uso final del agua recuperada, del balance económico y energético del sistema y de los requisitos de calidad establecidos. En muchos casos, la reutilización parcial del agua tratada en operaciones internas, como limpieza, torres de refrigeración o preparación de pastas, permite reducciones apreciables del consumo de agua de red y del volumen de vertido, impactando en el coste de suministro y el cánon de vertido.

5. Conclusiones

La complejidad y variabilidad de los vertidos generados en los procesos de impresión y acabado de la industria papelera exigen la aplicación de soluciones de depuración combinadas que garanticen el cumplimiento de las normativas de vertido, o la reutilización de agua

Desde el punto de vista del tratamiento de vertidos, estas corrientes suelen ser tratadas en un sistema común que incluye:

• Pretratamientos de homogenización y ajuste de pH.
• Procesos fisicoquímicos de coagulación-floculación.
• Separación sólido-líquido por flotación DAF, para la eliminación de color y sólidos.
• Tratamientos biológicos para la reducción de la carga orgánica disuelta.
• En algunos casos, tratamientos terciarios destinados a la reutilización del agua o al cumplimiento de límites de vertido más exigentes.

Los sistemas de recuperación de efluentes en los procesos de impresión y acabado de la industria papelera permiten reutilizar entre un 40 y un 85 % del agua tratada, según el tratamiento aplicado.

Mediante combinaciones de filtración, procesos de membrana y tratamientos avanzados se obtiene agua apta para usos como limpieza, refrigeración, o preparación de procesos. Aunque requieren una inversión inicial mayor, estos sistemas reducen el consumo de agua fresca, los costes de vertido y el impacto ambiental, mejorando la eficiencia hídrica global de la planta.

La correcta caracterización de los efluentes, el diseño adecuado de la línea de tratamiento y la gestión eficiente de los residuos asociados permiten reducir de forma significativa el impacto ambiental, optimizar el consumo de recursos hídricos y mejorar la eficiencia global de las instalaciones.

En este contexto, la depuración de aguas residuales no solo responde a una exigencia normativa, sino que se consolida como una herramienta estratégica para una producción papelera más limpia, eficiente y alineada con los principios de la economía circular.

Bibliografía y consultas

Metcalf & Eddy. Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery. McGraw-Hill.

Industria Papelera y Cartonera – Adiquimica

Tratamiento de efluentes en la industria de impresión y tintes