DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y OPERACIÓN DE UNA PLANTA PARA EL RECICLAMIENTO DE AGUAS DE LAVANDERIA.

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1 DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y OPERACIÓN DE UNA PLANTA PARA EL RECICLAMIENTO DE AGUAS DE LAVANDERIA. Dr. Jorge F. Rodríguez G., M en IQ Ma. Berenice Quintana D., M en C Hugo Solís C., M en C Icela Barceló Quintal. Universidad Autónoma Metropolitana Azcapotzalco Av. San Pablo No. 180 Col. Reynosa, Tamaulipas C.P Tels , , RESUMEN En Lavamoda S.A. de C.V. se presentó un doble problema: primero el requerimiento por parte de la autoridad para cumplir con la norma NOM-002-ECL-96 en cuanto al desecho de aguas residuales y posteriormente, la falta de abastecimiento de agua de manera regular por parte del municipio. Originalmente una empresa propuso un tratamiento fisicoquímico, una vez instalada la planta de tratamiento de 120m 3 /día, el costo por m 3 para poder desechar el agua era excesivo y peor aún, no se cumplía con la norma. La propuesta por parte de nosotros, fue un tratamiento biológico, en el que inoculamos y controlamos los microorganismos para darle tratamiento, con idea de reciclar el agua a un precio conveniente. La planta fue construida en concreto armado y fue puesta a punto en dos meses, se ha podido reciclar el agua a un 100%, con un costo de apenas 1.20 pesos/m 3 y ha existido poca perturbación en la flora y fauna microbiana por el uso de H 2 O 2, Cl 2 y otras substancias agresivas. INTRODUCCIÓN El origen de esta planta está en la necesidad de darle un tratamiento al agua de desecho proveniente de los procesos de lavandería de mezclilla. El objetivo es cumplir con las normas oficiales mexicanas. Nuestra propuesta es un sistema de tratamiento biológico, que por un lado permita reducir los costos de los reactivos y por el otro, permita disminuir la demanda química y bioquímica de oxígeno (DBO y DQO) estudiando la posibilidad de reciclar el agua.

2 METODO Primeramente se trabajó con el agua existente en dos tanques de recolección y se hizo una precipitación con un complejo de aluminio, esto sin darle ningún tratamiento al agua. El resultado fue un floculo negro y un agua con un color APHA estimado en 60. Presentaba un ph de 10.5 y un espumado importante (la DBO 5 era de 110), lo que nos indica que esta agua tratada no cumplía con la norma y se requiere de más o de otro tratamiento. Condiciones del agua residual. De los análisis realizados por la comisión de aguas y alcantarillado del Edo. de Hidalgo, se pudo apreciar parámetros que están fuera de la norma y otros parámetros fisicoquímicos elevados, entre éstos hacemos notar: Conductividad muy elevada (12370 mhos/cm), nos indica qué tantas sales y substancias lleva disueltas el agua, Con una floculación y una aireación, la mayor parte de las substancias se vuelven insolubles y se bajan estos niveles a los permitidos. Grasas y aceites (132 mg/l), si se emplea flotación se puede eliminar, a menos que estén emulsionadas, en cuyo caso la degradación microbiológica tendrá efecto. Finalmente los sólidos suspendidos, cuyo valor máximo permitido es de 75 mg/l, no es un problema grave debido a que se puede disminuir este valor con un sistema de decantación. Sólidos disueltos totales (10520 mg/l), este valor está asociado a la conductividad, a la DQO y a la DBO 5 que ya se han tratado anteriormente, por lo que simultáneamente se resolverán los valores fuera de norma. No hay presencia de metales pesados, cianuros, compuestos halogenados (policlorobencenos o askareles), ni fenoles, por lo que podemos esperar un crecimiento normal de microorganismos. Diseño de la planta de tratamiento. El diseño de la planta, realizado después de trabajo en el laboratorio, consideró un primer recipiente de recolección y homogeneización de las aguas residuales (se excluyen las aguas de los baños), posteriormente se pasan a un sistema de sedimentación y filtrado donde se separa la materia flotante, la pelusa y se concentran los lodos. Posteriormente pasa a un reactor de lodos activados con un tiempo de residencia mínimo de 24 horas. Finalmente se pasa a un recipiente de decantación donde los lodos se regresan al sistema de filtrado y el agua parcialmente decantada pasa a otro recipiente donde ocasionalmente se le puede dar un tratamiento de floculación química y sedimentación si así se requiere. El agua ya tratada se recicla para lavado y solo el 20% se desecha cumpliendo con la norma NOM-002-ECOL-1996 (Figura no. 1).

3 Figura No.1 Esquema del proceso de la planta de tratamiento. Originalmente y basados en la literatura 1,2 propusimos un reactor de lodos activados con un tiempo de retención de 8 horas, aireación y sedimentación. Finalmente se decidió aumentar la capacidad a 24 horas de retención. El reactor de lodos activados tiene una dimensión de 7x7x3 = 147m 3 aproximadamente, este se construyó justo a lado de los tanque existentes. Se utilizarán los tanques existentes para realizar una floculación primaria, y si llegase a ser necesario, se prevé dentro del mismo reactor una parte para realizar una segunda floculación. Se espera que el funcionamiento sea de tal manera que, con el uso adecuado del reactor de lodos activados se tenga suficiente capacidad como para prescindir de los tanques de floculación como parte del tratamiento; de cualquier manera se dejan en uso como medida precautoria. El reactor de lodos tiene divisiones hechas con la finalidad de tener un flujo lento y de que los lodos se encuentren mas concentrados en donde descarga el filtro. En el fondo se instalaron 8 tubos equidistantes de acero inoxidable 316 (tubing) de ¼ con 15 aberturas de 1 mm 2, conectados a un compresor de 20 hp que les suministra el aire, o sea, se tiene un flujo de 1000 l.p.m. a una presión aproximada de 7 Kg/cm 2. El

4 tiempo de residencia teórico del aire en el reactor es min., en realidad es de solamente algunos segundos, pues limita la solubilidad del aire en el agua. En los tanques de floculación, se probaron diferentes floculadores, pero se decidió por el sudflock supreme, ya que tiene un costo total del orden de 600 pesos/ton. El consumo es de 300 p.p.m. y flocula a un ph cercano a 5.5, el floculo es separado dejando primero pasar el lodo al filtro y una vez que se aclara el agua directamente al reactor de lodos activados. Como filtro se construyó un recipiente de tabicón de 1 m de ancho por 1.10 de alto por 7 m de largo, ubicado en el costado norte del reactor de lodos activados, entre los tanques de floculación y el reactor; la capacidad de dicho filtro sin relleno es de 7 m 3 a toda capacidad, el desemboque se hace por gravedad sobre el reactor de lodos activados por medio de un tubo de 10 cm de diámetro. Como material filtrante se seleccionó una capa de 20 cm de piedra pómez de 1.5 plg. de diámetro, encima de esta piedra se puso una capa de 5 cm de arena volcánica de 5 mm. El principal trabajo de filtración lo lleva una tela colocada a lo ancho y largo del filtro, la tela seleccionada es mezclilla del no. 12. La mezclilla atrapa a las partículas más pequeñas y nos va a permitir una limpieza rápida y fácil, presenta además la propiedad de tener un poro lo suficientemente cerrado como para retener partículas inferiores a 1mm de diámetro, aunado a que nos permite tener una mejor eficiencia en el filtrado. Este sistema fue desechado por lo rápido que se tapaba. La tubería seleccionada es en PVC de 2plg. tanto para transportar el agua residual como el agua tratada a la salida del sistema se tiene una desviación para tirar el agua cuando se requiera o bien almacenarla en una cisterna de 120m 3 que tiene desde la construcción de la cimentación y que está bajo del nivel del suelo, esto nos permite pasar de la planta de tratamiento al sistema de almacenamiento por gravedad. A la salida de la planta se instalaron dos bombas, una pequeña de diafragma, cuya función es enviar una parte del lodo hacia el inicio del reactor y la otra al filtro para su espesamiento y disposición final. La segunda bomba es centrífuga y su función es vaciar el reactor cuando se requiera y reciclar el agua para un mejor tratamiento. Se instaló una tubería que permite el transporte del floculante hacia los tanques de tratamiento fisico-químico, el floculante es ácido y corrosivo. Hubo necesidad de suministrar una segunda dosis de microorganismos para poder obtener estabilidad en el ph y en la temperatura, además de disminuir el olor y la espuma. Se construyó un tanque de sedimentación mas grande de lo que se había previsto, en razón de que el agua tratada y reciclada aumenta mucho su contenido de sales y resulta peligroso revolverla con el agua limpia de la cisterna de almacenamiento, ya que de ésta se toma el agua para la caldera.

5 RESULTADOS Con respecto a los lodos generados en el sistema, estos provienen de dos partes: - Los lodos que provienen de dentro de la planta y que constan principalmente de pelusa, botones, cierres y otros objetos que se desprenden de las prendas. - Los lodos que se sedimentan como consecuencia de la floculación, que son principalmente sales inorgánicas con cloruro férrico (que es el material que sirve como floculante). Los lodos se generan en cantidades relativamente pequeñas (1.5 m 3 /mes), ya secos nos dan un volumen mucho menor, este resultado ha sido mejor de lo que se esperaba y denota una actividad importante de degradación ocasionada por los microorganismos. Aunque no es difícil conocer exactamente la eficiencia de degradación de la planta, estimamos que la eficiencia de degradación supera el 50%. Entre los productos que son muy difíciles de degradar se encuentra el pigmento negro al azufre, que hemos observado que tarda mucho en tener una degradación importante. Los microorganismos han soportado muy bien las fluctuaciones en composición, ya que los procesos de lavado exigen cambios repentinos de temperatura, ph, composición y la incorporación de germicidas (como el hipoclorito, agua oxigenada, etc.). Hemos notado que estas fluctuaciones ocasionan una disminución importante en la actividad bacteriana, pero al cabo de algunas horas alcanza nuevamente su actividad normal. Existe una actividad anaerobia importante, ya que por problemas, se ha alcanzado hasta 5 días sin aireación, lo que ocasiona un olor a H 2 S muy fuerte, pero en cuanto se restaura la aireación el olor desaparece en pocas horas. Se han presentado algunas otras formas de vida, entre las que destacan la presencia de mosquitos, síntoma de que existe un nivel importante de restauración del agua. El consumo de floculante ha ido aumentando paulatinamente, debido al incremento en la salinidad, pero aún con todo esto su rendimiento ha sido muy bueno. CONCLUSIONES Se diseñó, construyó y operó una planta de tratamiento de aguas residuales industriales que opera dentro de los parámetros fijados en la norma NOM-002-ECOL-1996, aunque se tuvo como ganancia adicional el no tirar toda el agua utilizada. La operación de la planta permite reciclar el agua ya tratada de manera rentable y eficiente, aunque se ha notado un incremento preocupante de la salinidad del agua reciclada. Como medida de ahorro de agua, el agua reciclada es mezclada con el agua de lluvia para poder disminuir el contenido de sales y desechar una parte equivalente al agua pluvial captada.

6 BIBLIOGRAFÍA 1.- Rigola L. M., (1989). Tratamiento de aguas residuales, Ed. Marcombo. 2.- (1996). Manual de tratamiento de aguas negras, Depto. de salinidad de New York, Ed. Limusa,14ª. Impresión. 3.- Casey T. J., (1997). Unit Treatment Processes in Water and Wastewater Engineering, J. Wiley & Sons Publishing Co. 4.- Metcalf & Eddy Inc., (1991). Wastewater Engineering, Treatment disposal reuse, McGraw Hill International Editions. 5.- Culp L. R., Mack W. G., Culp L. G.., Handbook of Advanced Wastewater Treatment, Second Edition, Van Nostrand Reinhold Co.