INSTITUTO MEXICANO DE TECNOLOGIA DEL AGUA TECNOLOGÍAS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES Y DESECHOS PELIGROSOS

Transcripción

1 INSTITUTO MEXICANO DE TECNOLOGIA DEL AGUA TECNOLOGÍAS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES Y DESECHOS PELIGROSOS Gabriela Moeller Chávez

2 Tasa anual de crecimiento = 1.7 % 250,000 nuevos habitantes por día Países en DESARROLLO

3 Industria Ciudad Materia orgánica Patógenos Metales Nutrientes (N y P) Compuestos tóxicos Contaminantes prioritarios

4 Desechos y contaminación (sistema de producción-consumo) Recursos Naturales Producción de energía Reciclado Elaboración de productos Industria Desechos Bienes de consumo Descargas al agua Descargas al aire Depósitos en suelo Medio ambiente Contaminación Tratamiento Población

5 PRINCIPALES CONTAMINANTES EN AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES SÓLIDOS SUSPENDIDOS SALINIDAD VARIACIONES DE ph Y TEMPERATURA GRASAS Y ACEITES MATERIA ORGÁNICA CONTAMINANTES ESPECÍFICOS (alta toxicidad): Ejemplo: METALES PESADOS SOLVENTES HIDROCARBUROS CIANUROS COLORANTES SULFUROS Hexano Tolueno Fenol, etc.

6 Tratamiento Modificación de las características físicas, químicas o biológicas de cualquier residuo, de modo tal que se eliminen sus propiedades nocivas, se reduzca su volumen o simplemente se lo haga susceptible de recuperación

7 Aplicación de los principales procesos de tratamiento Tamaño de partícula µm Solución verdadera Precipitación Transferencia de gases Intercambio ionico Suspensiones coloidales Sólidos en suspensión y flotantes Cribado Sedimentación / flotación Filtración / microfiltrado Ósmosis inversa Electrodiálisis Adsorción Coagulación química Oxidación biológica Tratamiento Terciario Tratamiento Terciario (Químico y/o físico) Tratamiento secundario (biológico) Tratamiento primario ( físico )

8 TRATAMIENTO Y DISPOSICIÓN DE EFLUENTES INDUSTRIALES Y DESECHOS PELIGROSOS Tratamiento (efluentes líquidos y desechos sólidos) Reducción de la toxicidad y de los componentes peligrosos en el desecho para minimizar los impactos potenciales en la salud humana y el ambiente Tratamiento físico Tratamiento biológico Tratamiento químico Inmovilización Solidificación y encapsulación Reúso, reciclamiento o descarga y/o disposición (Relleno sanitario o confinamiento) Incineración y pirólisis Destrucción

9 Tratamiento desechos peligrosos Encapsulación Incineración y pirólisis Bio-remediación* Hidrólisis o neutralización Microondas Oxidación convencional Oxidación supercrítica* Oxidación con aire húmedo Plasma*

10 BIO-REMEDIACIÓN Utilización dirigida de bacterias para la descontaminación de ambientes naturales Estrategias para ayudar a un ecosistema a remediarse: Adición de nutrientes para estimular las poblaciones naturales y aumentar su actividad IMTA PEMEX 2002 Introducir microorganismos exógenos dentro del ecosistema

11 ETAPA 1 DEFINICION DE SITIOS CON PROBLEMAS DE CONTAMINACION Suelo-agua-sedimentos Permeabilidad-tipos de contaminantes Biodisponibilidad-asociación con nutrientes ETAPA 2 ESTUDIOS BASICOS DE BIODEGRADACION Suelo, sedimentos, agua Screening, selección, caracterización y preservación de cepas Busqueda de microorganismos y/o consorcios bacterianos aclimatados Balance de nutrientes ETAPA 3 BIO-REMEDIACION Pruebas a nivel laboratorio, piloto y a escala real para bio-remediar los sitios seleccionados

12 OXIDACIÓN SUPERCRÍTICA DEL AGUA También conocido como oxidación hidrotérmica (HTO), es una tecnología aplicable para diferentes efluentes industriales o lodos por medio de la cual los compuestos orgánicos tóxicos y peligrosos se descomponen en CO 2 y H 2 O ( bar, o C). Modell et al., 1975 Propiedades del agua supercrítica Conforme la densidad y constante dieléctrica disminuye, la solubilidad de los compuestos orgánicos aumenta y la solubilidad de las sales disminuye. Bajo condiciones supercríticas el agua se comporta como un solvente orgánico y es termodinámicamente estable.

13 Ventajas: Completa destrucción de compuestos orgánicos tóxicos Alto rendimiento (la oxidación ocurre en segundos, reacción en fase homogénea) Se produce CO 2 y H 2 O No hay producción de óxidos de nitrógeno Los hetero-átomos son mineralizados Favorecen la transferencia de masa Usuarios : U. de Texas, Austin, Eco Waste Technolgy: 1.1 kl hora (Texaco) Houston Modar Inc. Esquema Costo: dlls/ ton seca Reactor de SCO: Thomas G. Mc. Ginnes U.S.. Pat. Nr. 5,384,051, 1995

14 PLASMA El plasma se considera el cuarto estado de la materia La materia sujeta a cambios de presión y/o temperatura puede transformarse de sólidos (hielo) a líquido (agua) y finalmente a gas (vapor de agua). Al aplicar muy altas temperaturas y presiones ese vapor de agua puede ionizarse o transformarse en un estado denominado plasma. (T>20,000 o C). Plasma: es un gas que puede conducir la electricidad, la conductividad eléctrica se suministra a través de la ionización del gas. Se genera al pasar aire u otros gases a través de un arco eléctrico (iones y electrones)

15 PCS SISTEMA DE CONVERSIÓN A PLASMA (PCS) (Startech Env.) Amandla Int. Tecnología que puede convertir materiales de desecho en un gas rico en energía (plasma), cuyo principio es la generación de un campo altamente energético que se utiliza para romper las moléculas que entran en el campo en sus componentes elementales. Por medio de un reformado controlado, se forma un gas rico en energía. Los sólidos remanentes se ligan formando un residuo no lixiviable que puede ser dispuestos en un relleno sanitario. (Reducción de volumen de 300 : 1) El fundamento del PCS es la generación de un arco continuo (descarga de electricidad) usando una antorcha de plasma (T>20,000 o C). La temperatura se controla en un espacio confinado, disociando los contaminantes en su átomos, iones y electrones. Alimentación Moléculas recalcitrantes Disociación Productos finales elementales

16 Reactor PCS Bristol, Connecticut: Instalación demostrativa 5tpd E.U.. Filipinas, Japón, Sudafrica, Europa, Australia

17 INSTITUTO MEXICANO DE TECNOLOGIA DEL AGUA Proyectos para PEMEX (2001 y 2002) REFINACIÓN (Gerencia de Investigación y Desarrollo tecnológico) PETROQUÍMICA (Pajaritos, S.A. de C.V.

18 Para PEMEX REFINACIÓN: N: Tratamiento primario de las aguas residuales de la Refinería Francisco I. Madero Para PEMEX PETROQUÍMICA: Dispersión de componentes organoclorados del agua residual de Petroquímica Pajaritos S.A. de C.V. en la zona de la descarga al río Coatzacoalcos. Estudio de pre-tratabilidad de las aguas residuales de Petroquímica Pajaritos S.A. de C.V. en los complejos petroquímicos de Cangrejera y Morelos. Manifestación del impacto ambiental de la planta de tratamiento de la Petroquímica Pajaritos S. A.de C.V.

19 QUEST INTERNATIONAL, S. A. de C.V. Pruebas de tratabilidad Diseño Arranque y operación del sistema de tratamiento aerobio Pruebas a nivel laboratorio Pruebas a nivel piloto Construcción a escala real

20 CURTIDOS TEMOLA, S. A. de C.V. Tratamiento de lodos residuales industriales y pelambre con altos contenido de cloruros, cromo y sulfuros por composteo

21 JERARQUÍA EN EL MANEJO DE DESECHOS 1. Producción más limpia 2. Reciclamiento 3. Tratamiento Prevención minimización Reúso Recuperación Composteo Físico Químico Biológico Térmico 4. Disposición Relleno Confinamiento

22 Industria limpia. Reciclado de productos Cambio de materiales Cambios en el proceso Descarga cero. Herramientas de manejo Acuerdos voluntarios Producción más limpia Desarrollo sustentable Instrumentos económicos Mejoramiento continuo Asociaciones

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