ANEXO I GUÍA PARA EL MONTAJE DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PARA EMPRESAS

ANEXO I GUÍA PARA EL MONTAJE DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PARA EMPRESAS (MIPYMES) DE PINTURA ELECTROESTÁTICA CON PROCESOS DE LAVAD...
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ANEXO I GUÍA PARA EL MONTAJE DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PARA EMPRESAS (MIPYMES) DE PINTURA ELECTROESTÁTICA CON PROCESOS DE LAVADO A BASE DE FOSFATO DE HIERRO

Proyecto ejecutado por: Ingrid Sabrina Bonill Valbuena Yuban Andrés Silva Páez Bajo la tutoría de: Licenciada Nancy Madrid Para la: Universidad Distrital Francisco José de Caldas

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GUÍA PARA EL MONTAJE DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PARA EMPRESAS (MIPYMES) DE PINTURA ELECTROESTÁTICA CON PROCESOS DE LAVADO A BASE DE FOSFATO DE HIERRO

Un proyecto de: Bonill Valbuena Ingrid Sabrina Silva Páez Yuban Andrés

Tutoría: Licenciada Nancy Madrid

Auditores: Ingeniero Robinson Pacheco Ingeniero Gustavo Pedraza

Edición: Diseñador Industrial Fernando Primera Edición Bogotá 2014

Está prohibida la reproducción parcial o total de esta guía o para fines comerciales. Para utilizar la información contenida en ella se deberá citar a los autores.

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GLOSARIO COLOR: En general la presencia de color en un agua es un indicador de calidad deficiente, el color del agua puede estar condicionado por la presencia de iones metálicos (hierro, manganeso), humus, turba, plancton, otros restos vegetales y residuos industriales. Habrá que definir la intensidad del color en cuatro grados: incoloro, claro, pálido, oscuro y el tono. DBO: Se define como D.B.O. de un líquido a la cantidad de oxígeno que los microorganismos, especialmente bacterias (aerobias o anaerobias facultativas: Pseudomonas, Escherichia, Aerobacter, Bacillius), hongos y plancton, consumen durante la degradación de las sustancias orgánicas contenidas en la muestra. Se expresa en mg/l. DBO5: La cantidad de oxígeno disuelto consumido en cinco días por las bacterias que realizan la degradación biológica de la materia orgánica. DQO: La DQO es una medida de la cantidad de oxígeno consumido en la oxidación química de la materia orgánica presente en una muestra de agua. Para su determinación se emplea un agente oxidante fuerte, en medio ácido y con elevada temperatura, en presencia de un catalizador (sulfato de plata). GRASAS Y ACEITES: Las grasas y aceites de origen vegetal o animal son triglicéridos o también llamados esteres de la glicerina, con ácidos grasos de larga cadena de hidrocarburos que generalmente varían en longitud. De forma general, cuando un triglicérido es sólido a temperatura ambiente se le conoce como grasa, y si se presenta como líquido se dice que es un aceite. MIPYMES: Al hablar de Mi pymes se hace referencia a la clasificación por tamaño de la empresa en Micro, Pequeña o Mediana Empresa, las funciones de las mi pymes están contenidas en los decretos reglamentarios (Decreto 2785 de 2006, artículo 10, que modificó al Decreto 210 del 2003). pH: El pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución. El pH indica la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes en determinadas sustancias. PINTURA ELECTROSTATICA: («Powder Coating» en – Pintura en polvo) es un tipo de recubrimiento que se aplica como un fluido, de polvo seco, suele ser utilizado para crear un acabado duro que es más resistente que la pintura convencional. PROCESO DE LAVADO A BASE DE FOSFATO DE HIERRO: Pre tratamiento para el proceso de recubrimiento electrostático que se tiene como principio activo el fosfato de hierro el cual actúa como agente pasivador y antioxidante en las piezas metálicas. SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES (SST): Corresponde a la cantidad de material (sólidos) que es retenido después de realizar la filtración de un volumen de agua. Es importante como indicador puesto que su presencia disminuye el paso de la luz a través de agua evitando su actividad fotosintética en las corrientes, importante para la producción de oxígeno. SOLIDOS SEDIMENTABLES: Volumen de las partículas sólidas que se depositan por la fuerza de la gravedad en un recipiente donde el líquido permanezca inmóvil durante un periodo determinado. TEMPERATURA: La temperatura del agua es un parámetro muy importante dada su influencia, tanto sobre el desarrollo de la vida acuática como sobre las reacciones químicas y velocidades de reacción, así como la aptitud del agua para ciertos usos útiles. La temperatura es un indicador de la calidad del agua, que influye en el comportamiento de otros indicadores de la calidad del recurso hídrico, como el pH, el déficit de oxígeno, la conductividad eléctrica y otras variables fisicoquímicas. TENSOACTIVOS Son aquellas sustancias que son capaces de modificar las propiedades físicas de una superficie o de una interface, reduciendo la tensión superficial. Los principales tensoactivos utilizados en la industria de los productos de limpieza son los tensoactivos aniónicos y no iónicos. TESOACTIVOS SAAM: Sustancias activas al azul de metileno. Prueba para detectar la presencia de tensoactivos. TRATAMINETO DE AGUAS RESIDUALES: consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano. TRATAMIENO FISICO-QUIMICO: Los procesos físico-químicos se definen como procesos industriales cuyo objeto es la eliminación de los contaminantes presentes en fase acuosa mediante la adición de reactivos. Por lo tanto son procesos cuyo objetivo es conseguir un efluente con la calidad requerida para su vertido y concentrar los contaminantes en una fase sólida (lodos) que debe ser gestionada correctamente.

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TABLA DE CONTENIDO Introducción 1. Aclaraciones del Alcance de la presente guia. 2. Beneficios al aplicar la presente Guia. 3. Marco referencial. 4. Objetivos, metas y alcance de la guía. 5. Tipos de empresa a la que va dirigida la guía. 6. Base de parámetros en los que se enfocó la creación de la guia 7. Pasos para el montaje de la planta de tratamiento de aguas residuales y ejecución del tratamiento fisicoquímico. Bibliografía e infografía

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INTRODUCCIÓN En la búsqueda de generar un aporte para la mitigación de impactos ambientales de las industrias tipo Mipymes las cuales presten el servicio de aplicación de pintura electrostática y que tienen dentro de sus procesos el lavado de piezas metálicas a base de fosfato de hierro, se generó esta guía, la cual busca dar pautas básicas para el tratamiento de las aguas residuales de dichas industrias. El desarrollo de la presente guía se realiza mediante la aplicación de diferentes pasos en los cuales se indican los procedimientos y actividades a ejecutar para realizar el tratamiento de aguas residuales en los procesos objetos de esta guía. Se recomienda al lector interesado leer detalladamente el presente documento, antes de iniciar cualquier tipo de aplicación.

1. ACLARACIONES DEL ALCANCE DE PRESENTE LA GUÍA La guía debe entenderse como documento de apoyo y orientación a la gestión voluntaria que puedan tener las empresas interesadas en la aplicación de la misma, para mejorar el manejo de sus aguas residuales en los procesos de lavado de su planta de pintura electrostática cuya sección de lavado funcione a base de fosfato de hierro. Antes de ejecutar la aplicación de presente guía se recomienda su lectura a totalidad, con el fin de evitar una aplicación errada de los procesos e ideas erróneas del alcance de la misma. Dentro del documento se enfocara en mitigar los parámetros básicos exigidos en la Resolución 3957 de 2009 lo cuales se citan a continuación: Color DBO5 DQO Grasas y aceites

pH Sólidos Sedimentables Sólidos Suspendidos Totales Temperatura

Tabla 1. Parámetros básicos Tabla B Resolución 3957 de 2009 Parámetros

Unidades

Valor

Color

Unidades Pt-Co

50 Unidades en dilución 1/20

DBO5

mg/L

800

DQO

mg/L

1500

Grasas Y Aceites

mg/L

100

Ph

Unidades

5,0 - 9, 0

Sólidos Sedimentables

ML/L

2

Sólidos Suspendidos Totales

mg/L

600

Temperatura

°C

30

Tensoactivos (SAAM)

mg/L

10

Fuente: Resolución 3957 de 2009.

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2. BENEFICION AL APLICAR LA PRESENTE GUÍA La aplicación de la presente guía, actualmente se basa en la voluntad de los empresarios que desean aplicarla, ya que por legislación actualmente no hay una exigencia constante o 100% reglamentada, por lo que a continuación se presentan algunos casos en donde su aplicación, puede ser económicamente beneficiosa para las compañías que deseen ejecutarla. Exigencia normativa. A pesar que la legislación vigente en el Distrito Capital no es clara y que los entes de control actualmente no enfocan sus parámetros de control a las empresas Mipymes, dentro de la investigación realizada se encontraron casos en donde partiendo del uso del suelo que actualmente adelanta el Plan de Ordenamiento Territorial en la ciudad de Bogotá, en algunas Zonas de la capital el control es más estricto y se solicitan permisos de vertimiento a cualquier empresa sin importar su tamaño. El no acatamiento de la legislación vigente puede causar multas de entre 1 SMDLV (salario mínimo diario legal vigente) hasta por 5000 SMDLV, según lo estipula el decreto 3678 del 2010, aunque se debe tener en cuenta, que si el ente de control encuentra que los vertimientos ejecutados por la compañía, cuentan con algún tipo de tratamiento el cual es aplicado a voluntad de sus directivos, su exigencia es reducida y normalmente solo solicitan el registro de vertimientos que se reglamenta según el decreto 3957 del 2009. Mejoramiento Ambiental según norma ISO 14001. Las normas de calidad ISO en la actualidad se implementan en las compañías como parte de su mejoramiento como compañía y como un excelente gancho de venta, mostrando al mercado empresas sólidas y organizadas las cuales pueden satisfacer las necesidades de los clientes de forma eficiente; dentro de dichas normas y tomando la ola verde que actualmente azota la industria, la norma ISO 14001, sistema de gestión ambiental, exige dentro de su numeral 4, que la compañía debe tratar los desechos de sus procesos de forma eficiente, por lo que la aplicación de la presente guía es una forma económica de lograr demostrar la exigencia de la norma en mención, evitando gastos de tratamientos externos los cuales superan los 4 millones de pesos en solo gastos de asesorías. Reutilización del recurso. Debido a que el tratamiento propuestos cuenta solo con tratamientos básicos para el manejo de los parámetros de las aguas residuales, las aguas resultantes aun cuentan con algunas trazas de contaminantes lo que las imposibilita para su reutilización dentro del proceso, a pesar de ello y gracias a la neutralización ejecutada el grado de contaminación normalmente es bajo, lo que posibilita a las aguas resultantes del tratamiento para ser usadas en procesos de lavado de pisos, limpieza de cabinas de pintura y usos en los sanitarios de la compañía, esto representa un ahorro del recurso dentro del ejercicio de la labor, repercutiendo en un eventual ahorro de agua para la empresa. 3. MARCO REFERENCIAL Con el fin de presentarle al lector una base teórica y legal del porque tomar la decisión del uso y aplicación de la presente guía, a continuación presentamos algunos conceptos y legislaciones las cuales soportan la importancia y razón de ser del presente documento. Marco Teórico: 1

Tratamiento de aguas residuales . El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, químicos y biológicos presentes en el agua efluente del uso humano. El objetivo del tratamiento es producir agua limpia (o efluente tratado) o reutilizable en el ambiente y un residuo sólido o fango

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Disponible en internethttp://es.wikipedia.org/wiki/Tratamiento_de_aguas_residuales[Consultado el 31de Marzo de 2011]

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(también llamado bio-sólido o lodo) convenientes para su disposición o re-uso. Es muy común llamarlo depuración de aguas residuales para distinguirlo del tratamiento de aguas potables. El tratamiento de aguas residuales comienza por la separación física inicial de sólidos grandes (basura) de la corriente de aguas domésticas o industriales empleando un sistema de rejillas (mallas), aunque también pueden ser triturados esos materiales por equipo especial; posteriormente se aplica un desarenado (separación de sólidos pequeños muy densos como la arena) seguido de una sedimentación primaria (o tratamiento similar) que separe los sólidos suspendidos existentes en el agua residual. Para eliminar metales disueltos se utilizan reacciones de precipitación, que se utilizan para eliminar plomo y fósforo principalmente. A continuación sigue la conversión progresiva de la materia biológica disuelta en una masa biológica sólida usando bacterias adecuadas, generalmente presentes en estas aguas. Una vez que la masa biológica es separada o removida (proceso llamado sedimentación secundaria), el agua tratada puede experimentar procesos adicionales (tratamiento terciario) como desinfección, filtración, etc. El efluente final puede ser descargado o reintroducido de vuelta a un cuerpo de agua natural (corriente, río o bahía) u otro ambiente (terreno superficial, subsuelo, etc.). Los sólidos biológicos segregados experimentan un tratamiento y neutralización adicional antes de la descarga o reutilización apropiada. 2

Clasificación de aguas residuales . Las aguas resultantes de todos los procesos se pueden resumir en los siguientes tipos: Aguas residuales industriales, como resultado de las distintas etapas de fabricación. Aguas residuales sanitarias asimilables a urbanas que son la consecuencia de la población de trabajadores que participa en los procesos. Aguas de circuitos de refrigeración que son las responsables del intercambio de calor entre un equipo (prensas, motores, cogeneración,..) y el refrigerante (agua). Aguas de procesos. Las características de cada uno de estos tipos de aguas son muy diferentes entre sí, dando lugar a problemas muy diversos y específicos. Tratamientos físico-químicos o primarios. Este tipo de tratamientos consiste en la eliminación 3 de sólidos suspendidos, flotando o precipitados de un agua residual sin tratar . 4

 Neutralización . Es una reacción química simple. Las aguas ácidas o alcalinas deben ser neutralizadas antes de ser descargadas en un sistema de alcantarillado municipal. Los procesos de neutralización son necesarios principalmente en la industria química. Existe una distinción básica entre tres tipos de aguas residuales ácidas. 5  Floculación . Generalmente se entiende por “Floculación”, a los procesos que convierten los sólidos suspendidos presentes en el agua en forma coloidal, en aglomerados más importantes. En estos procesos. Los “flocs” resultantes alcanzan un estado y tamaño que los vuelve Sedimentables, flotables o filtrables, permitiendo una separación casi completa de los sólidos suspendidos presentes en el agua.  Sedimentación. Es la separación de las partículas suspendidas más pesadas que el agua, mediante la acción de la gravedad. Es una de las operaciones unitarias más utilizadas en el tratamiento de aguas residuales. Esta operación se utiliza para la eliminación de arena, de la materia particulada en el tanque de decantación primaria, de los flóculos químicos cuando se emplea la coagulación química y para la concentración de sólidos en los espesadores del fango. 2

Disponible en internet http://www.servyeco.com/530053_es/Productos-qu%25C3%25ADmicos-para-tratamiento-de-aguasresiduales/ [consultado 01/08/2012 1:33 pm] 3 Disponible en internet: http://www.definicion.org/tratamiento-primario-de-aguas-residuales [Consultado el 4 de Agosto de 2013. 9:04 pm] 4 Manual de Disposición de aguas residuales Tomo II , ed, Institut Fresenius GmbH. 1991. p 513 5 Ibid, p. 513 - 514

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 Decantación . Es un método mecánico de separación de mezclas heterogéneas, estas pueden estar formadas por un líquido y un sólido, o por dos líquidos. Es necesario dejar reposar la mezcla para que el sólido se sedimente, es decir, descienda y sea posible su extracción por acción de la gravedad. Es necesario dejar reposar la mezcla para que el sólido se sedimente, es decir, descienda y sea posible su extracción por acción de la gravedad.  Filtración: La filtración es un proceso físico y fisicoquímico, mediante el cual las partículas suspendidas o coloidales son separadas de la parte liquida al penetrar a un medio poroso y quedar 7 retenidas en la superficie o en los poros del medio. 8  Aireación . es el proceso utilizado ya sea para mezclar, circular, o disolver aire dentro de un líquido u otra sustancia. Tratamientos biológicos o secundarios. Consisten en la eliminación o reducción de 9 contaminantes y DBO del efluente procedente del tratamiento primario de las aguas residuales . Entre esto se encuentran, lecho biológico fijo que pueden ser filtros percoladores, discos biológicos rotatorios, etc., y lecho biológico móvil como fangos activados convencionales, birreactores a membrana, etc. Tratamientos terciarios. Consiste en una llimpieza avanzada de aguas residuales que va más allá del secundario o el estado biológico, eliminando nutrientes como el fósforo, nitrógeno y la mayoría de la DBO y sólidos suspendidos. Entre estos tratamientos se encuentran el Intercambio Iónico, tratamientos de membranas como ósmosis inversa, micro filtración, oxidación química, tratamientos de luz ultravioleta, tratamientos de ozonización, filtración con lecho, etc. Marco Legal Constitución Política de Colombia, 1991. Ley 9 de 1979, Ley 99 de 1993, Dec. 2811 de 1974, Dec. 1594 de 1984, Dec. 3930 de 2010, Dec. 61 de 2003. Resolución 3957 de 2009, Resolución 3956 de 2009, Acuerdo 332 de 2008, NTC ISO 5667-10, NTT ISO 5667-2, GTC 80. 4. OBJETIVOS, METAS Y ALCANCE DE LA GUÍA Objetivo General: Colaborar a las compañías que dentro de su proceso de pintura electrostática empleen métodos de lavado en frío a base de fosfato de Hierro, a mitigar los parámetros básicos contenidos en la resolución 3957, de sus aguas residuales, producto del mencionado proceso de lavado. Objetivo Especifico 1: Fomentar dentro de las empresas tipo mipymes, el buen uso del recurso hídrico usado en sus procesos de lavado mitigando los agentes contaminantes que vierten al alcantarillado público. Objetivo Especifico 2: Dar a conocer a las empresas que cuentan con procesos de lavado de piezas metálicas a base de fosfato de hierro una opción rápida, económica, y eficiente para el tratamiento de aguas residuales, el cual no afecte su labor productiva.

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Disponible en internet: http://es.wikipedia.org/wiki/Decantaci%C3%B3n [consultado 01/03/2013 1:44 pm] Manual de Disposición de aguas residuales Tomo II , ed, Institut Fresenius GmbH. 1991. p 463 Disponible en internet: http://www.rwlwater.com/what-is-water-aeration/?lang=es [consultado 01/03/2013 10:25: pm] 9 Disponible en internet: http://www.definicion.org/tratamiento-secundario [Consultado el 05 de agosto de 2013 a las 9:121 pm]. 7 8

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5. TIPOS DE EMPRESA A LA QUE VA DIRIGIDA LA GUÍA La conciencia ambiental es responsabilidad de todas las compañías sin importar su tamaño o antigüedad, la naturaleza es asunto de todos. La presente guía está dirigida a aquellas empresas que desee iniciar un tratamiento de sus aguas residuales productos de sus procesos de lavado a base de fosfato de hierro, las cuales busquen una opción económica y eficiente por medio de tratamientos físico-químicos primarios y secundarios los cuales reduzcan la carga contaminante que reposas en sus aguas de residuo. Con base a lo anterior y tomando en cuenta la generalidad de que las mi-pymes son susceptibles a cambios y que su presencia está más constante en los diferentes mercados, se escogió a compañías, micro, pequeñas y medianas empresas (MIPYMES), presentándoles bajo el presente texto, una alternativa económica pero eficiente de tratar de manera básicas sus aguas de desecho, mitigando el impacto ambiental que sus baños de lavado de sus procesos de pintura electrostática generan. 6. BASE DE PARÁMETROS EN LOS QUE SE ENFOCÓ LA CREACIÓN DE LA GUIA El enfoque general de la presente guía se basa en 4 parámetros fundamentales: Eficacia. El tratamiento escogido provee los resultados más óptimos en todos los parámetros a evaluar, en donde se presentan cifras por debajo de los niveles permitidos según la legislación vigente, que los podría llegar a afectar. Costo. Uno de los objetivos de generar un guía sobre un procedimiento de tratamiento de aguas dentro de las empresas que aplican pintura electrostática, es generar conciencia ambiental, para ello y como base de este proyecto se instauro un procedimiento eficaz pero que fuera económico, el cual incentivara a los medianos y pequeños empresarios a involucrarse en temas ambientales y concientizándolos en mitigar los daños que sus compañías producen al medio ambiente, Por ello se partió de la premisa que, a pesar que los tratamientos primarios nos son 100% efectivos en la purificación de las aguas, si ayudan a la preservación del medio ambiente. Develando una opción sencilla y económica. Montaje. El grupo empresarial objetivo para el cual se dirige la guía que se planteo es principalmente las pymes y las mipymes, por lo que en muchas ocasiones aunque se tienen las intenciones de prestar un mejoramiento ambiental en sus procesos, también se tiene el falso concepto que para generar dicho mejoramiento se debe ejecutar un montaje que consumirá altos recursos y tiempos de ejecución, es por ello que el tratamiento que se planteo es un procedimiento de fácil ejecución y montaje, el cual no presenta grandes tiempos de ejecución y su montaje no ocupa grandes cantidades de espacio y recursos dentro y fuera de las compañías. Ejecución. Normalmente dentro de las compañías se tiene la idea que cualquier procedimiento fisicoquímico debe ejecutarse de formas complejas y bajo conceptos demasiado teóricos que la mayoría de los operadores de las empresas de pintura electrostática no entienden, o simplemente lo consideran muy “complicado” para ejecutarse, es por ello que el procedimiento escogido presenta facilidad en la ejecución, mostrando pasos de desarrollo de fácil comprensión que ayuden a cualquier personal que no tenga conocimiento de este, a entender su función y su manejo, verificando sus riesgos al ejecutarlo.

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7. PASOS PARA EL MONTAJE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Como se informó en párrafos anteriores de este documento, la presente guía busca mitigar algunos contaminantes que adquiere las aguas de los procesos de lavado de las plantas de pintura electrostática que usan específicamente Fosfato de Hierro. Para ello se requiere de la ejecución de 2 procesos fundamentales, los cuales dan la base para la puesta en marcha de una planta de tratamiento de aguas básica. Como primera medida se debe conocer un poco sobre los procedimiento y reacciones que se van a ejecutar, por ello se expuso en capítulos anteriores, textos documentales, que detallan que procesos físicos y químicos serán usados al aplicar el proceso expuesto en este documento. Los procesos fundamentales inicialmente se describirán brevemente para luego ahondar en cada uno de ello, explicando de forma detallada como deben ejecutarse en la práctica. Empezamos con el montaje físico de la planta, es decir, la estructura o tanque en la que se puede ejecutar la mezcla de reactivos y presencia de reacciones incluidas en el tratamiento. Luego de entender y analizar qué tipo de estructura será la que soportara la ejecución del tratamiento dentro de la organización, se procede a ejecutar una serie de pasos que explican secuencialmente las acciones y procedimiento fisicoquímicos que se deben seguir, para la obtención de un exitoso tratamiento de las aguas residuales de la línea de pintura electrostática. Por último se debe ejecutar un seguimiento del proceso de tratamiento por medio de Indicadores evaluación y seguimiento. DISEÑO DEL MONTAJE FÍSICO Los diseños que se presentaran a continuación son producto de la verificación ejecutada en el laboratorio y su diseño se basa en la correcta ejecución de los pasos y tratamientos involucrados en la ejecución de la guía. El diseño 1, se presenta como el diseño más óptimo, mientras que el diseño 2 es una opción para empresas que no cuentan con un gran espacio en los predios donde operan. Diseño 1 Inicialmente se parte de la base que el porcentaje de sólidos recogido no supera el 20% del total de volumen del tanque por lo que bajo lo anterior se puede presentar el siguiente diseño. Descripción general del tanque: El tanque óptimo para la ejecución del tratamiento debe estar fabricado en platina tipo Hr, galvanizada o con recubrimiento impermeable en su interior, debe tener forma de cono en su parte inferior con 3 válvulas de salida, repartidas equidistantemente partiendo que la primera válvula de abajo hacia arriba, debe estar ubicada aprox un 25% del volumen del tanque, desde la parte inferior del cono; en la punta inferior del cono debe poseer una válvula de salida de mínimo 4 pulgadas de diámetro con tapón de rosca, la cual ayudara con las salida de los sólidos. Medidas del tanque: En volumen dicho tanque debe ser capaz de almacenar como mínimo la mitad de la cantidad de agua total usada en el proceso de lavado es decir: Capacidad del tanque = (∑(Total de agua de todos los tanques de lavado))/2 Lo anterior con el fin de ejecutar como máximo 2 tratamientos cuando se presente el cambio total del agua de la línea de tanques del proceso de lavado de la compañía.

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Características adicionales del tanque: En la parte inferior de la planta (parte inferior del cono) debe contar con patas o soportes que eleven el tanque de forma horizontal, ubicando la punta del cono hacia el piso, teniendo la salvedad que la punta del cono invertido, debe estar a mínimo 1 metro del suelo, con el fin de dejar espacio para el depósito de residuos sólidos. En la parte inferior del tanque debe ubicarse un recipiente de capacidad mínima del 30% del agua a procesar por planta, el cual después de la separación de agua y sólidos servirá para recibir los sólidos producto del tratamiento, dicho recipiente debe contener en su interior una bolsa en tela o tipo costal la cual será la encargada filtrar el agua que no se separo en el tratamiento de los sólidos y servirá para secar los sólidos para su disposición final. Red de escape o desagüe de la planta: Se recomienda que la planta de tratamiento se ubique cerca de algún punto o caja de recuperación o de desagüe del alcantarillado público, lo anterior con el fin de no invertir en una red exclusiva de descargue para la planta de tratamiento, pero en caso de no ser posible se recomienda usar una manguera tipo industrial corrugada de mínimo 3 pulgadas de diámetro, la cual debe conectarse a las válvulas de salida del tanque y al desagüe del predio o tanque de recuperación si así se desea. Se adjunta registro fotográfico de un prototipo de tanque generado por una de las empresas colaboradoras.

Figura 7 Prototipo planta de tratamiento Fuente: Los autores Accesorios del tanque: en la parte interior el tanque debe estar dotado de un sistema de agitación, puede ser mecánico o manual el cual ayudara con las mezclas de los componentes y el agua a tratar; Por otro lado en la parte inferior del tanque antes de iniciar la parte más ancha del cono se debe instalar un sistema de aireación, el cual consiste en tubos de pvc de 1/2 pulgada dispuestos como flautas horizontales el cual debe estar alimentado por una línea de aire con válvula de

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regulación para varia la cantidad de aire que recibirá el agua y evitar que las burbujas rebasen el borde superior del tanque. Diseño 2 La siguiente propuesta de diseño es más sencilla pero funcional para el tratamiento propuesto. Descripción general del tanque: El tanque puede ser plástico y cuadrado, puede ser uno de los tanques que se usa para el proceso de lavado, la condición primaria es que dicho tanque tenga una válvula de salida aprox a un 20% desde su base del volumen total del tanque. Capacidad del tanque: Como mínimo el tanque debe tener la capacidad de tratar el volumen de agua del tanque más voluminoso de la línea de lavado esto con el fin de lograr ejecutar la mezcla de las aguas de los diferentes tanques de la línea, para esta propuesta se presenta la novedad que debido a que la capacidad del tanque es limitada se debe ejecutar varios tratamientos al momento de hacer una cambio total de la línea de lavado. Red de escape o desagüe del tanque: Al igual que el diseño 1 se plantea la opción de que el tanque este ubicado cerca de un desagüe de la compañía, de no ser posible también se retoma la propuesta del diseño 1 en donde como mínimo la manguera debe ser de 2 a 3 pulgadas de diámetro, manguera industrial corrugada. Accesorios del tanque: En la parte interna del tanque se debe poder adecuar un sistema de aireación por medio de tubería en pvc con perforaciones tipo flauta, la cual se anclara a la parte inferior del tanque, para esta propuesta se retira la agitación mecánica o manual ya que la aireación en este tipo de estructura es suficiente para generar la mezcla de los reactivos usados en el tratamiento, pero de igual forma dicho sistema de aire debe poder ser regulada su presión de aire con el fin de evitar que se rebose el agua del tanque producto de la burbujas que se producen. Los sólidos que se producen deben ser retirados de forma manual con palas o sistemas similares a un recogedor de cocina, dichos sólidos deben depositarse en lonas donde se procederá a filtrar el agua excedente y así programarlos para su disposición final. ACCIONES Y PASOS PARA LA EJECUCIÓN DEL TRATAMIENTO FISICOQUÍMICO. Paso 1. Verificación del pH: Con ayuda de un pH metro digital o barras medidoras de pH, se establece que rango de pH tiene el agua a tratar. Paso 2. Nivelación de pH o Neutralización: Teniendo en cuenta que el tipo de agua a tratar son aguas residuales que contiene ácidos débiles se establece como reactivo para la neutralización la soda caustica o hidróxido de sodio ((NaOH), la cual colabora con la neutralización del agua, presenta un bajo costo, es de fácil consecución e inicia un proceso de floculación de sólidos, el pH que se busca está entre 6 y 8 puntos de pH; para ello se usa la Tabla 5, la cual determina en que la escala de pH e indica en que rango se encuentra el agua a tratar; inmediatamente después se genera la conversión que cantidad en gramos de soda se debe usar partiendo de la cantidad de agua a tratar por medio de la tabla anexa al presente documento Anexo J y la aplicación matemática de una regla de tres simple, tomando como base los datos de las tablas anteriormente mencionados. Tabla 5. Escala de pH

Fuente: http://acidosybases6to.blogspot.com/2012_10_01_archive.html

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Luego que se obtiene el dato de cuanta soda causticas se debe usar, esta se agrega al tanque adecuado para ejecutar el tratamiento despacio y mezclando continuamente, la soda recomendada es soda en presentación de escamas; hay que recordar que la reacción de la soda con el agua produce una reacción exotérmica por lo que dicha mezcla se debe ejecutar pausadamente para evitar accidentes, se recomienda mezclar continuamente el agua por unos minutos después de ejecutada la adición de la sustancia con el fin de garantizar una reacción eficiente de la soda caustica. Por último para verificar la correcta ejecución de este paso se genera una segunda prueba con el pH metro o con las barras de pH con el fin de indagar si realmente el agua queda en el pH deseado, en caso contrario se verifica nuevamente las tablas y se ejecuta el procedimiento basándose en el nuevo pH obtenido. Paso 3 Floculación: Luego de la neutralización del agua se procede a flocular los sólidos aun presentes en ella por medio de un floculante efectivo y económico, como lo es el cloruro férrico (FeCl3) el cual se agrega en bajas cantidades de acuerdo a la Tabla 6, luego de agregado el reactivo se procede nuevamente a generar una mezcla manual del agua a tratar por algunos minutos con el fin de diluir de forma eficaz el reactivo suministrado.

Para un Ph de

Cantidad de gramos Cloruro Férrico (FeCl3) por litro de agua a tratar

9

0,25

8

0,19

7

0,14

6

0,08

Tabla 6. Cantidad de cloruro férrico (FeCl3) Paso 4. Aeración: Luego que el agua a tratar tiene el pH deseado se enciende el sistema de aireación dispuesto para ello, este sistema se basa en la inclusión de una fuente de aire al fondo del tanque, lo que genera burbujas desde el fondo hacia la superficie, colocando turbia el agua dentro del tanque, debido a temas de espacio y costos en bombas de agua, se descarta la aeración por cascada; para la aeración propuesta lo ideal es deja airear bajo una presión baja, la presión se puede medir teniendo en cuenta la cantidad de burbujas generadas , las cuales deben ser pequeñas burbujas que no rebasen el borde del tanque, lo anterior ayudara a terminar de mezclar la soda del paso anterior y brindara más oxígeno al agua a tratar nivelando los indicadores de DBO y DQO, oxidar metales y eliminar algunas sustancias volátiles, logrando reducir las cantidades de estas sustancias por debajo de las cifras exigidas por el distrito. El tiempo de este paso se recomienda entre 1 hora y 45 minutos dependiendo de la cantidad de agua a tratar, desafortunadamente no hay tablas explicitas que ayuden a determinar un tiempo estándar por cantidad de líquido a tratar. Paso 5. Decantación: Luego del proceso de aireación el agua se mantiene estática por un periodo no mayor a 24 horas, tiempo en el cual sucede la floculación y decantación de los sólidos presentes en el agua, generando en el fondo del tanque una capa de sólidos visiblemente separados del agua tratada.

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Se evita que este proceso dure más de 24 horas ya que después de este tiempo en el agua se generan procesos de descomposición lo cual genera cambios en los parámetros a tratar, por lo que los pasos posteriores a este proceso deben ser ejecutados de forma casi inmediata. Paso 6. Separación: Con la ayuda de las válvulas de escape dispuestas en el tanque se procede a ejecutar la separación del agua de los sólidos de forma controlada iniciando con la apertura inicial de la válvulas superiores abriendo las válvulas periódicamente de arriba hacia abajo sin abrir la última válvula encontrada en el fondo del tanque, lo anterior mitiga la turbiedad del agua evitando que los sólidos al final del tanque se vuelvan a mezclar con el agua tratada. Paso 7. Filtración. Luego de la separación se observa que dentro del tanque aún quedan los sólidos junto con algunos litros de agua para la separación de estos se procede a la apertura de la última válvula encontrada al fondo del tanque la cual lleva a una bolsa de filtro la cual ayuda a que el agua restante se separe de forma mecánica de los sólidos, esta gua no se debe vertír al alcantarillado ya que su nivel de contaminantes es alto, por lo que para su disposición se devuelve al taque de tratamiento al final de este en espera del próximo tratamiento a ejecutar. Los sólidos se recomienda mantenerlos en la bolsa de filtro hasta que se encuentren secos por acción de la evaporación. Para el manejo de residuos sólidos, específicamente los lodos producidos en este proceso se recomienda remitirse al Decreto 4741 de 2005 por el cual se reglamenta parcialmente la prevención y el manejo de los residuos o desechos peligrosos generados en el marco de la gestión 10 integral , adicional se suministra una sugerencia Anexo H, de empresas acreditadas que brindan el servicio para el manejo de estos residuos sólidos, junto con cotización de costos aproximados. Si el procedimiento se ejecutó de manera correcta esta combinación de tratamientos debe garantizar que los parámetros presentes en el agua que se querían nivelar deben estar por debajo de los niveles permitidos según la legislación vigente, el parámetro final que se debe verificar es que el pH se encuentre dentro de los niveles permisibles, es decir entre 6 y 8, en caso contrario y como medida de contingencia se recomienda ejecutar desde el paso 2, nuevamente el procedimiento fisicoquímico expuesto. INDICADORES EVALUACION Y SEGUIMIENTO Con el fin de llevar un registro que presente la trazabilidad de los tratamientos ejecutados se recomienda que cada compañía lleve un cuadro en donde se tome, la fecha del tratamiento y la cantidad de reactivos usados para tratar la cantidad de agua presente, esto colaborar en la generación de indicadores independientes para cada compañía, convirtiendo el tratamiento cada vez mas especifico ya que se formara un histórico de datos. A partir del 3 tratamiento ya se puede evaluar la efectividad del tratamiento y determinar si tanto reactivos como agua residual están siendo correctamente tratados, además de proporcionar un seguimiento eficiente del nuevo procedimiento de la compañía.

10

Disponible en internet: http://www.alcaldiabogota.gov.co/sisjur/normas/Norma1.jsp?i=18718[Consultado 25 de Marzo de 2014, 11:55 pm]

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BIBLIOGRAFÍA E INFOGRAFÍA RAMALHO SETTE, Rubens. Tratamiento de aguas residuales 2 ed. España: Reverte S.A. 1996 p. 92. METCALF & EDDY. Tratamiento evacuación y reutilización de aguas residuales Segunda Edición. Ed. Labor dS.A 1985 p. 219. MASTERTON, W y otros, Química. México D.F. Edit Mc Graw Hill. 1993. COLOMBIA. SECRETARIA DE AMBIENTE. Resolución 3956 de 2009 "Por la cual se establece la norma técnica, para el control y manejo de los vertimientos realizados a la red de alcantarillado público en el Distrito Capital".., 2009 art. 4 Definiciones. Manual de Disposición de aguas residuales Tomo II, ed., Instituto Fresenius GmbH. 1991. p 513.

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ANEXO J CANTIDAD DE SODA CAUSTICA NaOH, SEGÚN pH Y CANTIDAD DE AGUA A TRATAR Los datos de la presente tabla, estan basados para tratar 100 ml de Agua Para generar la conversion a cantidades mayores se ejecuta una regla de 3 la cual se expone al final de la tabla. Columna A

Columna B

pH Inicial

Cantidad de Soda Caustica en Escam as al 100% de pureza (Gram os)

1

0,003

2

0,0028

3

0,0025

4

0,0022

5

0,0018

Procedimiento calculo de Soda por Regla de 3 Simple. Paso 1: Tome el pH de agua (Tiras o medidor de ph digital) Paso 2: Tome la cantidad de litros de agua a tratar en su planta en litros Paso 3: Multiplique la cantidad de agua (litros) por el valor de la columna B según el pH tomado en el paso 1 Paso 4: Con el valor de la operación del paso 3 obtendrá la cantidad en Kilos de soda en escamas necesaria para el tratamiento de sus aguas residuales. Si se desea un calculo mas exacto según los valores de pH para la columna B, a continuación se presenta la tendencia y la formula matemática para su calculo. Se observa que la tendencia de la relación de los datos es polinomica y se presenta la ecuación para el respectivo calculo. (El valor del eje X es el pH que se desea calcular)

Tendencia 0,35

1 2 3 4 5

0,3 0,25 0,2

0,3 0,28 0,25 0,22 0,18

Tendencia

0,15

Polinómica (Tendencia)

0,1 0,05 0

0

1

2

3

4

5

97

6

y = -0,0029x 2 - 0,0129x + 0,316 R² = 0,9994

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