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El tratamiento de aguas residuales es una tarea que tiene un componente de personalización donde la solución debe prepararse a medida para cada refinadora de papel individual. Cuando el desafío es la falta de espacio y una necesidad de descargar de manera segura en agua superficial, la respuesta es ciertamente un diseño de planta que combina la innovadora tecnología biológica con un compresor de tornillo.
Hay distinta maneras de optimizar el tratamiento de aguas residuales en una planta refinadora de papel, pero si es necesario adaptar un sistema existente, donde suele haber limitaciones debido a la disposición de la planta, esto sin dudas complica la tarea. No obstante, se puede hacer. El secreto es encontrar la solución tecnológica que mejor se adecue a las características especiales de la planta. Esto es lo que ocurrió en Lucca, en la planta de uno de los fabricantes líderes de cartón ondulado de la industria del papel: Toscopaper. Robuschi, en asociación con Italprogetti (que se encargó del aspecto de ingeniería), suministró las tecnologías de tratamiento de aguas residuales, y trabajó para ofrecer la mejor solución para satisfacer los requisitos reales del sistema en términos de eficiencia, fiabilidad y mantenimiento sencillo.
La tarea era intervenir en un sistema existente que ya no satisfacía las necesidades de desarrollo de la fábrica de papel. La solución fue desarrollada por Italprogetti (www.italprogetti.it), que decidió utilizar un tipo de tecnología que hasta ahora se había aplicado solo en el campo del tratamiento de aguas residuales municipales, adaptándola en este caso a las características específicas de la planta. Estamos hablando de un MBBR (Reactor de Biofilm de lecho móvil). "Con este tipo de tratamiento biológico", explica Daniele Bacchi, jefe del sector de tratamiento de aguas residuales de Italprogetti, "las colonias bacterianas - capaces de limpiar el agua mediante la descomposición de la materia orgánica en él - no son libres de moverse en el agua, permanecen unidas a soportes especiales de plástico llamados "portadores". Éstos, a su vez, se mantienen en movimiento dentro del reactor gracias a la acción de agitación del proceso de aireación, cuyo trabajo es proporcionar al sistema el oxígeno necesario para el tratamiento, inyectando aire comprimido. Las parrillas especiales instaladas en el reactor biológico evitan que los portadores salgan junto con el agua tratada, lo que evita cualquier riesgo de pérdida de biomasa aparte del exceso que, al separarse espontáneamente de los portadores, es eliminado por el biológico sistema.
Para los molinos de tejidos, por otro lado, el tipo y la cantidad de agua y el grado de salinidad crean problemas diferentes a los que se encuentran en la producción de cartón corrugado. En este caso, Italprogetti utiliza la tecnología MBR (Membrane Bio Reactor). "Estamos probando este método en compañías importantes en el campo y obteniendo buenos resultados", dice Daniele Bacchi.
"Con esta tecnología, la biomasa se suspende con la ayuda de un reactor biológico tradicional, pero en lugar del sedimentador final tiene membranas ultrafiltrantes semipermeables que separan el agua tratada y el lodo activado". Esto significa no solo un aumento de casi tres veces en la concentración de lodo activado, sino también volúmenes reducidos y agua final ultrafiltrada. "En la práctica, la tecnología MBR es tanto un sistema biológico como un sistema terciario, ya que garantiza el tratamiento biológico junto con un filtrado final altamente eficiente que incluso podría permitir el reciclado directo del agua". Este sistema es ideal incluso en el caso de un mayor cierre del ciclo; de hecho, los parámetros de DQO y la salinidad se tratan y reducen adecuadamente: "el primero se gestiona reciclando el agua sin aumentar el nivel de DQO en el ciclo de producción, mientras que el objetivo es aumentar el cierre sin afectar la salinidad (que generalmente aumenta durante el ciclo de la máquina, cierre del ciclo) se logra aplicando un sistema MBR seguido de ósmosis inversa, que permite el reciclado del agua incluso cuando los dos parámetros tienen valores muy bajos ".
"Hemos renovado un proceso de pretratamiento de agua existente con una solución biológica que satisface las necesidades de la fábrica de papel, creando así un nuevo sistema eficiente", dice Daniele Bacchi, director del sector de tratamiento de aguas residuales de Italprogetti.
"Este es un aspecto determinante, en especial en la industria del papel donde los procesos tradicionales con lodo activado y un sedimentador producen produce flóculos de lodo que son atípicamente livianos y, por ende, no se asientan bien. Existe un riesgo considerable de arrastrar la biomasa junto con el agua tratada. "En esta condiciones, el uso de la tecnología de reactor biológico de membrana (MBR) —incluso ante eventuales problemas de funcionamiento, errores de dosificación, etc.— garantiza la persistencia de las bacterias en el tanque y, por ende, la recuperación del sistema, permitiendo restablecer las condiciones óptimas de operación en un período breve y reduciendo los volúmenes en cuestión dos o tres veces, en comparación con la tecnología tradicional".
Y eso no es todo. El tipo de efluente también evidenció ciertos aspectos distintivos: una alta demanda química de oxígeno (COD) de admisión, un nivel alto de fraccionamiento de las sustancias orgánicas como biodegradabilidad deficiente, y una alta concentración de calcio. "Esto requirió no solo un sistema reactor de lecho móvil con biofilm (MBBR) sino también la adopción de otras soluciones tecnológicas para evitar que la fracción biodegradable considerablemente deficiente invalide el resultado de COD, y para evitar que el calcio caiga sobre los portadores y limite su efectividad". Para solucionar este problema, el último de los tres reactores MBBR que se instalaron en serie se reasignó para el reciclaje del lodo activado. "Esto permitió mantener bajo control la fracción de biodegradabilidad deficiente de COD, y manejar el nivel de calcio al monitorear estrechamente el pH en los reactores y dosificar un producto que evita su caída".
El resultado es un sistema con tasas de capacidad de 1.000 mᶟ por día, con una DQO de aproximadamente 4.500mg / l en la entrada y 80-100mg / l en la salida, muy por debajo del valor límite para la autorización de descarga en aguas superficiales ( 160 mg / l).The result is a system with capacity rates of 1,000 mᶟ per day, with a COD of about 4,500mg/l on the inlet and 80-100mg/l on the outlet - far below the limit value for the authorisation of discharge in surface waters (160mg/l).
La solución de Italprogetti también cumple con otra de las necesidades específicas de Toscopaper. Además de tener que elegir una tecnología que reduzca los volúmenes en general, una de las características particulares de esta intervención fue el espacio muy limitado disponible. Como explica Bacchi, "es por eso que necesitábamos una solución con reactores muy altos -más de 8 metros- para los cuales una tecnología tradicional como la del soplador de lóbulos hubiera sido extremadamente derrochadora en términos de energía. Al final, optamos por dos WS Compresores 85 / 3P del Robuschi ROBOX SCREW Rango de baja presión que, gracias a su mayor eficiencia, nos ha permitido reducir los niveles de potencia y obtener grandes beneficios en relación con los costos de operación del sistema. Las dos unidades de compresor funcionan con una presión nivel de 880 mbar, con una capacidad de 1.994 Nm3 / h en el punto de trabajo máximo ". Los compresores Robuschi no tienen aceite, lo que garantiza un funcionamiento aún más ecológico (certificación de clase 0, de acuerdo con ISO 8573-1); sus emisiones de sonido mínimas aseguran un funcionamiento silencioso gracias a la compresión interna de alto rendimiento, los silenciadores y los últimos recintos acústicos, cuya forma simple y robusta los hace fáciles de reparar.
Una de las razones por las que esta opción de ingeniería de planta es ideal para actualizar un sistema existente es su capacidad para mejorar y simplificar la administración del sistema y reducir el consumo de energía, un objetivo destacado por el propio Bacchi. "Con este fin, trabajamos con Robuschi para implementar un control de los compresores. La empresa pudo modificar su configuración inicial, interviniendo en las poleas y correas del compresor para optimizar su vida útil, mantenimiento y, sobre todo, el consumo de energía". . El compresor Robuschi, explica el ingeniero, es una solución de tornillo en lugar del soplador de lóbulos tradicional, "que garantiza un flujo continuo de aire. Además, hay un inversor que modula la velocidad del ventilador según la concentración de oxígeno disuelto en el tanque, dispensando solo la cantidad de aire estrictamente necesaria y mantener el oxígeno disuelto en un nivel óptimo, al mismo tiempo que reduce el consumo de energía. El compresor de tornillo también permite valores de presión de entrega más altos que las soluciones de lóbulos, por lo tanto, es la mejor opción para sistemas desarrollados verticalmente, y puede se puede modular fácilmente para lidiar con los picos de capacidad. Pero el aspecto más interesante es que, especialmente con alturas significativas, el desperdicio de energía se reduce en aproximadamente un 15-20% en comparación con las soluciones tradicionales, dependiendo de las condiciones de trabajo ". Una ventaja notable que ayuda a asegurar un retorno económico rápido de la inversión hecha para el sistema.
El innovador sistema de tratamiento de aguas residuales adoptado por Toscopaper ha estado funcionando con éxito desde 2013, y la colaboración con sus proveedores continúa a través de un servicio de asistencia constante. Se realiza una verificación del sistema cada 15 días para medir las funciones vitales; los operadores van directamente a la planta para verificar personalmente que se cumplan todos los parámetros. También hay un sistema de monitoreo remoto. sin embargo.
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