En la producción industrial, las emulsiones residuales se generan inevitablemente durante los procesos de mecanizado, limpieza de metales y lubricación de corte. La demulsificación química tradicional seguida de un tratamiento bioquímico se utiliza ampliamente, pero tiene importantes inconvenientes, como altas dosis de productos químicos, contaminación secundaria y altos costos operativos. Con el avance de la tecnología de separación por membranas, las membranas de ultrafiltración especiales han surgido como una solución innovadora para el tratamiento de emulsiones residuales.
1. Transición de la "desmulsificación química" a la "separación física"
La mayoría de los tratamientos de emulsión domésticos todavía dependen de la demulsificación química ajustando el pH o agregando PAC y PAM para separar el aceite y el agua. Sin embargo, este enfoque produce grandes cantidades de lodos químicos y sólidos peligrosos, al tiempo que incurre en altos costos de reactivos.
Al adoptar la membrana de ultrafiltración especial holandesa B&C, el nuevo proceso de "concentración de membrana + demulsificación física + recuperación de aceite base" logra una separación de fases eficiente sin aditivos químicos. Los datos prácticos muestran que:
- Para emulsiones residuales con un contenido de aceite del 1 al 3 %, el líquido concentrado después de la separación por membrana alcanza un contenido de aceite del 15 al 20 %;
- El permeado de ultrafiltración tiene un contenido de aceite inferior a 50 mg/l y una DQO de 15 000 a 20 000 mg/l;
- Después del posterior tratamiento biológico anaeróbico-A/O-MBR y de oxidación Fenton, la DQO del efluente se puede reducir por debajo de 500 mg/L, cumpliendo con los estándares de reutilización.
Este enfoque de "reemplazar productos químicos con membranas" no sólo reduce los desechos peligrosos secundarios sino que también reduce la huella de carbono general del sistema.
2. Diseño de sistema integrado y de alta-eficiencia
El proceso consta de cinco etapas: pretratamiento, separación por membranas de ultrafiltración especial, tratamiento biológico anaeróbico, tratamiento biológico A/O + MBR y oxidación avanzada (Fenton).
- Pretratamiento: Un tanque de separación de aceite y una rejilla eliminan el aceite flotante y los sólidos suspendidos para garantizar un afluente estable para el sistema de membranas.
- Etapa de ultrafiltración: Utilizando una membrana compuesta orgánica con un flujo de diseño de 50 L/m²·h, el sistema opera en ciclos para lograr concentración y demulsificación.
- Tratamiento biológico: la combinación UASB + MBR mejora la biodegradación de aguas residuales con alto contenido de -DQO.
- Oxidación terminal: el proceso Fenton elimina aún más los compuestos orgánicos refractarios, lo que garantiza una calidad del agua adecuada para su reutilización.
Este enfoque integrado-que combina pre-tratamiento de membrana, bioprocesamiento mejorado y oxidación profunda-encarna una filosofía de diseño-con visión de futuro para sistemas de aguas residuales industriales.
3. Información operativa y de mantenimiento
La experiencia operativa muestra que la concentración de la emulsión afecta significativamente el flujo de la membrana. Cuando la concentración es inferior al 5%, el flujo se mantiene por encima de 50 L/m²·h, pero disminuye gradualmente a medida que aumenta la concentración. La limpieza química periódica (cada 1 o 2 semanas) restablece el flujo y prolonga la vida útil de la membrana a aproximadamente 2,5 años.
Sin embargo, la creciente complejidad de los nuevos emulsionantes en los procesos de mecanizado ha hecho que algunas emulsiones sean más estables y más difíciles de romper. En tales casos, se utilizan dispositivos de evaporación para mejorar la recuperación de petróleo, lo que indica la necesidad de futuras membranas con mejores propiedades anti-incrustantes y anti-emulsionantes.
4. Lograr beneficios tanto económicos como ambientales
En una instalación de tratamiento de desechos peligrosos que maneja 25 000 toneladas de emulsión de desechos al año, este proceso basado en membrana-ha demostrado costos operativos más bajos en comparación con la demulsificación química. El aceite base recuperado y el agua reutilizable contribuyen a un sistema de reciclaje de circuito cerrado-, lo que reduce el consumo general de recursos.
Además, el proceso elimina el uso de productos químicos y la eliminación de lodos, minimizando las emisiones indirectas de CO₂ y generando valor de responsabilidad social corporativa y ambiental.
YIME cree que con la localización de materiales de membrana especiales y los avances en los sistemas de reactores de membrana multifásicos, el tratamiento de emulsión de residuos logrará un bajo consumo de energía, una alta recuperación y una descarga casi-cero, lo que desbloqueará un nuevo potencial de crecimiento tanto para las industrias de procesamiento de metales como para las de gestión de residuos peligrosos.
