Curso 2009-2010

Bloque III.Bloque III. Estudio de un caso Estudio de un caso real real –– Aguas Residuales de una Aguas Residuales de una

Industria TextilIndustria TextilMiguel García Román

Dpto. de Ingeniería Química, Facultad de Ciencias, UGR

Tratamiento de Aguas Tratamiento de Aguas Residuales IndustrialesResiduales Industriales

Industria Textil Industria Textil –– Datos bDatos báásicossicos1. Su actividad consiste en transformar fibras naturales

(algodón, lana, seda, etc. ) o sintéticas (poliéster, acrílicas, etc.) en prendas de vestir u otros productos.

2. Abarca a una gran cantidad de industrias, en muchos casos pequeñas o medianas, que desarrollan las diferentes partes del proceso productivo.

3. Las principales operaciones que desarrollan son:

a. Tratamiento de las materias primas (lavado, acondicionamiento, hilado)

b. Fabricación de los tejidos (diferentes métodos).

c. Acabado de los tejidos (cambiando propiedades físicas tales como el color).

d. Fabricación de los productos finales (prendas de vestir, sábanas, cortinas, alfombras, etc.)

Industria Textil Industria Textil –– Agua ResidualAgua Residual1. La contaminación de las aguas residuales (AR) textiles

procede tanto de las impurezas o residuos presentes en la materia prima, como de los productos químicos añadidos durante su procesado.

2. Las operaciones de tipo físico producen poca o ninguna agua residual pero las de tipo químico en vía húmeda sí que pueden generar un importante volumen.

3. Problema: Variabilidad de las AR:

a. En función de la operación que las genere, e incluso para una misma operación, en función de la materia prima utilizada o la tecnología empleada.

b. Variaciones temporales que se deben a que muchas de las operaciones son discontinuas.

4. Consecuencia: Se necesita un análisis caso a caso.

Industria Textil Industria Textil –– ClasificaciClasificacióón EPAn EPA1.Limpieza y acondicionamiento de la lana cruda

2.Fabricación de hilos y tejidos

3.Acabado de la lana

4. Acabado de tejidos de calada (woven fabrics)

5. Acabado de tejidos de punto (knitted fabrics)

6. Acabado de alfombras

7. Acabado y tintado de las fibras

TEJIDOSSIN

FINALIZAR

TRATAMIENTOTÉRMICO

SUPERFICIALENJUAGADO

AR

DESCRUDE

AR

MERCERIZADO BLANQUEADO

AR AR

TINCIÓN

AR AR

IMPRIMACIÓN

ACABADO MECÁNICO

ACABADO QUÍMICO

AR

TEJIDOFINALIZADO

AR – Aguas Residuales

Acabado de Tejidos de AlgodAcabado de Tejidos de Algodóón n -- ProcesoProceso

urdimbre tramaurdimbre trama

Acabado de Tejidos de AlgodAcabado de Tejidos de Algodóón n –– Operaciones y AROperaciones y AR

Reactivos residuales tóxicos para tratamiento biológico. ST elevados, baja carga orgánica.

Dar color blanco a los tejidos (las fibras naturales suelen ser amarillentas). Se usa ClO− o H2O2

BlanqueadoBlanqueado

Químicamente agresivas. Frecuentemente tóxicas. Alta DBO y ST. Mayor contaminación con fibras naturales (especialmente lana).

Eliminación de sustancias residuales presentes en el tejido (o la fibra), mediante soluciones alcalinas calientes y detergentes.

DescrudeDescrude

Puede contener tensioactivos, enzimas, ácidos o álcalis y los propios aditivos de apresto. Posible elevados DBO y ST.

Eliminación del apresto, normalmente mediante su hidrólisis enzimática. Se realiza tras el tejido.

EnjuagadoEnjuagado

Proceden de la limpieza de los equipos implicados. Bajo volumen pero elevada DBO, DQO y SST, en función del aditivo empleado.

Aumentar la resistencia de la urdimbre mediante la aplicación de sustancias como almidón, CMC, u otras. Es necesario (previo) a tejer.

AprestoAprestoCaractCaract. de las AR. de las ARObjetivoObjetivoOperaciOperacióónn

Acabado de Tejidos de AlgodAcabado de Tejidos de Algodóón n -- ProcesoProceso

Objeto de preocupación en cuanto a sus AR por el alto volumen en que son producidas y lo difícil que resulta eliminar el color (sólo 20-30% en EDAR-u). Los colorantes no suelen ser tóxicos, pero sí que son muy poco biodegradables y activos a muy pequeñas concentraciones. Tratamiento depende del límite de emisión impuesto.

Dar color al tejido.

Su efectividad suele ser moderada. En función del colorante empleado puede tener una fijación tan baja como el 50% (el resto se va con el agua residual).

TinciTincióónn

Moderada carga orgánica (depende de uso de surfactantes). Elevada alcalinidad antes de la neutralización.

Mejora el tintado y la resistencia mecánica de tejidos de algodón. Usa un baño cáustico seguido de uno ácido.

MercerizadoMercerizado

Proceden del lavado final. Su volumen es pequeño, aunque pueden contener sustancias tóxicas.

Cambiar las propiedades ópticas, táctiles, resistencia mecánica o la capacidad de fijación de suciedad.

Acabado Acabado QuQuíímicomico

CaractCaract. de las AR. de las ARObjetivoObjetivoOperaciOperacióónn

Caso Concreto: Industria Textil en Caso Concreto: Industria Textil en LeicesterLeicester--UKUK

1. Producción de tejidos de lana tintados.

2.2. Problema:Problema: Color y cromo. Vierte aguas residuales a una EDAR-u, pero la autoridad medioambiental impone límites severos a la planta de tratamiento en cuanto a color y cromo, por lo que no puede aceptar las AR de la textil.

3. Alternativas:a. Tratamiento para vertido no resulta económicamente

viable.b. Reutilización resulta la mejor alternativa. Posibles

esquemas de tratamiento ensayados:i. Floculación: Muy usado. Elimina color, pero no cromo.ii. Tratamiento biológico: Reactor biológico + UV + H2O2.

Elimina color, pero no cromo.iii. Oxidación avanzada. Probaron proceso Fenton. Elimina

color y cromo, pero deja una alta salinidad en el agua, por lo que no es apta para reutilizar.

iv. Ósmosis inversa. Elimina cromo y color. Permite la reutilización.

Caso Concreto: Industria Textil en Caso Concreto: Industria Textil en LeicesterLeicester--UKUK

filtro

ROa reutilización

con

cen

trad

o

agua

Lodo (con Cr precipitado)

+ floculante

RegulaciRegulacióón de vertidos en la n de vertidos en la Comunidad AutComunidad Autóónoma noma

AndaluzaAndaluza1.1. Vertidos en aguas continentales:Vertidos en aguas continentales:

– Ley de Aguas RDL 1/2001 – modificado por RD 606/2003

2.2. Vertidos en el mar:Vertidos en el mar:– Decreto 14/1996 – Reglamento de calidad

de las Aguas Litorales

La Cuenca Hidrográfica del Guadalquivir ha sido transferida y se gestiona por la

Agencia Andaluza del Agua, dependiente de la Consejería de Medio Ambiente.

Vertidos en las Aguas Vertidos en las Aguas Continentales (RD 606/2003)Continentales (RD 606/2003)

• Directos: emisión directa de contaminantes a las aguas continentales o a cualquier otro elemento del dominio público hidráulico, así como la descarga de contaminantes en el agua subterránea mediante inyección sin percolación a través del suelo o del subsuelo.

• Indirectos: los realizados en aguas superficiales a través de azarbes, redes de colectores de recogida de aguas residuales o de aguas pluviales o por cualquier otro medio de desagüe, o a cualquier otro elemento del dominio público hidráulico, así como los realizados en aguas subterráneas mediante filtración a través del suelo o del subsuelo.

¿Quién concede la autorización de vertido? Organismo de cuenca tanto en el caso de vertidos directos a aguas superficiales o subterráneas como en el de vertidos indirectos a aguas subterráneas. Cuando se trate de vertidos indirectos a aguas superficiales, laautorización corresponderá al órgano autonómico o local competente.

RDL 1/2001 – Texto refundido de la Ley de AguasArtículo 113 – Modificado por RD 606/20031. Los vertidos al dominio público hidráulico estarán gravados con una tasa

destinada al estudio, control, protección y mejora del medio receptor de cada cuenca hidrográfica, que se denominará canon de control de vertidos.

2. Sujetos pasivos: Quienes realicen el vertido3. Importe: producto del volumen de vertido autorizado (V) por el precio unitario

de control de vertido, (P.U.). Dicho precio unitario se calculará multiplicando el precio básico por metro cúbico, 0,01202 euros para agua residual urbana, y 0,03005 euros para agua residual industrial, por un coeficiente de mayoración o minoración (Cm) determinado con arreglo a la escala del anexo IV de este reglamento (máx. 4, que será usado para vertidos no autorizados)

3

3

(urbanas) 0 01202

(industriales) 0 03005

m

m

Canon V P.U .

€P.U . . C

m€

P.U . . Cm

= ×

= ×

= ×

Canon de VertidoCanon de Vertido

Ejemplo de cálculo de canon de vertido. Industria de textil dedicada a la tinción y acabado de tejidos o fibras.

1.09·2.5·1.12 3.052mC = =

Sin tratamiento o con tratamiento no Sin tratamiento o con tratamiento no adecuado:adecuado:

2. Características del vertido: Industrial Clase 2 – 1.09

3. Grado de contaminación del vertido: Industrial sin tratamiento adecuado – 2.5

4. Calidad del medio receptor: Categoría II – 1.12

3 3

3

3

(industriales) 0 03005 3 052 0 0917126

0 557 0 0917126 0 0511

Para unas 10000 t/año 510839

€ €P.U . . . .

m m

m € €Canon V P.U . . · . .

kg m kg

€

año

= × =

= × = =

⇒

1.09·0.5·1.12 0.6104mC = =

Con tratamiento adecuado:Con tratamiento adecuado:

2. Características del vertido: Industrial Clase 2 – 1.09

3. Grado de contaminación del vertido: Industrial con tratamiento adecuado – 0.5

4. Calidad del medio receptor: Categoría II – 1.12

3 3

3

3

(industriales) 0 03005 0 6104 0 01834252

0 557 0 01834252 0 0102

Para unas 10000 t/año 102168

€ €P.U . . . .

m m

m € €Canon V P.U . . · . .

kg m kg

€

año

= × =

= × = =

⇒