El tratamiento de efluentes en plantas siderúrgicas representa un desafío crítico debido a la alta carga contaminante, que incluye compuestos orgánicos, metales pesados y nitrógeno. El monitoreo en línea de parámetros como el oxígeno disuelto (OD), el pH y el potencial de oxidación-reducción (ORP) es esencial para garantizar la eficiencia de los procesos de degradación biológica y eliminación de contaminantes.
Este documento explora la importancia de estos parámetros en la operación de plantas de tratamiento de aguas residuales, basándose en estudios de casos y referencias técnicas relevantes.
Contexto e importancia de las mediciones
Oxígeno disuelto (OD)
El oxígeno disuelto (OD) es un parámetro crítico en el tratamiento biológico de aguas residuales. En las plantas siderúrgicas, la presencia de compuestos como fenol, tiocianatos y amoníaco requiere procesos de biodegradación aeróbica eficientes. Bacterias como Pseudomonas e Nitrosomonas Son esenciales en la descomposición de contaminantes y requieren concentraciones adecuadas de oxígeno para metabolizar los compuestos orgánicos.
El uso de sensores ópticos de DO, como el VisiFerm DO ArcGarantiza mediciones fiables, incluso en efluentes con alta carga orgánica y partículas en suspensión. Estos sensores minimizan la interferencia de CO₂ y SO₂ y requieren poco mantenimiento.
Sensor de arco de DO VisiFerm
- Tecnología óptica:mediciones confiables, sin necesidad de electrolito ni membrana reemplazable.
- Bajo mantenimiento:calibración mínima y resistencia a la contaminación.
- Durabilidade:La vida útil de la tapa del sensor supera los dos años.
- Integración digital: comunicación directa vía 4-20 mA y Modbus.
pH
El control del pH es esencial para la estabilidad de los procesos biológicos y químicos. Valores fuera del rango ideal pueden comprometer la actividad microbiana y afectar la solubilidad de los metales pesados, aumentando su toxicidad.
Sensores como el Arco Polylyte Plus permiten el monitoreo continuo, asegurando que el pH se mantenga dentro del rango ideal para la remoción de contaminantes y la eficiencia de los tratamientos químicos y biológicos.
Sensor de arco Polylyte Plus
- Mediciones precisas y estables, incluso en entornos con alta carga contaminante.
- Mantenimiento reducido:calibración esporádica y sistema de microtransmisores integrados.
- Calibración fuera de línea:almacenamiento de datos en el propio sensor para ajustes en el laboratorio.
- Mayor vida útil:aproximadamente 18 meses de funcionamiento.
ORP (Potencial de Oxidación-Reducción)
El ORP es un indicador crítico de la capacidad de oxidación o reducción de un medio, que refleja directamente la eficiencia de los procesos biológicos y químicos. Procesos como la nitrificación y la desnitrificación requieren rangos específicos de ORP para su eficiente funcionamiento:
- Nitrificación:Requiere un ORP positivo moderado (~ +150 mV a +250 mV).
- Desnitrificación:Ocurre mejor en condiciones ligeramente reductoras (-50 mV a +50 mV).
Sensores como el Arco ORP de Polilyte Plus Proporcionar mediciones precisas y de bajo mantenimiento, garantizando que los procesos de tratamiento funcionen dentro de parámetros óptimos.
Sensor de arco ORP Polilyte Plus
- Alta estabilidad Incluso en entornos agresivos.
- Bajos requisitos de calibración, con datos almacenados en el microtransmisor.
- Vida útil extendida, estimada en hasta dos años.
- Compatibilidad digital, permitiendo la comunicación directa con los sistemas de automatización.
Estudio de caso REAL:
En una de las mayores siderúrgicas de Europa (y también de Brasil) hay una planta de coque donde el tratamiento de efluentes se realiza en cuatro etapas biológicas sucesivas, utilizando bacterias como Pseudomonas, Thiobacillus, Nitrosomonas y Nitrobacter para degradar fenol, tiocianatos, cianuros, tiosulfatos y amoniaco.
Sensores Hamilton (VisiFerm DO Arc, Polilyte Plus Arc y Polilyte Plus ORP Arc) Se utilizan en cada uno de los tanques biológicos, garantizando un control preciso de las condiciones de operación y maximizando la eficiencia del tratamiento.
Con este riguroso seguimiento, la planta es capaz de eliminar 90% de la carga orgánica (DQO) y 75% de la carga de nitrógeno, permitiendo que el agua se recicle dentro de la propia planta siderúrgica.
Beneficios del monitoreo en línea
- Mayor eficiencia operativa:La respuesta rápida a las variaciones de parámetros evita fallos en el proceso.
- Reducción de Costos:Minimiza el uso de reactivos químicos e intervenciones manuales.
- Sustentabilidad:Garantiza el cumplimiento ambiental y reduce los impactos ecológicos.
- Mantenimiento reducido:Los sensores de última generación requieren menos calibraciones y reemplazos.
Conclusión
El monitoreo en línea de OD, pH y ORP es esencial para un tratamiento eficiente y sostenible de aguas residuales en la industria siderúrgica. Mediante la adopción de tecnologías avanzadas de sensores, es posible optimizar la eliminación de contaminantes, reducir los costos operativos y garantizar el cumplimiento de la normativa ambiental.
Referencias
- “Contaminación cero con ayuda de bacterias” – Hamilton Bonaduz AG, 2014.
- Metcalf & Eddy, “Ingeniería de aguas residuales: tratamiento y recuperación de recursos”, 5.ª edición, 2013.
- Norma ISO 5667-10: “Directrices para el muestreo biológico en el monitoreo de la calidad del agua”.
