SISTEMA DE NEUTRALIZACION DE ACIDO

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Evaluación y propuesta de mejora para los sistemas de neutralización de efluente Planta de Residuos líquidos proyecto Central Hidroeléctrica Los Cóndores

1.- Generalidades

El presente informe contiene los antecedentes generales del levantamiento de datos realizados en la Central Hidroeléctrica Los Cóndores, específicamente para los sistemas de neutralización de pH de las plantas de Tratamiento de Residuos Industriales Líquidos.

Adicionalmente, el reporte entrega una propuesta de mejoramiento del sistema de neutralización a través de la automatización de los sistemas de dosificación.

2.- Antecedentes

El proyecto Central Hidroeléctrica Los Cóndores inicia en la zona de captación y bocatoma ubicada en la laguna el Maule, para luego cruzar el río y continuar por el cordón montañoso ubicado hacia el Sureste, por unos 14Km aguas abajo hasta la zona de descarga, cercana a la confluencia del cajón Cuesta Arenas con el Río Maule.

El proyecto cuenta con 3 Plantas de RIL, considerando Pique Válvula, Lo Aguirre y Los Maitenes.

El diseño de las PTR considera dos unidades de sedimentación y flotación, paralelas. De manera que sea posible operar una de ellas mientras la otra es sometida a limpieza. Los sistemas consideran un tiempo de retención hidráulica, el cual se ve afectado dependiendo del caudal del Afluente.

En la entrada del Afluente se dosifica coagulante y floculante para mejorar la velocidad de sedimentación, este sistema se realiza a través de bombas dosificadoras, en forma continua y en relación a los resultados obtenidos en los ensayos realizados en la operación. Adicionalmente, la planta cuenta con un sistema de tratamiento para aceites e hidrocarburos el cual permite retener eventuales contaminantes de este tipo.

Los sólidos sedimentados se acumulan en el fondo de las unidades y se retiran manualmente mediante el apoyo de bombas, para posteriormente ser dispuestos donde corresponda.

 2.1.- Antecedentes específicos

Actualmente, a la salida de cada unidad se adiciona ácido sulfúrico para neutralizar el pH del efluente de la planta.

El proceso actual considera la adición de ácido sulfúrico concentrado en forma continua a través del sistema de bombas dosificadoras en la salida de cada unidad. El control actualmente es realizado a través mediciones realizadas por los operadores en forma periódica realizando ajuste manual en las bombas dosificadoras de acuerdo a los resultados obtenidos.

En visitas anteriores -y de acuerdo a lo indicado por el personal de operación- las plantas contaban con un sistema de medición y control automáticos de pH. Sin embargo, estos sistemas resultaron insuficientes para hacer cumplir el rango establecido en las normativas vigentes pH 6,5 a 8,5; además de presentar inestabilidad en las mediciones.

Basándose en la información obtenida dentro de la planta y de los resultados analizados, se debe indicar que la calidad de los afluentes a tratar son en la mayoría calidades de aguas alcalinas superiores a 11,5 unidades de pH.

Se ha observado deficiencia en el proceso de control de pH, encontrando en los efluentes valores alcalinos sobre pH 9 así como también características ácidas con pH por debajo de las 6 unidades. Se debe considerar que los altos caudales y la poca homogeneidad del afluente representa una variable compleja; adicionalmente, el sistema de control actual no permite realizar acciones inmediatas para realizar las acciones correctivas adecuadas.

3.- Tecnología de Neutralización de RIL

Muchos residuos industriales líquidos contienen materiales ácidos o alcalinos que requieren neutralización previa a su vertido al medio receptor o al tratamiento químico o biológico. La neutralización es el proceso de ajuste de pH del agua por medio de la adición de un ácido o una base, dependiendo del pH objetivo y de otros requerimientos de proceso. La mayor parte de los efluentes pueden ser neutralizados a un pH de 6 a 8,5 de forma previa a su vertido.

En tratamiento químico industrial, se requiere habitualmente la neutralización de la alcalinidad o acidez en exceso. La determinación de las características del agua a neutralizar se logra normalmente en experimentos a escala de laboratorio por medio de la preparación de curvas de valoración, que muestran la cantidad de material alcalino o ácido necesario para ajustar el pH en el agua objetivo.

Hay tres componentes críticos en cualquier sistema de control de pH:

I.- Intensidad de mezcla o tiempo de contacto II.- Tiempo de respuesta del sistema de control

III.- La capacidad del sistema de dosificación para alcanzar los requerimientos del proceso.

Si alguno de esos componentes no está apropiadamente diseñado, se pueden prever problemas significativos en el comportamiento del sistema.

Los métodos utilizados para el ajuste de pH se seleccionan en base al costo total porque los costos materiales y las necesidades de equipamiento varían ampliamente en función de los reactivos. El volumen, tipo y cantidad de ácido o álcali a ser neutralizado o parcialmente eliminado son también variables que influencian la selección de un agente químico

1. Fundamentos sobre Neutralización Química

pH

Es el indicador de referencia para la neutralización. Se define como el logaritmo negativo de la actividad del ion H+ en disolución, siendo aproximada la actividad, en aguas de fuerza iónica baja por la concentración.

pH= -log [H+]

Acidez y alcalinidad

La alcalinidad es la capacidad del agua de neutralizar ácidos, mientras que la acidez es la capacidad el agua de neutralizar bases. La cantidad de ácido o base a utilizar en el proceso de neutralización depende de la cantidad respectiva de acidez y alcalinidad.

Capacidad tampón

La palabra buffer o “tampón” significa resistente al cambio. En química medioambiental, los buffers son siempre definidos en el contexto del pH. Los buffers de pH son aquellos que resisten cambios en la solución de pH cuando se añaden un ácido o una base en la disolución. Son muy importantes en procesos de neutralización química.

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