O TRATAMENTO DAS ÁGUAS NA INDÚSTRIA DA PINTURA INDUSTRIAL
El tratamiento del agua en el sector del recubrimiento industrial
Andrea Bottini, Simpec Srl, Carate Brianza (MB), Italy, [email protected]
© Simpec
Foto de abertura: sistema Simpec de tratamento químico-físico.
Foto de encabezamiento: instalación Simpec de tratamiento físico químico.
O
pré-tratamento para a pintura é o coração do
processo de acabamento de produtos de metal e de
plástico: de um pré-tratamento adequado pode depender
a qualidade final de qualquer tipo de revestimento.
Na pintura dos metais se fazem dois tipos de prétratamento: químico e mecânico. Para o segundo tipo
são utilizadas tecnologias a seco, como decapadoras,
jateadoras, etc., enquanto que o pré-tratamento químico
utiliza sistemas de pulverização ou de imersão, com
soluções químicas à base de água.
O tratamento das águas provenientes dos sistemas
de pré-tratamento para a pintura, com posterior
recirculação ou eliminação, é um processo indispensável
além dos tratamentos de superfície.
Desde 1993 a Simpec projeta, fabrica e instala sistemas
para o tratamento e purificação das águas industriais
(Ref. foto de abertura). Pintura industrial, anodização,
galvanoplastia e zincagem são as áreas onde a Simpec se
estabeleceu com as suas próprias tecnologias: sistemas
químico/físicos em ciclo fechado ou à dispersão; sistemas
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N. 8 - 2014 NOVEMBRO/NOVIEMBRE - IPCM LATINO AMÉRICA magazine
E
l tratamiento previo del recubrimiento es la clave del
proceso de acabado de los productos manufacturados
metálicos y plásticos: de un correcto tratamiento previo
depende la calidad de cualquier tipo de recubrimiento.
En el recubrimiento de los metales se llevan a cabo dos
tipos de tratamientos previos: químico y mecánico. Para el
segundo tipo se utiliza tecnología en seco como granalladoras,
arenadoras y demás, mientras que en el tratamiento previo
químico se utilizan sistemas de rociado o de inmersión con
disolución química en base acuosa.
El tratamiento del agua procedente de las instalaciones de
tratamiento previo del recubrimiento, con recirculación o con
su eliminación posterior, es un proceso indispensable para
completar el tratamiento superficial.
Desde 1993 Simpec proyecta, construye y monta instalaciones
para el tratamiento y la depuración de las aguas industriales
(ref. foto de encabezamiento). Recubrimiento industrial,
oxidación anódica, galvánica y zincado son los sectores en
los que Simpec se ha consolidado con una tecnología propia:
instalaciones de tratamiento físico químico en circuito cerrado
ANALYSIS
o desechable; instalaciones por ósmosis; instalaciones de
ultrafiltración; instalaciones de nanofiltración; evaporadores,
instalaciones de intercambio iónico de resinas para la
producción de agua desmineralizada, y demás.
Descarga “zero”: um tema controverso
Descarga «cero»: un tema debatido
A restritividade da regulamentação ambiental
desempenha um papel importante na escolha da
tecnologia de tratamento das águas.
Nos últimos anos, se estabeleceu o conceito de tratamento
das águas com descarga “zero” de líquidos, com a
recuperação e recirculação da água e a eliminação externa
de efluentes concentrados.
Optar por um sistema com descarga zero significa
transferir o problema da depuração a uma empresa
terceirizada, em vez de encarregar-se dela diretamente
com um sistema de tratamento
químico/físico que preveja a
eliminação das águas tratadas na
rede de esgoto.
O sistema de descarga zero
tem custos de investimento e
de gestão elevados e produz
um “concentrado” de difícil
eliminação, que deve ser
ulteriormente tratado com
métodos de elevado consumo de
energia.
O tratamento químico-físico
por dispersão economiza nos
custos de processamento, em
comparação com o de descarga
zero, especialmente em países
como a Itália, onde a água ainda
tem um custo limitado.
A descarga zero não é
reconhecida pela legislação
europeia como uma BAT (Best Available Technology melhor tecnologia disponível), mas como um sistema
aplicável apenas em certos casos; por exemplo, por uma
empresa situada em uma área onde não há rede de
esgotos. A lógica, no entanto, leva a constatar que não
se deveriam construir empresas onde não existe infra
estrutura, como estradas, esgotos, etc.
Las restricciones que impone la normativa ambiental tienen
un papel de primer orden en la elección de la tecnología de
tratamiento de aguas.
En los últimos años se ha consolidado el concepto de
tratamiento de aguas de descarga «cero» de líquidos con
la recuperación y recirculación del agua y la eliminación al
exterior de los residuos concentrados.
Optar por una instalación de descarga cero significa
transferir el problema de la depuración a un tercero en
vez de hacerse cargo de él directamente mediante una
instalación de tratamiento
físico químico que prevea
la eliminación de las aguas
depuradas a la red de
alcantarillado.
El sistema de descarga cero
supone una inversión y costes
de gestión elevados y produce
un «concentrado» de difícil
eliminación que debe ser
posteriormente tratado con
métodos que requieren un alto
consumo energético.
El tratamiento físico químico
desechable permite ahorrar
costos en el proceso respecto a
la descarga cero, sobre todo en
países como Italia donde el agua
tiene aún un coste bajo.
1
La descarga cero no está
reconocida en la legislación
europea como BAT (Best Available Technology, mejor
tecnología existente) sino como un sistema aplicable solo
en ciertos casos, como por ejemplo en una empresa situada
en una zona donde no haya alcantarillado. La lógica, sin
embargo, nos hace pensar que no se deberían construir
fábricas allá donde no existan servicios como carreteras,
alcantarillado, etc.
Tecnologia químico-física
Tecnología físico química
Supondo que um sistema de tratamento de águas
eficiente depende de uma análise correta das águas
residuais a serem tratadas, dos regulamentos pertinentes
Partiendo del supuesto de que una instalación eficiente de
tratamiento de aguas depende de un análisis correcto
de las aguas residuales a tratar, de la normativa de referencia
© Simpec
por osmose; sistemas de ultra filtração; sistemas de
nanofiltração; evaporadores, sistemas de permuta iônica
a resinas para a produção de água desmineralizada e
assim por diante.
1
Sistema Simpec a
membranas.
Instalación Simpec por
membrana.
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O tratamento das águas na indústria da pintura industrial
El tratamiento del agua en el sector del recubrimiento industrial
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Sistema Simpec a resinas
para águas primárias em
ciclo fechado.
Instalación Simpec
por resinas para aguas
primarias en circuito
cerrado.
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y de las exigencias de la producción de la empresa que lo
requiera, la solución que caracteriza el planteamiento de
Simpec para la depuración de las aguas en el sector de los
tratamientos superficiales es la instalación físico química, no
necesariamente de descarga cero. Se trata de un proceso
químico porque se utilizan productos químicos para
permitir la precipitación de los contaminantes tales como
los fangos y para favorecer la supresión del COD (Chemical
Oxygen Demand, demanda química de oxígeno) y, al mismo
tiempo, un proceso físico ya que emplea procesos de
separación física de los fangos de las aguas limpias. Se puede
montar una instalación físico química en cualquier tipo de
tratamiento superficial. Podrá tener diversas dimensiones,
trabajar de forma continua o no, según el volumen a
tratar, y podrá prever la descarga a la red de alcantarillado
o la recuperación y recirculación
parcial de las aguas en el interior
del proceso mismo. Los parámetros
para la elección de la tipología de
la instalación incluyen el volumen
por hora de las aguas residuales a
tratar, las horas diarias de trabajo, el
tipo de contaminación y los valores
previstos por la normativa ambiental
de referencia para la descarga.
Por ejemplo, por debajo del metro
cúbico por hora de aguas residuales,
se puede utilizar un producto físico
químico discontinuo: se recogen
los residuos en depósitos y luego se
procede al tratamiento por carga.
Si el efluente está contaminado
con cromo, por ejemplo, se realiza
primero la depuración del cromo,
luego se efectúa el típico proceso
físico químico: coagulación, neutralización, dosificación del
floculante, sedimentación, extracción de lodos y sucesivo
espesamiento y deshidratación, filtrado del agua con
arena, carbón o resinas selectivas según la tipología del
contaminante y el índice a respetar en la descarga.
En el caso en que se quiera activar la recuperación parcial del
agua, la instalación físico química puede completarse con
otras tecnologías, como la ultrafiltración, para eliminar de
las aguas depuradas los coloides que no se hayan decantado
en la fase físico química. Luego se trata el agua totalmente
limpia, exenta de sólidos en suspensión, en una instalación
por ósmosis inversa para producir agua desmineralizada
(fig. 1) a reciclar en la instalación de tratamiento superficial,
mientras que el concentrado se puede descargar.
© Simpec
e requisitos das exigências produtivas da empresa
que o requer, a solução tecnológica que caracteriza a
abordagem da Simpec para a purificação das águas no
campo do tratamento de superfícies é o sistema químicofísico, não necessariamente com descarga zero. É um
processo químico porque são utilizados produtos químicos
para permitir a precipitação dos poluentes como lodos,
e para promover a redução do COD (Chemical Oxygen
Demand, demanda química de oxigênio) e, ao mesmo
tempo, físico pois utiliza processos de separação física dos
lodos das águas limpidificadas. Um sistema químico-físico
pode ser instalado em qualquer tipo de tratamento de
superfícies. Pode ter diferentes dimensões, funcionar em
contínuo ou descontínuo, dependendo do volume a ser
tratado e das horas trabalhadas, e pode prever a descarga
para a rede de esgoto ou a
recuperação e recirculação parcial
das águas dentro do próprio
processo. Os parâmetros para a
escolha do tipo de sistema incluem
o volume por hora de efluente a
ser tratado, as horas de trabalho
por dia, o tipo de contaminação
e os valores previstos pela
normativa ambiental de referência
para a descarga.
Por exemplo, abaixo de um metro
cúbico por hora de efluentes,
pode-se usar um químico-físico
descontínuo: se recolhem os
efluentes em reservatórios e
depois se procede a tratamentos
por cargas. Se o efluente é
2
contaminado por cromo, por
exemplo, se faz primeiro a
depuração do cromo, em seguida, se inicia o processo
químico-físico característico: coagulação, neutralização,
dosagem de floculante, sedimentação, remoção dos
lodos e seu subsequente espessamento e desidratação,
filtração da água com areia, carvão ou resinas seletivas,
dependendo do tipo de poluente e do limite a ser
respeitado na descarga.
Caso se deseje ativar uma recuperação parcial da água,
o sistema químico-físico pode ser complementado por
outras tecnologias, como a ultra filtração, para retirar
da água tratada o coloide que não foi decantado na fase
químico-física. A água completamente limpidificada,
isenta de sólidos em suspensão, é depois tratada em
uma unidade de osmose inversa para produzir água
ANALYSIS
Una de las críticas a la descarga de este concentrado es
que puede presentar valores límites de las sustancias
peligrosas incluso tres veces superior a los valores del
agua al final del tratamiento físico químico, con el riesgo
de no cumplir los parámetros de la normativa ambiental.
En este caso se aplica el evaporador sobre el concentrado
de la ósmosis reduciendo así notablemente las
dimensiones del mismo y el consumo de energía.
Además del sistema de tratamiento de aguas
existen tecnologías que permiten recuperar el agua
directamente a lo largo de la línea de procesamiento
(fig. 2), como la aplicación de resinas de intercambio
iónico que posibilita suministrar el agua desmineralizada
adecuada para lavar las piezas con una mayor calidad.
La nanofiltración, hermana de la ósmosis, es una
filtración mecánica más tosca que detiene parte del
COD y parte de las sales bivalentes, como el sulfato,
permitiendo
recuperar más agua
pero de menor
calidad para dedicarla
a los procesos de
tratamiento «menos
importantes».
La desmineralización
del agua se puede
realizar con resinas,
en una instalación de
intercambio iónico
desechable, o mediante membranas de ósmosis inversa
(fig. 3).
Ambas soluciones presentan ventajas y desventajas.
La ósmosis inversa se utiliza en los países donde sea
posible y más económico utilizar una mayor cantidad de
agua, ya que el procedimiento prevé el uso de un 30 %
de agua de vertido sobre el volumen de agua introducida
para la desmineralización. Este 30 % se puede reducir
con la aplicación de otra ósmosis a alta presión, pero
hay siempre un cierto porcentaje de pérdida. La ventaja
de este sistema es que no se usan productos químicos
como el ácido o la sosa cáustica para la regeneración de
las resinas ya que se trata de una filtración mecánica que
requiere solo el lavado de la membrana.
La ventaja de la desmineralización por intercambio iónico
es que desmineraliza el 100 % del agua que entra. Existe
sin embargo una producción de efluentes, debida a la
regeneración de las resinas con ácido y sosa cáustica.
Por tanto, prevé una eliminación del producto eluido o la
depuración del mismo allí mismo.
© Simpec
desmineralizada (Fig.1) para ser reciclada no sistema de
tratamento de superfícies, enquanto que o concentrado
pode ser descartado.
Um dos pontos críticos da descarga deste concentrado é que
pode apresentar até o triplo de valores-limite de substâncias
perigosas, em comparação com os índices da água no final
do tratamento químico-físico, com o risco de não satisfazer os
parâmetros da legislação ambiental.
Neste caso aplica-se o evaporador no concentrado da
osmose, reduzindo assim consideravelmente as dimensões
do mesmo e, portanto, o consumo de energia.
Como parte adicional de um sistema de tratamento de
águas, existem as tecnologias que permitem a recuperação
da água diretamente na linha de processo (Fig. 2), como a
aplicação de resinas de troca iônica, que permitem fornecer
água desmineralizada capaz de lavar as peças com uma
qualidade superior.
A nanofiltração, irmã
da osmose, é uma
filtragem mecânica
mais comum, que
retém parte do COD
e parte dos sais
bivalentes, como os
sulfatos, permitindo
recuperar mais
água, mas de menor
3
qualidade para
dedicar a processos de
tratamento “menos importantes”.
A desmineralização da água pode ser feita com resinas,
portanto com um sistema de permuta iônica por dispersão,
ou com membranas de osmose inversa (Fig. 3).
Ambas as soluções têm suas vantagens e desvantagens.
A osmose inversa é usada nos países onde se pode, e é
econômico, utilizar mais água, porque o procedimento prevê
30% de águas residuais no volume de água introduzida para
a desmineralização. Estes 30% podem ser reduzidos com a
aplicação de outra osmose a alta pressão, mas há sempre
uma porcentagem de perda. A vantagem deste sistema é
que não se usam produtos químicos como ácido e soda para
a regeneração das resinas, uma vez que é uma filtragem
mecânica que requer apenas a lavagem da membrana
esporadicamente.
A vantagem da desmineralização por troca iônica é que
desmineraliza 100% da água que entra. Apresenta, no
entanto, uma produção de eluato, devido à regeneração das
resinas com ácido e soda. Portanto, prevê uma eliminação do
eluato produzido ou uma depuração do mesmo, no local.
3
Sistema Simpec a osmose
inversa para a produção
de água desmineralizada.
Instalación Simpec por
ósmosis inversa para
la producción de agua
desmineralizada.
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