Por Ing. Daniel R. Balverde - Gte. Corporativo Seguridad y Medio Ambiente de Cía. Minera Aguilar S.A.

La Planta de Tratamiento de Efluentes Líquidos

Introducción

Compañía Minera Aguilar S.A. (CMASA), efectuaba un trataiento de sus efluentes de diques de colas mediante dos lagunas de estabilización, en donde por el agregado de hidróxido de calcio se lograba la precipitación de los metales pesados y se obtenia un efluente ambientalmente apto para su volcamiento aguas abajo. Pero a finde poder garantizar que ese volcamiento fuera totalmente seguro y que el tratamiento de las aguas fuera automatizado, es que a partir de 2007 se llevaron adelante investigaciones de métodos de tratamiento de efluentes líquidos industriales y cloacales provenientes de su actividad industrial y campamento a los fines de mejorar el vertido de los mismos. Luego de dos años de estudios y análisis de resultados de varios métodos, se optó por la osmosis inversa, la cual genera el efluente final ajustado a las más altas exigencias legales y técnicas. Esas aguas tratadas son vertidas en cauces locales que luego van hacia el Río Yacoraite y este vuelca finalmente en el Río Grande en la Quebrada de Huamahuaca, Patrimonio Natural y Cultural de la Humanidad.

Origen del efluente

CMASA explota un yacimiento de plomo, plata y zinc (galena argentífera y esfalerita). El proceso de concentración se hace por flotación por espumas, utilizándose en el proceso colectores, espumantes, acondicionadores y reguladores.

Las colas de Planta Concentradora y los efluentes cloacales se juntan y se dirigen al dique de colas 6, en el cual, por sedimentación, se clarifica el agua y se traslada hacia la Planta de Efluentes por cañería hasta una fosa de alimentación.

Planta de Efluentes

La planta consta de dos líneas paralelas de tratamiento independientes entre sí, divididos en 4 módulos internos instalados dentro de un galpón:

- Prefiltración

- Ultrafiltración (UF)

- Skid de retrolavados y de bombas de baja de alimentación a OI

- Osmosis inversa (OI)

Prefiltración

La calidad de agua para la etapa posterior a esta requiere que se retiren las partículas sólidas más grandes que 200 mallas (75 micrones) a los efectos de evitar daños en las membranas de UF, para ello se instalaron 2 prefiltros de limpieza automática de accionamiento hidráulico de marca AMIAD. Estos filtros trabajan por diferencia de presiones controladas por un PLC, el agua filtrada continúa hacia la UF y la de limpieza se descarga hacia un canal lateral, el cual conduce el agua a una fosa de sedimentación y de evaporación (los caudales de limpieza son chicos). Los caudales tratados son impulsados por dos bombas con variadores de velocidad, las cuales mantienen llenos los tanques intermedios de almacenamiento de agua ultrafiltrada.

Ultrafiltración

La UF consta de dos líneas con 8 carcasas que contienen 4 membranas cada una, el tamaño de filtración es de 5 micrones, estas líneas contienen sensores de presión y de detección de aire, el agua filtrada es almacenada en tres tanques intermedios para generar pulmón para la etapa posterior.

El retrolavado (Backwash) de las membranas es comandada a través del PLC, una vez por hora o cuando la diferencias de presión sea superior a 1 bar, esta limpieza se efectúa con agua ultrafiltrada de los tanques intermedios a través de dos bombas centrífugas, el agua ingresa en forma outside- inside, desalojando la torta formada sobre las membranas. El agua generada por la limpieza se envía nuevamente al dique de colas porque esta cargada de sólidos retenidos por las membranas.

Debido al hecho de que algunas sustancias pueden quedar adheridas a la superficie de la membrana por medio de adsorción, es necesario recurrir cada 48 horas a un retrolavado con limpiadores químicos, CEB (Clean Enhanced Backwash). El método CEB es de corta duración (30 minutos), automático y de bajo consumo de químicos.

El sistema de Backwash y CEB permite el perfecto mantenimiento que alarga la vida útil de las membranas de Ultrafiltración.

Osmosis inversa

Luego de quitar los sólidos con diámetros superiores a 5 micrones, el agua es bombeada con bombas centrífugas de 2 etapas a 6 bar para alimentar 2 módulos de Osmosis Inversa. Éstos cuentan con pre-filtros de 5 micrones preventivos (en caso de que haya una falla en la etapa de Ultrafiltración), luego bombas centrífugas de 5 etapas que alimentan a un primer arreglo de 3 carcasas y luego de esta pasa en serie a un segundo arreglo de 2 carcasas, cada carcasa tiene 6 membranas. El agua ingresa al primer arreglo y este genera 2 productos, uno es agua permeada lista para verter y el otro es agua cargada con iones, esta última pasa por el segundo arreglo para efectuar una nueva limpieza a los efectos de reducir el volumen de agua concentrada que retorna al dique de colas.

La operación de encendido y corte de cada uno de los módulos dependerá del nivel de los tanques intermedios, por lo que si estos depósitos poseen nivel suficiente y el sistema se encuentra operativo los módulos de ósmosis inversa se encontrarán funcionando.

Para realizar el lavado automático de las membranas se abre la válvula de lavado rápido (fast-flush) cada dos horas, ésta se encuentra en by-pass sobre la cañería de concentrado lo que aumenta el caudal de descarte, favoreciendo así el barrido de depósitos sobre las membranas. Dicho proceso dura dos minutos.

El sistema cuenta, además, con un sistema Clean-In-Place (CIP) a fin de poder efectuar la limpieza química de las membranas sin necesidad de remover las mismas del sistema.

Si el equipo se detiene por cualquier motivo distinto a una falla, el equipo realizará un enjuague con agua permeada. Dicho enjuague tiene como finalidad impregnar los filtros, cañerías y membrana con agua tratada desalojando el agua cruda que pudiese haber en ellas lo que permite asegurar que no se producirá corrosión en las cañerías o membranas del sistema, precipitación de sales poco solubles y la deposición de materia orgánica sobre la superficie de las membranas cuando el equipo no este funcionando.

El sistema de CIP, el de Lavado Rápido y Enjuague con Permeado automático permiten el perfecto mantenimiento que alarga la vida útil de las membranas de ósmosis inversa.

Instrumentación

El equipamiento posee todo el instrumental necesario para ser monitoreado y controlado:

Conductímetro digital del permeado. Posibilita el control de la calidad de agua producida por la planta.

Panel de manómetros centralizado. El control de las presiones es vital para el normal funcionamiento del sistema de ósmosis inversa, para la vida de las membranas y para evitar roturas. Se controla la presión de entrada del primer y segundo arreglo y la presión del concentrado (agua concentrada en iones que produce el equipo). Además, brinda información sobre el estado del filtro de 5 micrones, el cuál es fundamental para evitar problemas de taponamiento en las membranas de ósmosis inversa.

Caudalímetros de permeado y concentrado. Otro de los parámetros fundamentales a controlar para verificar el correcto punto de operación del sistema. Cada modulo tiene 50 m3/h de capacidad máxima para tratar agua cruda y genera 30 m3/h de permeado y 20 m3/h de concentrado. La recuperación del equipo es del 60%.

Medición de ORP (Potencial de Oxido Reducción). El agua de alimentación de los equipos de ósmosis inversa puede contener sustancias oxidantes esto haría que las membranas del sistema sean dañadas, se oxiden químicamente, en forma irrecuperable. El sensor detecta la presencia de oxidantes en el agua. La automatización del equipo posibilita el enclavamiento entre el sensor de ORP y el equipo de ósmosis inversa deteniendo el mismo ante la presencia de oxidantes, asegurando así la vida útil de las membranas.

Insumos

Inyección química automatizada

Cloro: la dosificación de hipoclorito de sodio se realiza en la línea de alimentación de agua cruda a la planta, antes de la etapa de prefiltración. El propósito principal es desinfectar el flujo de entrada antes de que ingrese al sistema. También es utilizado para oxidar los metales (Hierro, Manganeso). Los metales oxidados forman partículas que luego pueden ser eliminadas en la etapa de Ultrafiltración.

Cloruro Férrico: la dosificación del coagulante se realiza en la línea de alimentación a la etapa de Ultrafiltración. Se encarga de que las partículas en suspensión contenidas en el agua se atraigan aglomerando así los sólidos en suspensión y asegurando una máxima retención de éstos.

Metabisulfito de Sodio: la dosificación de este reductor se realiza en la línea de alimentación de agua ultrafiltrada a las membranas de ósmosis. Es el encargado de eliminar el cloro libre, debido a la susceptibilidad de oxidación de las membranas de ósmosis inversa, por medio de una reacción de reducción formando iones cloruros y sulfatos eliminados, luego, en el equipo de ósmosis inversa.

Antiincrustante: la dosificación de este reactivo se realiza en la línea de alimentación de agua ultrafiltrada al equipo de ósmosis inversa. Evita la precipitación de sales con bajo producto de solubilidad sobre la superficie de las membranas de ósmosis inversa, fenómeno que podría afectar en forma significativa su performance.

Limpieza química de membranas de Ultrafiltración. CEB: la dosificación de los reactivos ácido clorhídrico, hidróxido de sodio e hipoclorito de sodio se realiza en cada línea de Ultrafiltración una vez cada 48 horas.

Recambio de Filtros

Los cartuchos filtrantes de 5 micrones que se colocan para resguardar las membranas de ósmosis inversa se recambian cada 14 días en cada modulo. Al mes se utilizan 4 unidades en la Planta, el precio de cada filtro es U$S 867.

Cambio de Membranas

La cantidad de membranas de ósmosis inversa en la Planta es de 60 unidades, éstas tienen una vida útil de tres años, el precio de cada membrana es de U$S 700.

Costo de inversión y operativos

Costos de inversión: 1.400.000,00 u$s

Costos operativos: 0,10 u$s/m3

Fuente: Mining Press