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PROBLEMA: El mayor desafío que enfrentaba Rohm & Haas Corp. al construir la planta de aguas residuales para su fábrica de productos químicos en Elma, Washington, era cumplir con el límite de 5 ppm de boro fijado por el Departamento de Ecología del Estado de Washington. La planta de Elma fabrica borohidruro de sodio, un producto químico versátil utilizado en una variedad de aplicaciones que van desde la generación de hidrosulfito de sodio para blanqueo reductor de pulpa de madera hasta la purificación de productos químicos de proceso. Se utiliza como método de control de contaminación para eliminar metales pesados de las aguas residuales.
LIMITACIONES: Algunas de las complicaciones del permiso de vertido de residuos del Departamento de Ecología son generales, como la demanda biológica de oxígeno (DBO), la demanda química de oxígeno (DQO), los sólidos en suspensión y los aceites totales. Otras son específicas de la planta de Elma, como el boro, el zinc proveniente del tratamiento de la torre de enfriamiento y la relación entre el caudal de la planta y las descargas residenciales. Además, tanto el Departamento de Ecología del Estado de Washington como la EPA solicitaron que la planta presentara un “Plan de prevención, control y medidas en caso de derrame de aceite”.
Solución: El primer paso para el control de la contaminación del agua en la planta de Elma es recolectar y retener todas las aguas residuales de la planta. Esto se logra con tres sistemas de desagüe subterráneos.
El aceite se remueve con un desnatador de aceite Modelo 6V que está diseñado para ser usado en una cisterna y ha funcionado eficazmente con diversos tipos de aceite. La unidad funciona en forma continua desnatando el aceite de la superficie a medida que ingresa a la cisterna. No hay posibilidad de un vertido accidental.
Un tubo flexible de circuito cerrado especialmente formulado flota en la superficie del agua. El aceite se adhiere a la superficie del tubo, pero el agua es repelida. El desnatador hace pasar continuamente el tubo cubierto de aceite a través de los limpiadores y lo devuelve limpio a la superficie del agua para que siga recogiendo aceite.
El aceite desnatado fluye por gravedad a través del sistema de montaje o de un canal que conduce al tanque de almacenamiento. El tubo colector flexible y flotante puede moverse en todas direcciones, en torno a los desechos que flotan, para llegar al aceite. Flota hacia arriba y hacia abajo según los diferentes niveles de líquido. El tubo flexible se sacude para romper la capa de aceite o grasa y de esa forma permitir que se adhiera al tubo.
El diseño original de la planta requería el ajuste del pH con ácido sulfúrico. Se instaló un sistema de circulación para permitir el agregado de ácido concentrado a la corriente de reciclado proveniente de la cisterna.
Poco después de la puesta en marcha de la planta, Rohm & Haas inició un proyecto de ahorro en los costos que consistía en usar CO2 en lugar de ácido sulfúrico para la neutralización. Además, esto permite disminuir la posibilidad de una sobreneutralización, ya que el pH mínimo posible usando CO2 de más es alrededor de 6. La fuente de CO2 es una corriente de gas de desecho proveniente de la unidad de generación de hidrógeno a menos de 100 pies de las cisternas de efluentes. Se instaló un rociador en el fondo de cada cisterna para recibir la corriente de gas de desecho que venía directamente de la planta de hidrógeno.
El sistema utiliza un sensor de pH de flujo y un transmisor/analizador de pH para controlar la cantidad de CO2 inyectada. El sensor mide el pH del fluido acuoso que circula y, en este caso, se instala directamente en la corriente que se dirige a las cisternas de retención.
El sensor consta de una cámara de flujo, electrodos de vidrio y de referencia, compensador de temperatura y una caja de conexiones ABS con un preamplificador. Estos componentes se montan en una placa de apoyo ABS que está sujeta a un caño de 2 pulgadas.
Debido a que la señal del sensor se preamplifica, el transmisor/analizador se puede ubicar a 3 millas de distancia del punto de medición. La transmisión de la señal solo requiere un cable blindado de cuatro hilos.
Se usan controles de cero y rango sin interacción para ajustar la salida de la unidad a cualquier intervalo deseado entre 0 y 14 de pH. Este intervalo puede incluir un rango de solo dos unidades de pH en cualquier punto del rango de 0 a 14.
El sistema requiere que la evaporación sea el paso final de control para cumplir con el límite de 5 ppm de boro en el efluente. Basándose en la rentabilidad operativa, Rohm & Haas eligió un evaporador de compresión de vapor de dos etapas Spray-Film®. Esta unidad concentra el agua de proceso y la de lluvia en un rango de sólidos totales de 15% a 20%.
Este tipo de evaporador tiene ventajas notorias cuando se manejan soluciones con elevación baja a media del punto de ebullición. El consumo de energía es excepcionalmente bajo, ya que suele ser de apenas 40 BTU por libra de agua evaporada.
La solución a concentrar se vaporiza sobre los haces de tubos calefactores y se vaporiza parcialmente. El líquido que no se vaporiza se vuelve a circular para lograr una mayor concentración. El vapor se comprime en un compresor y vuelve al módulo evaporador. Aquí se condensa en el interior del haz de tubos calefactores, lo que provoca la vaporización de la solución recirculante.
Rohm & Haas ha podido desviar el destilado del evaporador para utilizarlo como agua de compensación en torres de enfriamiento. Este nuevo ciclo tiene un doble propósito: reducir tanto el vertido en el desagüe de la planta como la necesidad de agua no potable para la planta. Con este último proyecto de conservación del agua para reciclar el destilado del evaporador, la planta está un paso más cerca de alcanzar el nivel de descarga cero. Actualmente, solo se envía al alcantarillado municipal el residuo sanitario de la planta.
El concentrado del evaporador se recolecta en uno de los numerosos tanques de almacenamiento de plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV). La composición del concentrado es mayormente carbonato de sodio (sulfato de sodio cuando se usa la neutralización del ácido) y borato de sodio. Cuando se ha recolectado suficiente cantidad de concentrado, se lo carga en camiones y se lo envía a una o dos empresas autorizadas a eliminar residuos. Cabe destacar que una de estas empresas concentra aún más el borato de sodio y el carbonato de sodio para usarlos como aditivo en fertilizantes comerciales.
La segunda área de control de la contaminación involucra las estructuras de contención y bordillos alrededor de los tanques de almacenamiento, equipos de proceso, zona de carga de productos y zona de descarga de aceite. Todas están diseñadas para contener el contenido de los respectivos recipientes en caso de que se rompa un tanque o haya un derrame importante.
Resultados: Rohm & Haas usó el equipo de evaporación para cumplir con las rigurosas especificaciones de 5 ppm o menos de boro en el efluente de las aguas residuales. El procesamiento de las aguas residuales también incluye la eliminación de aceite hasta llegar a menos de 50 ppm y un ajuste del pH dentro del rango de 6 a 8,5.
Debido a que se restringió el uso de compuestos de metales pesados en el tratamiento del agua refrigerante, Rohm & Haas sustituyó el inhibidor de corrosión a base de fosfato por un sistema a base de zinc de uso común. Durante los primeros dos años de operación, los índices de corrosión han sido aceptables y han variado entre 1 y 2 ml por año.
La Pacific Northwest Pollution Control Association (PNPCA) le entregó a Rohm & Haas Corporation su premio anual “Industrial Pollution Control Award” por los logros en cuanto al control de la contaminación en su nueva planta de Elma, Washington. Richard Engelbrecht, presidente de la Water Pollution Control Federation, hizo entrega del premio a John A. Durrell, gerente de la planta de Elma, en la 44ª reunión anual de la PNPCA.
Se le otorgó a Rohm & Haas Corporation uno de los seis premios State Environmental Excellence Awards por los “innovadores y vanguardistas controles de contaminación” aplicados en su planta de Elma. Los ganadores fueron seleccionados por la Comisión de Ecología del Estado de Washington a partir de una serie de nominaciones. Rohm & Haas fue nominada para el premio por los funcionarios de la ciudad de Elma que señalaron la “actitud de cooperación y de buen vecino” de la empresa cuando hicieron la nominación.
Rohm & Haas ha procurado activamente alcanzar un alto grado de control de la contaminación al planificar las etapas de la planta de Elma. Si bien muchos de los logros en Elma fueron precedidos por la planta de la empresa en Danvers, Massachusetts, algunos de los sistemas instalados eran totalmente innovadores y requerían avances en tecnología de vanguardia. Las medidas de control de derrames en la planta son ejemplares y sirven de modelo para otras empresas del sector. El Departamento de Ecología de Washington elogió a Rohm & Haas por tener el sistema más integral de la zona.