Remoción de metales pesados mediante neutralización

Neutralización
Un sinnúmero de descargas industriales ocurren en condiciones de acidez o alcalinidad que son incompatibles con las normas de descarga o con los procesos biológicos o físico químicos posteriores. En particular, los Sistemas biológicos requieren un pH entre 6,5 y 8,5 y además Producen CO2.
Para procesos biológicos, el grado de pre-neutralización requerido es una función de laDBO ("demanda bioquímica de oxígeno) y del contenido de alcalinidad o de acidez (capacidad de producción o de consumo de ácido, que es distinto del pH).
Procesos típicos de neutralización
Mezclar efluentes ácidos y alcalinos en un ecualizador y disponer de alguna capacidad de retención de cargas fuertes en ácido o álcali. Si la actividad industrial del caso genera desechos tanto ácidos comoalcalinos, se deben utilizar tanto la acidez como la alcalinidad excedentes para producir un efluente neutro.
Neutralizar ácidos en lechos de caliza. La caliza se da en forma natural como piedras y tal nombre se refiere al carbonato de calcio; la disolución del carbonato genera alcalinidad. Los lechos pueden ser tanto de flujo ascendente como descendente, la tasa de carga de diseño -sin informaciónadicional de laboratorio- es del orden de los 4*10-2m3/(min*m2); esta tasa está definida por las constantes de la caliza y por el tiempo de residencia típico de neutralización de caudales ácidos del tipo industrial.
Si hay ácido sulfúrico, la concentración de ácido no debiera exceder un 0,6% de H2SO4 para no formar una capa excesiva de CaSO4 (no reactiva) y se debe vigilar que la evolución deCO2 no sea excesiva (pues produce un efecto tampón)
Mezcla de ácidos con lodos de cal. Se suele llamar "cal" al hidróxido de calcio, también citado como "cal viva" (cuando la "cal apagada" es el óxido de calcio). El grado de neutralización dependerá del tipo de cal utilizada. Si hay una fracción magnésica, la reacción de neutralización es muy rápida y llega a pH bajo 4,2. El diseño depende de lacurva de titulación de la cal a utilizar.
La reacción de la cal se acelera -como muchas otras- por calor y por agitación física. En sistemas altamente reactivos, se requieren unos diez minutos. La cal se utiliza en lodos al 8 a 15 %.
Otros agentes neutralizantes (alcalinos) típicos son el NaOH, el Na2CO3 o el NH4OH.
Residuos alcalinos, también llamados básicos. Se puede utilizar cualquierácido fuerte. Por consideraciones prácticas, la elección se limita a considerar el ácido sulfúrico (en la máxima dosis tolerable sin exceder la norma de descarga de sulfatos) y el ácido clorhídrico (para completar la neutralización). La reacción es prácticamente instantánea, pero el grado de mezcla no es instantáneo.
Si se dispone de gases de combustión con CO2 en el orden del 14%, se puedeburbujear este gas en la solución alcalina. El CO2 establece un equilibrio con gas carbónico, HCO3- cuya capacidad ácida se utiliza para neutralizar la carga alcalina. La reacción es -naturalmente- más lenta que la de los ácidos fuertes en fase líquida pero suele ser de mucho menor costo y aporta –aunque mínimamente- al abatimiento de la carga atmosférica de gases invernadero.
Sistemas Utilizados paraneutralización
Para flujos por debajo de unos 400 m3/día, se suele operar en modo estático (discontinuo, batch); los sistemas estáticos pueden tener controladores automáticos o ser operados manualmente.
Si el flujo excede los 400 m3/día, la regulación de pH se realiza en línea, mediante controladores automáticos.
Si se opera en línea, es importante obtener un buen grado de homogeneización dela solución. La agitación por aire requiere tasas de 0,3 a 0,9 m3 de aire/minuto/m2 de tanque. La agitación mecánica requiere de unos 0,4 HP/m3.
Control automático de neutralización
El control de pH es difícil. La razones se relacionan con:
La alta no - linealidad entre flujo de neutralizante y cambio de pH del caudal a neutralizar el pH de un efluente industrial puede variar con...