Análisis de casos clásicos de proyectos EPC de aguas residuales en la industria química

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　I. Introducción 　　En los últimos años, con el rápido desarrollo de la industrialización en China, ha habido una creciente demanda de energía y materias primas. Esto ha acelerado el desarrollo de industrias químicas como la petroquímica, la carbón-química y la química fina. La industria química es un gran consumidor de agua y generador de aguas residuales, lo que representa una oportunidad de desarrollo única para nuestras empresas de tratamiento de aguas. Meihua Boda actúa en el momento oportuno, apoyándose en tecnologías avanzadas y capacidades de I+D para crear soluciones integrales para sistemas de agua adecuadas para diferentes industrias. Al prestar servicios para proyectos de tratamiento de agua en empresas como Shenhua Coal-to-Olefins, Shenhua Coal-to-Oil, Shenhua Polyoxymethylene, Jinxin Chemical Industry y Shandong Zhongsheng Chemical Industry, se demuestra el mayor grado de madurez y perfección de las soluciones integrales que ofrece Meihua Boda en el área del tratamiento de agua para la industria del carbón. Esto también nos permite consolidar nuestra posición como líderes en este campo. Al mismo tiempo, gracias a nuestra tecnología avanzada, calidad excelente y servicio de primer nivel, hemos ganado la confianza de muchos clientes. Ejemplos de ello son los proyectos de tratamiento y eliminación de aguas residuales para Tenglong Aromatics (Xiamen) Co., Ltd.; el proyecto de planta de tratamiento de aguas residuales con capacidad de 30.000 m³/d para Jiangsu Sopco (Group) Co., Ltd.; y el proyecto de tratamiento de aguas para Hengli Petrochemical (Dalian) Co., Ltd., del cual fuimos los ganadores de la licitación. 　　Es bien sabido que las aguas residuales químicas se caracterizan por una alta concentración de materia orgánica, un alto contenido de sales, un color intenso y una composición compleja. A menudo contienen sustancias tóxicas y dañinas para los microorganismos, así como materiales orgánicos difíciles de biodegradar. Por lo tanto, su tratamiento es muy complicado. A continuación, se presentan dos casos de proyectos para ilustrar la aplicación de las tecnologías de tratamiento de aguas en diferentes industrias químicas. 　　II. Soluciones para sistemas de agua de Tenglong Aromatics (Xiamen) Co., Ltd.
1. Resumen del proyecto
Tenglong Aromatics (Xiamen) Co., Ltd. es una empresa petroquímica que produce PX. Su capacidad de producción está diseñada para ser de 800,000 toneladas al año. La empresa forma parte del plan nacional para el desarrollo de la industria del PX durante el período “11º Plan Quinquenal”. El sistema de agua del proyecto Tenglong Aromatics se divide principalmente en dos partes: la ingeniería de tratamiento de agua y la ingeniería de tratamiento de aguas residuales. Los proyectos de tratamiento de agua incluyen: un sistema de tratamiento de agua industrial (140,000 m3/d), un sistema de suministro de agua potable para uso doméstico (50 m3/h), un sistema para el tratamiento de agua desalinizada (72,000 m3/d), un sistema para el tratamiento del agua resultante de la condensación del vapor (14,400 m3/d) y un sistema de agua para extinción de incendios (750 L/s). El proyecto de tratamiento de aguas residuales consta de cinco partes: el sistema de tratamiento de aguas residuales, el sistema de monitoreo de aguas pluviales y de tanques para emergencias relacionadas con incendios, el sistema de captación y tratamiento de olores en las plantas de tratamiento de aguas residuales, el sistema de destilación de aguas residuales que contienen BTX (30 m³/h), y el sistema de tratamiento y reutilización de aguas limpias (250 m³/h). El sistema de tratamiento de aguas residuales incluye, a su vez, una unidad para el tratamiento de aguas residuales contaminadas con aceites (350 m³/h), una unidad para el tratamiento de aguas residuales contaminadas con sales (250 m³/h, más un sistema de reutilización de agua de 100 m³/h), una unidad para la deshidratación de lodos (15 m³/h), y una unidad para la recuperación de aceites contaminados (15 m³/h). El sistema de agua relacionado con el proyecto Tenglong Aromatics es bastante completo, abarcando un rango muy amplio; los métodos de proceso son complejos y variados. Solo la estación de agua de refrigeración por circulación no está incluida en él. 　　2. Tecnologías de procesamiento y superación de dificultades
1) Introducción a los tres sistemas de tratamiento de agua
(1) Sistema de tratamiento de agua industrial
El agua bruta proviene de embalses o ríos. El proceso de tratamiento se basa en las técnicas tradicionales siguientes:
Agua bruta → Tanque de almacenamiento de agua bruta → Tanque de sedimentación por coagulación → Filtro de arena (filtro de tipo V) → Desinfección → Tanque de agua limpia/tanque para bomberos → Transporte a presión hasta los usuarios finales.
Las dificultades de este proyecto son el gran volumen de agua a tratar y la escasez de espacio. Para resolver este problema, cambiamos los tanques de clarificación con agitación mecánica por tanques de sedimentación de tipo laminar. Además, los tanques de coagulación y sedimentación se construyeron encima del tanque original. Dado que es difícil construir tanques de clarificación con agitación mecánica encima de un tanque, así se resolvió el problema de la falta de espacio. 　　(2) Sistema de agua desionizada 　　El proceso de desionización se basa en el intercambio iónico; las columnas catódicas y anódicas son de tipo de dos cámaras. Este proceso es maduro y fiable; contamos con amplia experiencia en su implementación. La velocidad de filtración y la capacidad de intercambio son los factores clave a controlar. 　　(3) Sistema de tratamiento del agua de condensación por vapor. Este sistema permite reutilizar el agua de condensación del vapor, con el objetivo de eliminar aceites, hierro y sales. El proceso es el siguiente: agua de condensación del vapor → intercambiador de calor → filtro para eliminar aceites e hierro → intercambiador iónico mixto → tanque de almacenamiento del agua → transporte a presión hacia la caldera. La parte más importante de este sistema es la eliminación de aceites e hierro; por eso, elegimos los filtros para esta tarea de manera muy cuidadosa y rigurosa. Queremos ofrecer a nuestros clientes equipos de tratamiento avanzados, fiables, seguros en su funcionamiento, fáciles de operar y económicos en su uso; por eso, tras realizar numerosas investigaciones y comparaciones, hemos seleccionado al proveedor adecuado de estos equipos. 　　2) Introducción a los dos sistemas de tratamiento de aguas residuales 　　(1) Sistema de tratamiento de aguas residuales 　　El sistema de tratamiento de aguas residuales consta de dos unidades: la unidad de tratamiento de aguas residuales con aceites y la unidad de tratamiento de aguas residuales con sales. 　　A. Proceso de tratamiento de aguas residuales con aceites:
Agua residual con aceites → Tanque de regulación y eliminación de aceites → Bomba de elevación → Flotación por turbulencia → Flotación por disolución de gas → Tanque biológico A/O → Segundo tanque de sedimentación → Tanque BAF → Filtro de arena → Filtro de carbón activo → Desinfección → Tanque de reutilización de agua → Envío a los usuarios bajo presión.

B. Proceso de tratamiento de aguas residuales salinas:
Agua residual salina → Tanque de regulación y eliminación de aceites → Bomba de elevación → Flotación por turbulencia → Flotación por disolución de gas → Tanque biológico A/O → Segundo tanque de sedimentación → Tanque BAF → Vertido conforme a los estándares establecidos.

Dado que la calidad y cantidad de agua en ambos tipos de aguas residuales son similares, solo existe una diferencia en el contenido de sales. Por lo tanto, se utilizan los mismos procesos de pretratamiento y biológicos. Sin embargo, las aguas residuales salinas no se reutilizan, sino que se verten conforme a los estándares establecidos. Se unificaron el tipo de piscina, su capacidad y la configuración del equipo, lo que facilita el diseño, permite una distribución más racional en el plano y simplifica su operación y mantenimiento. 　　El diseño de las piscinas A/O tiene en cuenta las características de la calidad del agua, así como la facilidad de operación y mantenimiento. Se utilizan aireadores de chorro en forma de disco, los cuales permiten mantener un nivel normal de oxígeno disuelto en el agua. BAF es un proceso maduro de nuestra empresa, que se utiliza en muchos proyectos. Además, sobre la base del diseño tradicional, se han realizado ajustes en la entrada de aire y de agua para lograr una distribución más uniforme. 　　(2) Sistema de tratamiento y reutilización de aguas residuales tratadas
Aguas residuales tratadas → Tanque de regulación → Ablandamiento, coagulación y sedimentación → Filtro de arena → Filtración adicional → Ultrafiltración UF → Filtración adicional → Osmosis inversa RO → Tanque de agua reutilizable → Transporte a presión hacia los diferentes usuarios.
Las aguas residuales tratadas se procesan mediante el método de doble membrana; una vez tratadas, pueden ser utilizadas como agua industrial. El líquido resultante de la osmosis inversa se envía al sistema de tratamiento de aguas salinas para su posterior eliminación de acuerdo con las normas establecidas. 　　El proyecto EPC para el tratamiento de agua con aromáticos de Tenglong es un proyecto complejo y a gran escala de tratamiento de aguas. Nuestra empresa, gracias a su amplia experiencia técnica y en gestión, velará por que la calidad en los aspectos de diseño, adquisiciones y construcción sea óptima, con el fin de entregar a los clientes un proyecto que les satisfaga plenamente. Este proyecto es una prueba de nuestras capacidades integrales, y al mismo tiempo nos permite mejorar nuestra experiencia en la gestión de proyectos a gran escala. 　　III. Diseño del complejo de tratamiento de aguas residuales de Jiangsu Supor (Group) Co., Ltd., con una capacidad de 30,000 m³/día
1. Resumen del proyecto
Jiangsu Supor (Group) Co., Ltd. se encuentra en las afueras de la ciudad histórica y cultural de Zhenjiang, en China. Está situada en el punto donde convergen el río Yangtze y el Gran Canal Beijing-Hangzhou. Actualmente, la empresa cuenta con una capacidad de producción de 600,000 toneladas de ácido acético glacial, 250,000 toneladas de acetato de etilo, 120,000 toneladas de cloro-álcali, 40,000 toneladas de espumantes ADC, 20,000 toneladas de polímeros de PVC, 10,000 toneladas de hipoclorito de sodio y 10,000 toneladas de agentes aceleradores de vulcanización para caucho. La capacidad de producción de ácido acético glacial, espumantes ADC, hipoclorito de sodio y agentes aceleradores de vulcanización para caucho es una de las más altas en el sector en China. En particular, la capacidad de producción de ácido acético glacial es la primera en China y la tercera a nivel mundial. 　　Con el fin de proteger el medio ambiente local y guiada por un fuerte sentido de responsabilidad social, Jiangsu Supor (Group) Co., Ltd. tiene la intención, desde una perspectiva de desarrollo a largo plazo, de construir una planta integral de tratamiento de aguas residuales. La capacidad total de tratamiento de aguas residuales es de 30,000 m³/día, de los cuales 10,000 m³/día corresponden al agua reutilizada. 　　La planificación del proyecto contempla su construcción en dos fases; la capacidad de tratamiento de aguas residuales en la primera fase es de 10,000 m³/día ； La capacidad de tratamiento de aguas residuales en la segunda fase es de 20,000 m³/día, mientras que la capacidad de reutilización de agua es de 10,000 m³/día. 　　2. Tecnología de procesamiento y problemas principales 　　Este proyecto consiste en una planta de tratamiento integral de aguas residuales diseñada por el grupo Sop para abastecer a las instalaciones de producción a largo plazo. La planificación de dichas instalaciones presenta una gran incertidumbre. Las condiciones de entrada de agua en esta planta son complejas; en particular, es difícil tratar las aguas residuales provenientes del polivinil alcohol (PVA), los espumantes ADC y el PVC. 　　Los contaminantes orgánicos compuestos por PVA presentan altas concentraciones y son difíciles de biodegradar (B/C menor a 0.1). Cuando las aguas residuales que contienen PVA se vierten en los cuerpos de agua, este se acumula en grandes cantidades en el medio acuático, lo que provoca un aumento de las espumas en la superficie del agua y un incremento en su viscosidad. Esto afecta la actividad de los microorganismos aeróbicos, causando así graves problemas ambientales. 　　Las aguas residuales de espumantes ADC son aguas orgánicas con alto contenido de sales y nitrógeno amónico, además de tener una composición orgánica compleja. Sus indicadores de contaminación se manifiestan principalmente a través del COD, que refleja la combinación de componentes orgánicos como la urea, el hidracina hidratada, la duiurea y el ADC. También existen otros indicadores como NH3-N, SO42‑, Cl‑ y SS, que pueden manifestarse tanto en conjunto con otros componentes inorgánicos como de forma independiente. 　　Durante el proceso de producción de polivinilo cloruro (PVC), se generan aguas residuales orgánicas que contienen grandes cantidades de PVC. Las aguas residuales están compuestas por tres partes: agua de enjuague del tanque, líquido madre resultante de la centrifugación y agua de lavado. El agua de enjuague del tanque es la principal fuente de estas aguas residuales; los principales contaminantes son el polivinil cloruro, los emulsionantes y otros agentes similares. Las aguas residuales de PVC son de color blanco lechoso; su superficie está cubierta de espuma en grandes cantidades. No hay partículas visibles en ellas. El valor de CODcr es de aproximadamente 12000–20000 mg/L. 　　Dado que se trata de una planta integral de tratamiento de aguas residuales, no es posible recibir directamente las aguas residuales provenientes de los diferentes equipos. Es necesario someter dichas aguas a un tratamiento previo antes de poder enviarlas a la planta de tratamiento integral. Según el análisis anterior, las aguas residuales que llegan a las plantas de tratamiento integral son aguas orgánicas que contienen sustancias difíciles de biodegradar y un alto nivel de nitrógeno amónico. Por lo tanto, se eligió el proceso de tratamiento basado en la combinación “hidrólisis-acidificación + A/O”. Este proceso es maduro y estable, cuenta con numerosos casos de éxito y su operación es sencilla. 　　Tras varias discusiones con el propietario, se determinó que la calidad del agua de entrada a la planta de tratamiento de aguas residuales es la siguiente:
**Tabla de calidad del agua de entrada para la planta de tratamiento de aguas residuales**
La calidad del agua de salida debe cumplir con los estándares establecidos en las “Normas de emisión de contaminantes principales en la industria química”, DB32/939-2006, nivel 1. La calidad del agua que se obtiene tras el tratamiento es la siguiente:
Tabla de calidad del agua de salida de la planta de tratamiento de aguas residuales.
Además, de acuerdo con los requisitos de control del contenido total de COD, cuando la capacidad de tratamiento sea de 30.000 m³/día, será necesario reutilizar 10.000 m³/día de ese agua. De esta manera, se podrá equilibrar el volumen total de COD emitido dentro del grupo empresarial. El grupo Sop solo puede absorber tal cantidad de agua mediante el reabastecimiento de agua de refrigeración circulante. Consideramos que el contenido de sales en las aguas residuales es elevado, por lo que es necesario realizar un proceso de desalinización para poder reutilizarlas. Por eso, el proceso de tratamiento de las aguas reutilizables consiste en el método “UF+RO”, es decir, un proceso con doble membrana. 　　Otros aspectos que deben tenerse en cuenta en el diseño: Es necesario prestar especial atención a la capacidad de resistencia a los impactos de las instalaciones de tratamiento de aguas residuales, así como al margen de seguridad en su diseño, con el objetivo de lograr una solución tanto económica como fiable. Al mismo tiempo, el propietario tiene características distintivas en la planificación del recinto industrial; da una gran importancia a la vegetación en dicho área. Por ello, se mantuvo una estrecha comunicación con el propietario respecto a la distribución del espacio, con el objetivo de que se ajustara al estilo general del recinto industrial existente.