PRODUCCIÓN 2011 MÁS LIMPIA (PML)
CÁLCULO DE BALANCE DE MASA EN UNA PLANTA DE GALVANOPLASTIA GALVANOPLASTIA Esquema del proceso de galvanoplastia:
U NIVERSIDAD NACIONAL DE DE INGENIERÍA INGENIERÍA
F ACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTIL ÁREA ACADÉMICA DE INGENIERÍA QUÍMICA GESTION AMBIENTAL Y EMPRESARIAL 1ER TRABAJO DE PRODUCCION MAS LIMPIA ALUMNOS: ÁVILA ÁVILA CÉSAR OMAR 20072590C CHUQUIRAY MUÑOZ JONATHAN 20071228I RIVEROS ALCEDO RENATO GONZALO 20074555K V ALDERRAMA LÓPEZ ROXANA ANGÉLICA 20072644F V IVANCO IVANCO MUNAYCO NELSON GIOVANNI 20072544A
PROFESORA: ING. CESAR OSORIO
FECHA
DE PRESENTACIÓN
Lote 6 de8objetos Objeto de de aluminio Anodización Enjuague Teñido Sellado Enjuague desengrasado 2 4 (Enjuague final) Aluminio aluminiogalvanizado
1. Con base en la información arriba mencionada, prepare un balance de aluminio para la línea de producción ¿Cuánto aluminio descarga esta planta cada año?
Contami Ace
Se realiza un balance de aluminio teniendo en cuenta que hay pérdida de aluminio en el proceso de teñido y en el de anodización: Entrada de objetos de aluminio = Salida de objetos de aluminio + Perdidas de aluminio en el teñido + Perdidas de aluminio en el anodizado. Se sabe que la tasa de galvanoplastia es de 100 m2/hora y la planta trabaja 5500 horas/año, por lo tanto al año se producen 550 000 m2/año. La pérdida de aluminio durante el proceso de teñido es de 80g/ m2 y la pérdida de aluminio durante el proceso de anodización es de 20g/ m2, por lo tanto la descarga total de aluminio en los efluentes de esta planta serán:
550000m2/año x 80g/ m2 + 550 000 m2/año x 20g/ m2 = 55 000 Kg de aluminio/año.
1. El arrastre está expresado en términos del volumen del líquido de proceso que
es arrastrado al baño de enjuague por cada unidad de tiempo. Para los cálculos restantes, suponga que el arrastre del baño anodizante y el baño de sellado es el mismo que el del baño desengrasante. Calcular el volumen del arrastre del:
a) Baño de desengrasado Concentración de la sal en el baño = 25 g/ L (constante) Cantidad de sal añadida diariamente = 24 Kg/día Realizando un balance de sal: Cantidad de sal añadida diariamente = cantidad de sal arrastrada diariamente
24 kg/día = volumen de arrastre x concentración de sales desengrasantes en el baño x 24 horas/día Volumen de arrastre = 24 Kg / dia 25 g / Lx 24horas/ dia
x1000
Volumen de arrastre = 40 L/hora.
b) Baño de teñido Cantidad de aluminio disuelto en el baño por área del objeto = 80 g/ m2 Concentración máxima de aluminio en el baño = 50 g/L Cantidad de aluminio disuelto= Volumen de arrastre x concentración de aluminio 80 g/ m2 x 100 m2/hora = Volumen de arrastre x 50g/L
Volumen de arrastre = 160 L/hora.
1. Calcule la cantidad total de agua de enjuague utilizada para los cuatro baños de enjuague. Para el baño 2: El factor de enjuague es de 100, por lo tanto la concentración de la sal en el baño es: Factor de enjuague x concentración del volumen de arrastre = concentración del baño de enjuague 0.01
25g/L = 0.25 g/L
Calculamos el volumen de este enjuague por dilución: Volumen de arrastre x concentración del volumen de arrastre = concentración del baño de enjuague x Volumen del agua de enjuague. 40L/hora x 25 g/L = 0.25g/L x Volumen2 Volumen 2 = 4000 L/h= 4m 3 /h
Para el baño 4: El factor de enjuague es de 100, por lo tanto la concentración de la sal en el baño es: 0.01× 50g/L = 0.5 g/L Calculamos el volumen de este enjuague por dilución: 160L/hora x 50 g/L = 0.5g/L x Volumen4 Volumen 4 = 16000 L/h= 16 m 3 /h
Para el baño 6: El factor de enjuague es de 1000, por lo tanto la concentración de la sal en el baño es: 0.001 x 200g/L = 0.2 g/L Calculamos el volumen de este enjuague por dilución: 40 L/hora x 200 g/L = 0.2g/L x Volumen6 Volumen 6 = 40000 L/h= 40 m 3 /h
Para el baño 8:
El factor de enjuague es de 100, por lo tanto la concentración de la sal en el baño es: 0.01 x 5g/L = 0.05 g/L Calculamos el volumen de este enjuague por dilución: 40 L/hora x 5g/L = 0.05g/L x Volumen8 Volumen 8 = 4000 L/h= 4 m 3 /h Consumo total de agua de enjuague = 4 m 3 /h + 16 m 3 /h + 40 m 3 /h + 4 m 3 /h = 64 m3 /h Los baños de enjuague 2, 4 y 6 utilizan agua corriente mientras que el baño de enjuague 8 utiliza agua destilada o desmineralizada. Consumo de agua corriente anual para enjuague = 60 m 3 /h x 5500 h/año = 330 000 m 3 Consumo de agua corriente anual para enjuague = 4 m 3 /h x 5500 h/año = 22 000 m 3 Consumo total de agua de enjuague anual = 64 m 3 /h x 5500 h/año = 352000 m3
1. El tiempo de residencia es el intervalo entre dos vaciados consecutivos del
baño anodizante. Calcule el tiempo de residencia del baño anodizante.
El tiempo de residencia se obtiene a partir del siguiente balance de aluminio: Masa de aluminio en el baño/ hora x tiempo de residencia = Acumulación de aluminio en el baño – masa de aluminio que se pierde por arrastre al baño de enjuague 20g/ m2 x 100 m2/h x tiempo de residencia = 20 m3 x 15g/L – (40L/h x 7.5 g/L x tiempo de residencia )
Tiempo de residencia = 176.47 horas
2. Indicar para cada uno de los flujos de agua de enjuague: a) Los contaminantes que están presentes en el agua de enjuague b) El volumen de cada contaminante que se descarga anualmente (la ‘carga’) •
Para el baño de enjuague 2: El contaminante presente en este baño es la sal desengrasante , la descarga anual de este contaminante se calcula así:
Descarga anual del contaminante = Concentración del contaminante en el baño de enjuague x Volumen del agua de enjuague = concentración en el volumen de arrastre x volumen de arrastre. Descarga anual = 4000 L/h x 0.25 g/L x 5500 h/día = 5500 Kg/año •
Para el baño de enjuague 4: Los contaminantes presentes en este baño son la sosa caustica, aditivos de teñido y aluminio, la descarga anual de estos contaminantes son: Carga anual de sosa caustica = 70g/L x 160 L/h x 5500 h/año = 61 600 Kg/año Carga anual de aditivos de teñido = 15g/L x 160 L/h x 5500 h/año = 13 200 Kg/año Carga anual de Aluminio = 50g/L x 160 L/h x 5500 h/año = 44 000 Kg/año
•
Para el baño de enjuague 6: Los contaminantes presentes en este baño son el acidosulfúrico y aluminio, la descarga anual de estos contaminantes son: Carga anual de acido sulfúrico = 200 g/L x 40 L/h x 5500 h/año = 44 000 Kg/año Carga anual de Aluminio = 7.5 g/L x 40 L/h x 5500 h/año = 1 650 Kg/año
•
Para el baño de enjuague 8: El contaminante presente en este baño es el acetato de níquel , la descarga anual de este contaminante es: Carga anual de acetato de níquel = 5 g/L x 40 L/h x 5500 h/año = 1 100 Kg/año
1.2.5 Ejercicio preliminar: identificación de procesos alternativos Pregunta 1 Muchos procesos industriales se llevan a cabo por lote, como sucede en el enjuague. Estos procesos de enjuague pueden sustituirse por uno de contracorriente. Identifique diarios y artículos referentes que expliquen las ventajas en eficiencia del enjuague a contracorriente versus el enjuague por lotes. Enjuague por lotes:El enjuague por lotes se refiere a la práctica de reutilizar los enjuagues para un cierto número de objetos a ser galvanizados, el inconveniente de este método es que se arrastra muchos contaminantes de un proceso a otro y la cantidad de agua para enjuague utilizada es mucha ya que para que estos baños se mantengan a concentraciones adecuadas se agrega agua pura constantemente y se desechan aguas con alta carga contaminante.
Enjuagues a contracorriente:El enjuague a contracorriente se refiere a la práctica de utilizar varios enjuagues conectados en serie. Se introduce agua limpia al enjuague que se encuentra más lejano a la solución del proceso, y fluyehasta el tanque más cercano a dicha solución.
Esta técnica se denomina "contracorriente", debido a que el agua y las piezas fluyen en dirección opuesta. Al paso del tiempo, el primer enjuague se contamina por el arrastre y llega a estabilizarse con una concentración menor a la de la solución del proceso; el segundo enjuague seestabiliza a una concentraci6n todavía menor, yasí sucesivamente. Una mayor cantidad de enjuagues permite un menor consumo de agua deenjuague. Debe tenerse en cuenta que este modo aumenta el tiempo de producción, requieretanques adicionales de enjuague y ocupa espacio que podría ser utilizado en otro aspecto de laproducción. Se recomienda la instalación de un enjuague extra después de cada solución del proceso, trabajado a contracorriente, los enjuagues a contracorriente reducen el consumo de agua.
Instalar tanque de escurrimiento. El tanque de escurrimiento es un tanque vacio que sirve de recolector del arrastre de la soluci6n del proceso antes de enjuagar las piezas. Se recomienda el uso de tanques de escurrimiento para procesos con poca evaporación, o que necesiten escurrir durante un tiempo' prolongado (como el escurrimiento de los barriles en galvanizado y de las piezas en anodizado). Una gran ventaja de este sistema es que permite la recolecci6n del arrastre sin interferir en el flujooperativo ni demorar la producci6n. Para implementar esta opci6n se necesitan por lo menos dos tanques despu6s de la soluci6n del proceso. El primero sería un tanque vacio que recolecta la mayor parte del escurrimiento de las piezas y puede retomarse directamente al tanque del proceso. El o los tanques siguientes son tanques de enjuague que se recomienda operen a contracorriente
Beneficios ambientales. Los beneficios ambientales que se relacionan con la. reducci6n del arrastre de las soluciones del proceso son: • La reducción de las descargas de metales • La reducción de las descargas de compuestos t6xicos • La reducción del volumen de aguas residuales a tratar • La reducción del consumo de químicos en el tratamiento de aguas residuales • La reducción en la generaci6n de residuos s6li dos peligrosos.
Pregunta 2 Los metales pesados en el agua residual son un serio problema para las industrias. Los metales pesados pueden separarse en los lodos de un tratamiento de aguas residuales, pero no pueden recobrarse de ahí. Los lodos tienen que tratarse como un desecho peligroso. Una manera de solucionar este problema es recuperar estos metales pesados y reutilizarlos. ¿Cuántas tecnologías puede encontrar que estén diseñadas para recuperar los metales pesados de los efluentes?
Segregar las descargas de los enjuagues.
La segregación de las aguas residuales permite la recuperaci6n de los metales de aguas concentradas, lo cual reduce el consumo de reactivos de tratamiento de estas aguas, la segregación consiste en la separación de los residuos de los efluentes.
Desarrollo de procesos electroquímicos para el reciclado y la recuperación demetales (Pb, Zn, Ni…). El uso de los procesos electroquímicos permite obtener metales con una gran pureza y supone una alternativa más ecológica a la pirometalurgia clásica, pues evita la emisión de gases, sulfuros y partículas metálicas. La recuperación del metal se lleva a cabo mediante su deposición en forma metálica sobre el cátodo en un reactor electroquímico. Esto supone la formación de una nueva fase sólida. El tipo de reactor electroquímico se determina en función del valor del metal recuperado y de las leyes medioambientales. En segundo lugar, la elección del diseño está determinada por la posibilidad de reciclar el metal en forma metálica o como una disolución concentrada. La recuperación de metales por electrodeposición normalmente se lleva a cabo a partir de disoluciones concentradas usando un reactor abierto.
Bioremediación Se define como los procesos de eliminación de metales tóxicos desde los efluentes mineros, utilizando para lograr este objetivo, materiales de origen biológico. La bioremediación es parte de las tecnologías de remediación consideradas limpias, no contaminantes, otras son la fotólisis y sonólisis. Los procesos pueden clasificarse según el tipo y estado de material biológico que se utilice, en este caso se definen dos técnicas diferenciadas:
Biocumulación
Se basa en la absorción (sorción al interior) de las especies metálicas mediante los mecanismos de acumulación al interior de las células de biomasas vivas; varios estudios incluyen el uso de bacterias Gram+, Gram-, algas marinas, etc.
Bioadsorción o Biosorcion
Es el proceso de adsorción (sorción de superficie) que se realiza sobre biomasas secas, a partir de residuos de cultivos de fermentación o de derivados de organismos animales y vegetales. Las biomasas fungales residuales de los procesos de enzimas son útiles en la biosorción de uranio1, las algas secas en la biosorción de cadmio2, quitina y quitosano, extraido de la caparazón de crustáceos por ejemplo, desde residuos de la industria de langostinos biosorben una serie de metales; además son útiles la celulosa de variedad de vegetales, colágeno de tejidos óseos, etc. La utilización de microorganismos como biosorbentes de metales pesados, ofrece una alternativa potencial a los métodos ya existentes para la destoxificación y recuperación de metales tóxicos o valiosos presentes en aguas residuales industriales. Muchas levaduras, hongos, algas, bacterias y cierta flora acuática tienen la capacidad de concentrar metales a partir de soluciones acuosas diluidas y de acumularlas dentro de la estructura microbiana. Actualmente los procesos biotecnológicos más eficientes utilizan la biosorción y la bioprecipitación, pero otros procesos tales como la unión a
macromoléculas específicas pueden tener un potencial en el futuro. Las tecnologías que usan estos procesos son comúnmente usadas para el control de la contaminación de diversas fuentes.
Capacidad de biosorción A la hora de determinar la viabilidad de aplicación de un biosorbente en particular, la capacidad máxima de biosorción contribuye en gran medida al coste total del proceso. Este valor tiene una influencia directa en la masa de biosorbente necesaria y consecuentemente en la cantidad de residuos generados para su disposición final, así como el coste y el tipo de transporte requerido. Incluso si un biosorbente puede ser adquirido de forma gratuita, el coste de transporte puede hacer que el proceso sea prohibitivo. Como en cualquier proceso industrial, entre más cerca se encuentre la materia prima (en este caso el biosorbente) del punto de aplicación, más viable es el proceso. Algunos adsorbentes de bajo coste como el quitosán, las zeolitas, y la lignina, han demostrado su gran capacidad de adsorción, siendo mucho mejores que el carbón activo comercial. Algunos metales pesados tóxicos como el cobre, zinc, cadmio, y mercurio han sido recuperados efectivamente y estando a concentraciones elevadas por el quitosán.
Cuadro comparativo entre métodos convencionales de tratamiento de efluentes:
PLAN DE ACCIÓN AMBIENTAL CORPORATIVO A continuación se han colocado las acciones para ejecutar un programa de producción más limpia en orden de prioridad:
1. Obtenga el compromiso de la gerencia. El compromiso de la Alta gerencia impulsa el desarrollo de un programa de Producción Mas Limpia, pues esto significa disponer de recursos materiales, humanos y financieros para lograr los objetivos.
2. Seleccione gente para el equipo de evaluación. Constituir un comité de Producción Mas Limpia que sea responsable de la implementación y coordinación de las actividades del programa.
3. Establezca metas de producción más limpia. Los objetivos y las metas deben de ser ambiciosas y a la vez realistas para motivar a realizar un esfuerzo significativo poder asegurar el éxito.
4. Genere los balances de masa para las operaciones unitarias existentes. Estos balances tienen como finalidad detectar y cuantificar las operaciones unitarias donde hay alguna situación de mal uso o desperdicio de recursos.
5. Seleccione los criterios para la evaluación de las opciones de producción más limpia. Se debe determinar el tipo de evaluación que se debe aplicar para tomar una decisión sobre la viabilidad de las opciones de producción más limpia.
6. Calcule el periodo de recuperación para las opciones de producción más
limpia generadas.
Se deben priorizar las opciones de producción más limpia, una forma de priorizarlas seria escoger aquellas con periodos muy cortos de recuperación de la inversión.
7. Verifique si las opciones para la producción más limpia cumplen con las regulaciones gubernamentales. Se debe verificar sobre el cumplimiento legal de estas opciones antes de ser aplicadas.
8. Visite las instalaciones seleccionadas para la aplicación de las opciones de producción más limpia. Luego de tener las opciones priorizadas se procede a visitar las instalaciones donde se aplicaran estas opciones para ver si serán factibles o no.
9. Evalúe los resultados de la aplicación de las opciones de producción más limpia. Luego de aplicar las opciones de producción más limpia se debe evaluar los resultados considerando cambios en las cantidades generadas de emisiones y residuos, así como si hay cambios en el consumo de recursos.
10. Inicie programas de capacitación para los empleados en producción más limpia y conciencia ambiental.
Luego se evaluar los resultados se debe capacitar a los miembros de la organización con los conceptos de Producción mas limpia, para que se dé un programa de mejora continua en la organización.
11. Recompense a los empleados que descubran e informen sobre problemas ambientales y a quienes recomienden soluciones. Esta acción corresponde a la etapa de mejora continua en la que los empleados aportan ideas para que se sigan implementando nuevas y mejores opciones de producción más limpia.
AUDITORIA DE DESECHOS Y OPCIONES DE REDUCCIÓN EN UNA CURTIDURÍA Esquema del Proceso de curtido:
GUATEADO, RASURADO DESENGRASADOOP ACABADO RASURAR SECADO REMOJO DIVISIÓN DESCARANDURA PIDAJE, DESCARNADURA BAÑO DESECHO RECURTIDO, ALCALINO CURTIDO DE CROMO TEÑIDO, DE VERDE PSolventes, ARTES ENGRASADO CÁLCICAS CUE PIvegetales, Contaminantes BOD,COD, BOD, Remanente COD,SS, DS, SS, deDS, DS, agentes grasa amoniaco, delsales, alcalinidad, acidez, aguade NNsales, orgánico acabado sulfuros cromo, NH 3colorantes Partes colorantes División cálcicas Cromo Rasurados del ysintéticos, ysustancias desechos cromo formaldehido (materia (materia Descarnadura (materia químicas orgánica orgánica deverde preacab que(gr li c LIMAR
RO EL
Pelo, partes c
BALANCE DE MATERIA
Cuero descarnado y limado
33 Agua Líquido de 140m de enjuague curtido Agua140m 30m 33 30m Agua
ENJUAGUE CURTIDO
¿Cuál es la concentración de cromo en:
I) Los líquidos de curtido restantes: De las mediciones que se han realizado, se tiene: Agua de proceso 30m3/día y Liquido de curtido 90Kg/día de Cr Entonces la concentración de cromo en el líquido de curtido es: 90KgCrdía×día30m3 ⟶ 90 Kg de Cr por 30m3
II)Los efluentes de la etapa de curtido ( líquido y agua de enjuague): Cada m3 de agua cuesta 10 c. Si por día se gastan $17 de agua para el curtido, entonces se estarían empleando 170 m 3 en total. Como el líquido de curtido es de 30m 3, entonces el volumen de efluentes para el enjuague de curtido es de 140m 3 (170-30). El agua de curtido y de enjuague contiene en total 97 kg de Cr; entonces la concentración de cromo en los efluentes es: C= 97 kg de Cr170 m3H2O=570.6 mg/L
III)el total combinado de la descarga de agua residual de la planta.
La descarga total de agua residual de la planta es por dato: 1800m3; además la cantidad total de cromo desechado es de 97 kg al día. Entonces la concentración de cromo en la descarga total de agua es:
BALANCES DE MATERIA: Diagrama de flujo simple del proceso i)
Lugar donde va el Cromo Tanolin 332 kg Cr /día
Capas Líquidos Agua Piel cromadas Cromada: dede enjuag Cro de
ii)
Lugar a donde se dirige el agua en la etapa de curtido Agua para curtido 170 m3 /día
Cuero descarnado y limado 35 ton/día
Capas cromadas de piel: 28 ton/día
MEDIDAS OBVIAS DE REDUCCIÓN DE DESECHOS 2. Si puede lograrse una reducción del 50% en el agua de enjuague con un sistema de enjuague por lotes ¿Cuánta agua se ahorraría en el proceso de curtido? Datos: agua de enjuague 140m 3/día. 3 Enjuague 140m /día
Ahorro de agua:
Agua Licores de enjuag de cro
Piel cromad
ahorro=salidadeaguaxreducion ahorro=140m3diax0.5 ahorro=70m3dia 3.¿Cómo afectaría esto la concentración de cromo en:
i. el agua de enjuague? 70m 3 /día 7Kg Cr140m3/día
Enjuague 70m 3 /día
7Kg Cr
Nueva concentración:
concentracion=masaCrensalidavolumendeaguaenenjuague concentracion=7Kg70m3concentracion=100mg/L
ii. la corriente de agua residual combinada de la planta?
3 3 30m /día dede agua 170m /día aguapara el proceso 3 140m de agua para enjuague para/día el curtido
Curtido
El agua para enjuague representa el 82% (140/170) del agua total empleada para el curtido. Si consideramos que los otros enjuagues que se hacen en la fábrica representan aproximadamente el 82% del agua empleada en sus respectivos procesos. Podemos decir que de los 1800m 3 de agua residual, el 82% es destinado para enjuagues, así: → 1800m3×(≈ 82%) ≈ 1600 m3 de agua de enjuagues por día Si ahorramos el 50% de aguas de enjuagues, se tendría una cantidad de: 1600×50% = 800m 3 de agua de enjuagues por día El agua residual de toda la planta se reduciría a: 200m3(aguas de proceso) + 800m 3(aguas de enjuague) 3 ∴ 1000m de agua residual por día Debido a que la cantidad de cromo no ha cambiado, la concentración sería de aproximadamente: 97Kg/1000m3 = 97mg/l
iii. ¿Cuál es el ahorro directo en costos alcanzados?
Al reducir 70m3de agua en el enjuague del curtido:
ahorro=10cm3x 70m3 ahorro=$7 Al reducir 800m3de agua en los enjuague de toda laplanta:
ahorro=10cm3x 800m3 ahorro=$80
IDENTIFICAR DESECHOS PROBLEMA 4. De los pasos 11-14, identificar y dar cifras de: i)
Perdidas económicas significativas de cromo:
Masa Cr en líquidos de curtación: 90Kg/día Masa Cr en aguas de enjuague de curtido: 7 Kg/día Costo de cromo 7$/Kg
perdidaseconómicas=MCrliquidosdecurticion+MCraguasenjuague xCostoCr perdidaseconomicas=90Kgdia+7Kgdiax7$Kg perdidaseconomicas=90Kgdia+7Kgdiax7$Kg perdidaseconomicas=679$dia
ii)
Fuentes importantes de aguas residuales con cromo que puedan generar dificultades para cumplir con los estándares regulatorios:
La concentración en agua de enjuague:
concentracion=masaCrensalidaenjuaguevolumendeaguasalidaenj uague concentracion=7Kgdia140m3dia concentracion=50mg/L La concentración de las aguas residuales de planta:
concentracion=masaCrensalidavolumendeaguasalida concentracion=97Kgdia1800m3dia concentracion=54mg/L
iii) La pérdida más significativa de agua. ➢ ➢
Una perdida es en el proceso de enjuague ya que se necesita más agua que el proceso anterior. La salida de agua la cantidad que se descarga es 1800m 3/día, puede reciclarse el agua y el Cr.
SEGREGACIÓN DE DESECHOS 5. i)
¿Cuáles son las posibilidades de la segregación de desechos?
Ofrece una gran posibilidad de ahorro ya se en el agua de proceso que es usado diversos procesos y en grandes cantidades o también en la recuperación del Cr y reutilizarlo nuevamente en la curtación.
ii) ¿Qué beneficios podría tener la segregación?
Puede reutilizase las aguas del curtido ya que la concentración del Cr disuelto es muy alta 3000mg/L, utilizándose nuevamente en el curtido con lo que se ahorraría:
ahorro= salida masa Cr liquido de curtidox costoCr ahorro=90Kgdiax7$Kg ahorro=630$dia
La reutilización del agua de enjuague, en el mismo proceso de enjuague hasta que la concentración aumente y ser destinado al curtido:
ahorro= salida masa Cr liquido de enjuaguex costoCr ahorro=7Kgdiax7$Kg ahorro=49$dia La reutilización del agua de salida brinda la oportunidad de recuperar el Cr disuelto y también el agua de salida: Volumen de salida es = 1800m 3/día Concentración en la salida = 54 mg/L
ahorro en agua= salida Volumen agua residualx costoagua ahorro=1800m3diax10cm3 ahorro=18$dia ahorro en Cr= salida masa Cr liquido residualxx costoCr ahorro=ahorro=97Kgdiax7$Kg ahorro=679$dia
PRODUCCIÓN MÁS LIMPIA Opción A: Utilice una fórmula de agotamiento de cromo elevada en vez del tanolín Esto permite el 90% de la fijación de cormo en la piel en vez del actual 70%
6. ¿Cuáles son los ahorros para la curtiduría?
(Asuma los mismos precios para esta formulación*) Tenemos que: Costo de tanolin: $1000/Ton y se emplean 2076Kg/día. Entonces se gasta $2076/día
El tanolin está compuesto por 16% de cromo, esto es 332KgCr/día. Entonces el precio por cada Kg de Cr:
$2076/día332KgCr/dia=$6.25Kg de Cr Cromo que se desecha por efluentes:
Si se absorbe el 70% de Cr → 97Kg de Cr/día se desechan por los efluentes Si se absorbe el 90% de Cr 33.2Kg de Cr/día se desechan por los efluentes
Se ahorra 63.8Kg de Cr al día
Equivale a $399 ahorrados al día
¿A qué nivel esto reduciría el cromo en:
i) el efluente total de la planta? De los 332Kg de Cr, el 10% no es absorbido y se desecha por los efluentes: 332Kg×10% = 33.2Kg La concentración de cromo entonces será: Concentración de cromo = 33.2Kg/1800m 3 = 18,4mg/l
ii) el efluente de la etapa de curtido? El agua necesaria para la etapa de curtido es170m 3/día, la cantidad de cromo desechado en esta etapa es 33.2 kg de Cr/día Entonces la concentración de cromo en el efluente seria:
C=33.2 kg de Crdia170m3dia
iii) el líquido de curtido gastado?
C=195mg/L
El porcentaje de cromo que se distribuye entre los efluentes de los procesos de curtido y enjuague son: Efluente del proceso de curtido → contiene 93% de cromo (90/97x100%) Efluente del proceso de enjuague contiene 7% de cromo (7/97x100%)
Si se conserva este porcentaje de distribución del cromo en los efluentes, entonces: Para un 10% de desecho (33.2 kg de cromo), calculamos la concentración de cromo en el líquido del proceso de curtido:
C=33.2x0.93 kg de Cr30m3 C=1029mg/L
Opción B: Recobrar el Cromo gastado Recolectando efluentes relevantes y precipitando cromo no utilizado para su reutilización subsecuente. Asuma un porcentaje recuperado del 95% y un 30% del costo del comprar tanolin nuevo. Ignore el costo de capital de la planta de recuperación para este ejercicio.
7. ¿Cuáles son los ahorros para la curtiduría?
Se logra recuperar el 95% de cromo desechado en los efluentes. Esto equivale a 92Kg de cromo por día (97Kg×0.95). Esta opción considera que el costo del kilogramo de cromo recuperado es un 70% del costo de cromo nuevo: Ahorro = 92Kg de Cr×($6.25×70%) = $402.5 por Kg de Cr ¿A qué nivel esto reduciría el cromo en:
i)
el efluente total en la etapa de curtido?
Al recuperarse 92 Kg de cromo de los efluentes, se estaría desechando solo 5Kg de cromo. Por lo tanto la concentración en los 170m 3 de agua sería: Concentración de cromo =
ii)
5Kg de Cr170m3 = 29mg/L
el efluente total de la planta? De los 5Kg de cromo se calcula la concentración en los 1800m 3 de agua residual de la planta, esto sería: Concentración de cromo = 5Kg de Cr1800m3 = 2.7mg/L
Opción C: Reciclar el licor de curtido restante Para el curtir o completar el curtido subsecuente, asuma que el 67% del líquido puede ser reciclado; asuma que los costos de capital para instalación de cañerías y bombas es insignificante.
8. ¿Cuál es el ahorro de la compañía?
En los 30m3 de efluente del proceso de curtido existen 90 kg de Cr; aplicando la opción C para reciclar el licor de curtido restante se logra reciclar el 67% del cromo es decir: ahorro=90kg de Cr x 0.67 x$6.25kg de Cr ahorro=$376
¿A qué nivel esto reduciría el cromo en:
i)
Los líquidos de curtido remanentes descargados?
La concentración de cromo en los efluentes no varía con la aplicación de esta opción pues solo se recicla el licor para otro proceso subsecuente de curtido. Asi solo disminuye el volumen de efluente de este proceso.
ii)
el efluente total de la planta?
La cantidad de Cr que no ha sido reciclado del proceso de curtido son: 33% de 90kg de Cr = 29.7 kg de Cr. El proceso de enjuague sigue desechando 7 kg de Cr; por lo tanto la cantidad de Cr total desechado de la etapa de curtido es: 36.7 kg de Cr. El volumen reciclado del proceso de curtido es el 67% de 30m 3= 20.1m3 La concentración en el total de efluentes de la planta es:
C=36.7 Kg de Cr(1800-20.1)m3 C=21 mg/L
iii)
el efluente total de la etapa de curtido?
La cantidad de Cr que no ha sido reciclado del proceso de curtido son: 33% de 90kg de Cr = 29.7 kg de Cr. El proceso de enjuague sigue desechando 7 kg de Cr; por lo tanto la cantidad de Cr total desechado de la etapa de curtido es: 36.7 kg de Cr. El volumen reciclado del proceso de curtido es el 67% de 30m 3= 20.1m3 La concentración en el total de efluentes de la planta es:
C=36.7 Kg de Cr(170-20.1)m3 C=245 mg/L
Nelson revisa el manual que mencionaste, donde se encuentra el límite permitido de cromo en las aguas residuales y úsalo para evaluar las opciones
