Mejora del control del pH y del cumplimiento en efluentes industriales

Los efluentes industriales de las plantas de acabado de metales del Reino Unido, como The Royal Mint, están estrictamente regulados por las normativas de prevención y control de la contaminación (PPC) y la Ley de la Industria del Agua de 1991. El vertido de efluentes industriales sin permiso es un delito y existen controles estrictos para proteger la salud pública, el medioambiente y los sistemas de alcantarillado. Los permisos de vertido tienen como objetivo eliminar las sustancias peligrosas, incluidos los metales pesados y los materiales ácidos o alcalinos, de las aguas residuales.

Desafíos con el sistema de control de pH existente

El permiso de vertido especifica varios parámetros, entre ellos el volumen máximo de vertido diario, la carga de metales, la demanda química de oxígeno, el pH, la temperatura y la concentración de sólidos en suspensión. Para cumplir con estas regulaciones, The Royal Mint utilizaba tradicionalmente plantas de precipitación con dosificación de hidróxido para ajustar el valor del pH de sus efluentes. Sin embargo, debido a la naturaleza de los metales que se fabrican, el efluente del tanque del sensor de pH del fabricante es extremadamente glutinoso, lo que significa que las sondas y electrodos de pH existentes debían limpiarse como mínimo una vez por turno. Como resultado de esta contaminación del sensor, las lecturas de pH eran menos fiables, lo que se veía agravado por el mal tiempo de respuesta de los electrodos. A menudo era necesaria la intervención del operador para cumplir con la normativa, ya que el control del pH era muy deficiente.

"Cuando buscábamos mejorar nuestros sistemas de pH, descubrimos que la mayoría de los sensores requerían una limpieza manual o la instalación de un sistema de limpieza independiente", afirma Graham Hartry, director medioambiental (procesamiento de piezas en bruto) de The Royal Mint.

The Royal Mint buscaba un sistema de pH alternativo para mejorar la calidad de sus efluentes con el fin de cumplir mejor con la normativa, eliminar la necesidad de limpieza y mantenimiento diarios y mejorar la eficiencia.

Revisión y auditoría de los sistemas existentes

En colaboración con especialistas independientes en tratamiento de efluentes, The Royal Mint revisó y auditó los sistemas existentes en sus plantas de efluentes. Como parte de este proceso, se dieron cuenta de que sus sensores de pH/ORP convencionales tenían un sistema de referencia abierto, lo que significaba que el elemento y el electrolito estaban en contacto con el proceso. Esto permitía que los productos químicos se difundieran en la cámara de referencia y alteraran el sistema de referencia.

A medida que la unión de referencia se contamina, el potencial cambia, los productos químicos atacan el cable de referencia y el sensor no puede funcionar. Esto no solo provocó un aumento en los ciclos de limpieza y calibración, sino que también aumentó la frecuencia de fallas del sensor, lo que resultó en una disminución de la eficiencia y un aumento de los costos.

Solución mejorada de monitoreo de pH y ORP

Para superar los desafíos del sistema de monitoreo existente, se implementó una nueva solución que incorpora dosificación proporcional de hidróxido, monitores de calidad del agua pH y el sistema Q-Blast AutoClean de Badger Meter.

El sistema actualizado incluía monitores de pH Q46P y monitores ORP Q46R de la suite de soluciones BlueEdge. Estos sensores avanzados están diseñados para su uso en aplicaciones industriales y municipales y están específicamente diseñados para funcionar en medioambientes donde los sensores convencionales suelen fallar.

Los sensores diferenciales de pH/ORP de los monitores Q46P y Q46R consisten en un sistema de referencia sellado con un segundo electrodo de pH de vidrio como elemento de referencia en los sensores. El sistema de referencia de vidrio protege el sensor de sustancias químicas tóxicas como el sulfuro, el cianuro, el cloro y el bisulfito, que pueden destruir los sensores de pH convencionales. Los electrodos del sensor pueden ser especificados por el usuario para garantizar la fiabilidad de las mediciones y la máxima vida útil del sensor. El tipo de vidrio utilizado en estos electrodos de pH puede seleccionarse para obtener un rendimiento óptimo y el electrodo metálico para la medición de ORP puede ser de platino u oro, dependiendo de la composición química de la solución del proceso.

Menor mantenimiento y mayor optimización

Los monitores Q46P y Q46R seleccionados para The Royal Mint cuentan con una función AutoClean, que reduce la frecuencia de limpieza manual en este medioambiente con altos niveles de contaminación por sólidos. El sistema utiliza aire a alta presión para eliminar los contaminantes de la superficie del sensor. Con un controlador de tiempo ajustable que puede aumentarse o disminuirse en función de la calidad del agua, este sistema permite un tiempo de inactividad mínimo al colocar las salidas en un estado de «retención» durante la limpieza para evitar lecturas falsas o alarmas. Esto prolonga la vida útil del sensor, mantiene la precisión de las lecturas de pH y evita la acumulación de costras.

Para monitorear con precisión los niveles de pH en los efluentes, el monitor de pH instalado en The Royal Mint se conectó directamente a la bomba dosificadora digital, de modo que el volumen de hidróxido añadido es proporcional a la señal de pH del controlador de pH.

"Con el monitor Q46P AutoClean, ahora tenemos una solución independiente para controlar los desafíos del pH, lo que nos permite reducir la intervención del operador y, al mismo tiempo, mejorar el control de los efluentes", agregó Hartry.

Resultados

Desde la instalación de los monitores Q46P y Q46R, The Royal Mint ha experimentado una mejora en la productividad, ahorros en costos y un mejor cumplimiento de las regulaciones. La función AutoClean ha reducido significativamente las necesidades de mantenimiento al eliminar la limpieza frecuente de los sensores, mientras que la función AutoClean del controlador de pH funciona cada dos horas, lo que permite que el sistema funcione hasta seis meses sin intervención. Como resultado, se ha mejorado el control del pH, se ha reducido la participación del operador y se han eliminado los costosos reemplazos de electrodos, lo que permite mantener una calidad constante de los efluentes y cumplir con las regulaciones de descarga.