side event imdea_angeles blanco, ucm, 14th january, un water conference zaragoza 2015

1 Conferencia 2015 ONU-Agua. Zaragoza, 14-1-2015

REUTILIZACIÓN DEL AGUA EN LA INDUSTRIA PAPELERA EN EL MARCO

DE UNA GESTIÓN SOSTENIBLE

Angeles Blanco Universidad Complutense de Madrid


Nuevas alternativas SWM

I&D

Gestión sostenible del agua en la industria papelera

2000 2005 2010 2013 2014

Con

sum

o d

e ag

ua

de

alim

enta

ción

Conservación 10-12%

Optimización de etapas y procesos 25-30%

Tratamientos internos UF: 12-15%

ü 90% reducción en 3 décadas ü Circuitos cerrados ü Fuentes alternativas de agua


Fiber Recovery and Water Clarification

SECONDARY LOOP

Long circuit

White Waters II

Fiber Recovery

Biosludge

Excess Water

Biological Treatment of Effluent

Final Effluent mWWTP

Fresh Water

PRIMARY LOOP

Short Circuit

White Waters I Excess Water

Fresh Water Treatment

Pulp Preparation

Paper Machine

Sludge

Lodos

PAPER

filtradofiltrado

TERTIARY LOOP QUATERNARY LOOP


Usos del agua fresca

Gestión sostenible del agua: de la visión a la acción


Agua alimentación

LAZO 3 LAZO 2 LAZO 1

Papel recuperado

Papel reciclado

Sellado hidraúlico

9%

Duchas

61%

Aditivos

13%

(7-8 m3/t)

EDAR Efluente

(86%)

Evaporación

(12%)

Calderas

7%

Mesa de gravedad

Lodo seco (2%)

Usos del agua fresca


Calidad mínima del agua de alimentación

/15/01/15 Alvaro Sánchez 6

PARAMETROS UNIDADES LIMITES Índice Langelier (LSI) - -1.5 / +1.0 Nitrógeno (NH3) mg N/L 1.0 Ortofosfato mg P/L 0.2 Cloro total mg Cl2/L 0.3 – 3.0 Cloro libre mg Cl2/L 0.3 - 2.0 Conductividad µS/cm 500 pH - 6.5 - 8.5 Nitritos mg N/L 0.5 Cloruros mg Cl/L 50 Color uds Pt-Co 30 Hierro mg Fe/L 0.2 Nitratos mg N/L 5 Magnesio mg Mg/L 15 Sílice mg Si/L 10 Sulfatos mg SO4/L 100 Coliformes totales UFC/100 mL Ausencia Clostridium perfringens UFC/100 mL Ausencia Enterococos UFC/100 mL Ausencia


Alternativas de uso sostenible del agua en la industria papelera

Agua fresca

LAZO 3 LAZO 2 LAZO 1

Mesa de gravedad

DAF Biológico OI MF/UF Coagulación Floculación

MF/UF + OI + UV

EDAR (municipal industrial)

Coagulación + ablandamiento + floculación

DQO: 2200-3000 mgL Sulfatos: 500 -800mg/L Si: 170-220 ppm


Reducción del agua de alimentación

2000 2005 2010 2013 2014

Nuevas alternativas SWM

I&D

Con

sum

o d

e ag

ua

pota

ble

Gestión sostenible del agua en HPM

2 m3 agua potable/t

Uso de agua regenerada


600 Hm 3 /año

17,3 % del consumo total de la industria madrileña

HPM: 0,9% del consumo total de agua de la Comunidad de Madrid

HPM consume la misma cantidad de agua que una ciudad de 62,000 habitantes

Gestión sostenible del agua en HPM

§  Reducir el consumo de agua ! Efluente de la fábrica §  Encontrar nuevas fuentes ! Efluentes de otras fábricas ! Agua regenerada municipal

0.0%

10.0%

20.0%

30.0%

40.0%

50.0%

60.0%

70.0%

80.0%

90.0%

100.0%

oct-04 ene-05 abr-05 jul-05 oct-05 ene-06 abr-06 jul-06 oct-06 ene-07 abr-07 jul-07 oct-07

% o

f tot

al re

serv

es

Madrid España


Gestión sostenible del agua en la CM

USO DE AGUA REGENERADA PARA OBTENER 100% PAPEL RECICLADO

SEQUÍA COSTE DEL AGUA ALTO CONSUMO PROCESO SOSTENIBLE

ESTUDIOS DE VIABILIDAD TECNOLOGICOS

•  Bibliográficos •  Evaluación de consumos de agua

y necesidades de calidad del agua en función de su uso

•  Identificación de tecnologías existentes

ECONÓMICOS •  Consumo de agua •  Evaluación de costes •  Inversión •  Nuevo contrato con el Canal

SEGURIDAD Y SALUD •  Análisis químicos •  Análisis microbiológicos •  Evaluación de riesgos •  Grado de exposición •  Legislación

PRUEBAS PILOTO

USO DE AGUA REGENERADA PARA OBTENER 100% PAPEL RECICLADO

EDAR de Arroyo Culebro: PP 1,5 m3/h, 3 meses •  Estudio y evaluación de alternativas: definición de los tratamientos necesarios •  Identificación de parámetros críticos •  Evaluación de riesgos técnicos y económicos

MF presurizada con membranas de fibra hueca. UF sumergido con membranas en espiral UF sumergido de membranas en fibra hueca


Plantas piloto

MF presurizada con membranas de fibra hueca. UF sumergido con membranas en espiral UF sumergido de membranas en fibra hueca.


Plantas piloto

1 paso 4 etapas


23/1

0

06/1

1

20/1

1

04/1

2

18/1

2

01/0

1

15/0

1

29/0

1

12/0

2

Flux

(LM

H)

12

16

20

24

28

32 RO-1RO-2RO-3

Eficacia de la ósmosis inversa

Parámetro OI-1 OI-2 OI Límite

Conductividad, µS/cm 12 9 11 <500

DQOt, mg/L <5 <5 <5 <5

SO4, mg/L <3 <3 <3 <100

SST, mg/L <2 <2 <2 <5

Dureza, mg/L <7 <7 <7 <200

NO3, mg/L 0,69 0,23 0,24 <1

P, mg/L 0,07 0,06 0,06 <0,2

Cambio de membrana en OI-2. Adición de cloraminas en esta línea.

Vertido incontrolado de cloro libre en el tratamiento terciario.

Fluj

o (L

MH)

OI-1 OI-2 OI-3


23/1

0

06/1

1

20/1

1

04/1

2

18/1

2

01/0

1

15/0

1

29/0

1

12/0

2

TMP

(bar

)

-0,75

-0,60

-0,45

-0,30

-0,15

0,00

Flux

(LM

H)

25

30

35

40

45

BeforeAfterFlux

23/1

0

06/1

1

20/1

1

04/1

2

18/1

2

01/0

1

15/0

1

29/0

1

12/0

2

PTM

(bar

)

-0,75

-0,60

-0,45

-0,30

-0,15

0,00

26

28

30

32

34

PTMFlujo

Fluj

o (L

MH

)

S-UF (espiral) S-UF (fibra hueca)

Eficacia de los pretratamientos

23/1

0

06/1

1

20/1

1

04/1

2

18/1

2

01/0

1

15/0

1

29/0

1

12/0

2

TMP

(bar

)

0,00,30,60,91,21,5

Flux

(LM

H)

35384043454850

TMPFlux

23/1

0

06/1

1

20/1

1

04/1

2

18/1

2

01/0

1

15/0

1

29/0

1

12/0

2

Fe (m

g/L)

0

1

2

3

4

COD

(mg/

L)

0102030405060

Fe COD

Agua tratada del terciario

PTM

(bar

)

MF presurizada

Fluj

o (L

MH)

Fluj

o (L

MH)

PTM

(bar

)

DQO

(mg/

L)

Antes Después Flujo

DQO

PTM Flujo

41 LMH

Drenado en cada retrolavado y 33% del t de aireación


•  Predicciión de posibles problemas en la utilización de agua regenerada

•  Evaluación de la sustitución progresiva de agua regenerada

CYII construyó una planta para suministrar agua regenerada a HPM utilizando un sistema de membranas

multibarrera.

PROYECTO FINAL


Solución sostenible al consumo de agua en

Holmen

•  2008. Acuerdo firmado con el Canal de Isabel II para el uso de agua regenerada

•  10.500 m3/d de agua regenerada (6000 m3/d)

•  Primera fábrica en Europa para producir 100% papel reciclado con 100% de agua regenerada

•  Referencia industrial

•  Ejemplo I+D+i = aplicación

Gestión sostenible del agua


Conducción a HPM PRFV 500 Ø PN16 Longitud 4.150 m



•  Fase 1: Actividades previas al uso de agua regenerada -  Definición de una curva de puesta en marcha de la entrada

de agua regenerada -  Simulaciones a escala de laboratorio con agua regenerada -  Definición de protocolos para el uso del agua -  Formación de empleados -  Asegurar la correcta recepción del agua regenerada y el

control de la calidad con el equipamiento en línea

•  Fase 2: Actividades durante la curva de puesta en marcha (Julio 2012)

-  Seguimiento del proceso de producción -  Protocolos de comunicación entre CYII y HPM



Gestión sostenible del agua: una realidad en la industria papelera

Puede alcanzarse importantes ahorros de agua

b) Utilización del 100% del agua regenerada procedente de una EDARU Sistema de membrana multibarrera + desinfección

a) 20 y 40% mediante reutilización del efluente de la fábrica 20% " Anaeróbico + MBR + OI

40% " Anaeróbico + MBR + coagulación + OI

La sílice es la principal limitación para aumentar la recuperación del agua. ! Estudios recientes han solucionado esta limitación (Tesis I. Latour).

El permeado del MBR no es adecuado para preparar los sistemas de retención cPAM-bentonita debido a su naturaleza aniónica.


•  Alta tradición •  Reutilización del efluente

•  Anaeróbio + MBR + floc? + OI •  Permeado del MBR ! no adecuado para floculantes

•  100% consumo de agua regenerada •  Calidad estable •  Sin efectos negativos en el proceso ni en el producto:

destintado; aditivos; parte húmeda; calidad del producto •  Cumplimiento de los requerimientos legales

Gestión sostenible del agua en la industria papelera es una realidad


Agradecimientos

Proyecto AGUA Y ENERGÍA (CTM2008-06886-C02)

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