TRATAMIENTO DE AGUAS ACIDAS
CON CARBONATO DE CALCIO
Ing. CIP Pablo A. Molinero Durand.

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para soportar vida. Se produce...
Fuentes de acidificación de suelos.
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Fuentes de acidificación de suelos.
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Minería
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Oxidación Indirecta
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Tratamiento de la acidificación
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Tratamiento de la acidificación
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Neutralización.
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De manera general para el proceso de neutralización por carbonato de calcio
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Tratamientos del DAM

HUMEDAL
AEROBICO

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CANAL ABIERTO
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NIVEL LIBRE DE
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HUMEDAL DE
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CALIZA CON TUBERIA
DE DRENAJE 18” – 24”

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Tratamiento para agroindustrias
PROCESO POR
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Acidificación suelos y ca co3

  1. 1. TRATAMIENTO DE AGUAS ACIDAS CON CARBONATO DE CALCIO Ing. CIP Pablo A. Molinero Durand. Contaminación de suelos y aguas subterráneas. EPG – UNPRG. Lambayeque 2005.
  2. 2. Introducción  La degradación de la fertilidad es la disminución de la capacidad del suelo para soportar vida. Se producen modificaciones en sus propiedades físicas, químicas, fisicoquímicas y biológicas que conllevan a su deterioro.  Al degradarse el suelo pierde capacidad de producción y cada vez hay que añadirle más cantidad de abonos para producir siempre cosechas muy inferiores a las que produciría el suelo si no se presentase degradado. Puede tratarse de una degradación química, que se puede deber a varias causas: pérdida de nutrientes, acidificación, salinización, sodificación, etc.  Dado que la mayor parte de la actividad económica en nuestro país se desarrolla en base a la minería, primer contribuyente al PBI, se ha dado énfasis en aspectos referentes a este tema, sin descuidar el tratamiento de vertidos agroindustriales, por ser una actividad generadora de acidez y cada vez de mayor importancia para nuestro país ante el incremento de exportaciones no tradicionales. Se ha decidido incluir el problema de acidificación por lluvias ácidas, cuya prevención, si bien es cierto, cae en el campo de la contaminación atmosférica sus efectos se hacen sentir principalmente en el suelo.
  3. 3. Fuentes de acidificación de suelos.  La acidez del suelo: proceso natural, causado por la formación de ácidos orgánicos e inorgánicos, debido a la actividad microbiana y a la pérdida de bases del suelo, por intercambio de iones y lixiviación con el exceso de agua de lluvia.  Para los suelos minerales la acidez está comprendida entre 3.6 y 9.0 aproximadamente. Valores comprendidos entre 5.5 y 7.5 son los más comunes para los terrenos agrícolas. (O. Bockman et al; 1993) DEGRADACIÓN QUÍMICA Clases Nula o ligera Moderada Alta Muy alta SI LA SATURACIÓN EN BASES ES <50% SI LA SATURACIÓN EN BASES ES >50% disminución de la saturación en bases, en % año <1,25 <2,5 1,25-2,5 2,5-5 2,5-5 5-10 >5 >10
  4. 4.  El proyecto internacional "Global Assessmente of Soil Degradation", 1991, (GLASOD) ha puesto de manifiesto el grave estado de degradación en que se encuentran actualmente los suelos en todo el mundo. Los resultados referentes a degradación química se reproducen en la siguiente tabla: TIPO LEVE (Mha) MODERADA FUERTE (Mha) (Mha) EXTREMA (Mha) TOTAL (Mha) Perdida de nutrientes 52.4 63.1 19.8 - 135.3 Salinización 34.8 20.4 20.3 0.8 76.3 Polución 4.1 17.1 0.5 - 21.8 Acidificación 1.7 2.7 1.3 - 5.7 Total 93.0 103.3 41.9 0.8 239.1 TOTAL % 12.2
  5. 5. Fuentes de acidificación de suelos.  Minería OXIDACION DEL SULFURO DE HIERRO (FeS2): PIRITA O MARCASITA Oxidacion Directa    2FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2Fe2+ + 4SO42- + 4H+ 4Fe2+ + 10H2O + O2 = 4Fe(OH)3 + 8H+ 2Fe2+ + ½ O2 + 2H+ = 2Fe3+ + H2O MINERA YANACOCHA. MINA EN PLAN DE CIERRE
  6. 6. Oxidación Indirecta  FeS2 + 14Fe3+ + 8H2O = 15Fe2+ + 2SO42- + 16H+ OXIDACION DE METALES BASES Y OTROS SULFUROSOS: GALENA (PbS), ESFALERITA (ZnS) OXIDACION MICROBIANA: Thiobaccillus ferro-oxidans (T.ferro-oxidans) MINERA YANACOCHA PAD DE LIXIVIACIÓN
  7. 7. Agroindustria  Agroindustria DESTILERIAS CHICLAYO Y BARI DESCARGA AL DREN 4000 PROCEDENCIA Condensado de alambique Aguas de lavado de alambique Condensado de evaporador Licor espeso a la zona de alimentación PH 7,2 7,7 4,5 4,3
  8. 8. PROFRUSA - OLMOS POZA DE VERTDOS PROCEDENCIA Efluente destilado (alambique) Efluente de lavado cáscara Efluente del vaso florentino Efluente de lavado de equipos Mezclado de todos los efluentes PH 2,34 3,34 3,19 6,40 3,20
  9. 9.  Lluvia Ácida    SO2 + oxidante → SO3 + H20 → H2SO4 Emisiones de las centrales térmicas y por la combustión de hidrocarburos que llevan S, N, Cl, etc. Procesos naturales similares que se producen en las zonas de manglares, arrozales, volcanes, etc. Industria, tráfico rodado, abonos nitrogenados que sufren el proceso de desnitrificación.
  10. 10. Efectos de la acidificación en los suelos     Reduce los nutrientes al variar su ciclo. Provoca la movilización de elementos tóxicos como el aluminio (soluble a pH<4.2). Incrementa de la movilidad de metales pesados. Provoca variaciones en la composición y estructura de la microflora y microfauna. Conceptualmente la acidificación equivale a:    Disminución del pH. Disminución de la saturación en bases. Aumento en la proporción de H+ y Al+3 en el complejo de cambio.
  11. 11. Tratamiento de la acidificación  Procesos de Consumo de ácido  La formación de Drenaje ácido de Mina puede ser inhibida o retardada por las reacciones con otros componentes presentes en los desechos de mina o en el agua que se infiltra en los desechos de mina. La generación de ácido puede ser afectada por reacciones con: Carbonatos, aluminosilicatos, y otros compuestos  Los carbonatos, como la dolomita y la calcita, son materiales que se encuentran presentes en la mayoría de tipos de roca y pueden estar disponibles, ya sea en solución o como sólido, para consumir ácido. Los minerales de silicatos y silicatos portadores de aluminio (aluminosilicatos) aunque consumidores de ácido menos efectivos que los carbonatos, pueden tener efectos significativos en el proceso de generación de ácido. En contacto con el agua, los silicatos y aluminosilicatos tienden a producir un pH alcalino.  También, cuando están en contacto con los ácidos, tienden a degradarse, consumen iones de hidrógeno y producen minerales de arcilla. En resumen, para sistemas productores de ácido más lentos, la descomposición del silicato y el consumo del ácido pueden representar un control efectivo de generación de ácido
  12. 12. Tratamiento de la acidificación  Neutralización.  Calcita (Caliza: CaCO3) CaCO3 + H+ → Ca2+ + HCO3CaCO3 + 2H+ → Ca2+ + H2CO3 Fe2+ + CO32- → FeCO3 bicarbonato ácido carbónico siderita  La siderita es menos soluble que la calcita, tendiendo a amortiguar el pH en el rango de 4.5 a 6.0. La calcita tiende a neutralizar soluciones llevándolas a un pH entre 6.0 y 8.0.  Los hidróxidos, Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O
  13. 13.  De manera general para el proceso de neutralización por carbonato de calcio se representa por la siguiente ecuación: Suelo}(H+)2 + CaCO3 → Suelo}Ca2+ + CO2 + H2O  La mayoría de plantas comunes crece mejor en suelos con pH cercano a la neutralidad. Si el suelo se vuelve demasiado ácido para el crecimiento óptimo de las plantas, este puede ser restaurado mediante la adición de carbonato de calcio.
  14. 14. Tratamientos del DAM HUMEDAL AEROBICO 6” a 18” 0” a 3” AGUA SUSTRATO 12” a 24” ORGANICO HUMEDAL ANAEROBICO O COMPOST
  15. 15. CANAL ABIERTO DE CALIZA FLUJO ACIDO DE ENTRADA FLUJO NEUTRO DE SALIDA 160 ft (1 ft profundidad) 20 ft
  16. 16. RETORNO A LA CORRIENTE AGUA DESDE EL DAM LECHO FLUIDO DE CALIZA POZO BIFURCADO SUPERFICIE VEGETAL SUELO ARCILLOSO DRENAJE ANOXICO DE CALIZA CALIZA DE ALTA CALIDAD (90% CaCO3)
  17. 17. NIVEL LIBRE DE DRENAJE 3 ’ – 6 ‘ HUMEDAL DE FLUJO VERTICAL COMPOST 18” – 24” CALIZA CON TUBERIA DE DRENAJE 18” – 24” LECHO FLUIDO DE CALIZA PROCESO PYROLUSITE® PUNTO DE INOCULACION
  18. 18. Tratamiento para agroindustrias PROCESO POR CARBONATO EN LECHO FIJO VERTIDO TAMIZ CaCO3 SÓLIDO EMPACADO ENCALADO O ADICION DE CARBONATO EN SUSPENSION DRENAJE NEUTRO

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