DQO en aguas agrias de refinería: cómo reducirla

Reducir DQO en efluentes de refinería es, en la práctica, pelear contra la fracción que el stripper de aguas agrias no se lleva y que el tratamiento biológico no degrada: aromáticos, aminas degradadas, aditivos y compuestos recalcitrantes que igual tienen que cumplir un límite de vertido.

La herramienta lógica para esa fracción es la oxidación química, aplicada como pretratamiento del biológico o como pulido final, según dónde esté el cuello de botella.

Qué es la DQO y por qué es difícil de bajar en refinería

Definición y química del problema

La demanda química de oxígeno mide toda la materia oxidable del agua, sea biodegradable o no. En una refinería, buena parte de esa DQO corresponde a compuestos que un sistema biológico no degrada en tiempos razonables, o que directamente lo inhiben. A eso se suma la DQO aportada por sulfuros y por amoníaco de las aguas agrias, que consumen oxidante sin ser materia orgánica.

Qué medir antes de diseñar

DQO total y soluble, DBO —la relación DBO/DQO indica cuánto es biodegradable—, COT, sulfuros, amoníaco, fenoles, sólidos suspendidos, aceite en agua, pH, alcalinidad, salinidad, temperatura y caudal en m³/h con su variabilidad.

Cómo se detecta en planta: análisis e indicadores de campo

• Relación DBO/DQO baja: señal de carga recalcitrante.
• Biológico estable pero con DQO de salida alta: el reactor hace lo que puede.
• Picos correlacionados con la marcha de unidades específicas.
• Color oscuro y olor en el efluente.
• Consumo de oxidante desproporcionado en pruebas de jarra.

Causas: de dónde viene la carga

Sulfuros y amoníaco de las unidades de proceso

Las aguas agrias concentran sulfuro y amoníaco. Aun después del stripper, el remanente aporta demanda de oxígeno y complica el tratamiento posterior. El frente del nitrógeno se aborda en el artículo sobre amoníaco en aguas agrias de refinería.

Hidrocarburos y aromáticos disueltos

La fracción disuelta de hidrocarburos y los aromáticos son DQO que no separa por gravedad. El caso particular de los compuestos fenólicos se trata en el artículo sobre fenoles en efluentes de refinería.

Aditivos y aminas del tratamiento de gas

Las aminas degradadas, los inhibidores y sus productos de descomposición aportan una DQO difícil de biodegradar, que en muchas plantas explica la diferencia entre lo que sale del biológico y el límite de vertido.

Consecuencias operativas y costos

Impacto sobre equipos, proceso y producto

Un efluente que no cumple obliga a recircular, a acumular o a disponer fuera de sitio. Además, la carga recalcitrante suele venir acompañada de color y de olor, con impacto en el entorno. El mecanismo general de oxidación avanzada aplicado a este tipo de carga se desarrolla en el artículo sobre DQO recalcitrante.

Riesgo normativo y de descarga

La DQO es un parámetro habitual de los permisos de vertido, y las corrientes concentradas y los lodos quedan alcanzados por la Ley 24.051 de residuos peligrosos y su Decreto 831/93. Los valores límite aplicables se verifican según la normativa provincial vigente y la autoridad de cuenca correspondiente. El manejo de los barros generados se describe en la nota sobre componentes y tratamiento del lodo.

Costo total: OPEX, paradas no programadas y reposición de activos

Disponer efluente fuera de especificación por camión es el costo más visible; el menos visible es el riesgo regulatorio y la limitación operativa que impone un efluente que no cierra. Una etapa de oxidación bien dimensionada suele ser más económica que ambas.

Soluciones convencionales para reducir DQO en efluentes de refinería y sus límites

Stripper de aguas agrias: no elimina la DQO remanente

El stripper hace bien su trabajo con sulfuro y amoníaco volátiles, pero no toca la materia orgánica disuelta. La DQO remanente sigue ahí.

Tratamiento biológico: inhibición por sulfuros y fenoles

Funciona con la fracción biodegradable y con carga estable. Frente a picos de sulfuro y de fenoles, se inhibe y tarda en recuperarse.

Carbón activado solo: costo de recambio

Es excelente como pulido, pero con DQO alta se satura rápido y el costo del recambio lo vuelve inviable como tratamiento principal.

Solución Watch Water: METAL-OXY®, WHITE-OXY® y BLACK-OXY®

METAL-OXY®: oxidación avanzada en polvo con dosis documentada

METAL-OXY®, el agente de oxidación avanzada en polvo cristalino, está formulado para oxidar metales pesados a formas insolubles y para mineralizar sustancias orgánicas, reduciendo DBO, DQO y COT; actúa además sobre amoníaco y aldehídos aromáticos y desinfecta aguas residuales. Su dosificación documentada es de 1 a 5 L/m³ de solución al 1,0% —equivalente a 10 a 50 gramos de polvo por metro cúbico— para oxidación de metales pesados y remoción de COT, DBO y DQO, y de 100 a 500 mL/m³ al 1,0% para desinfección de agua residual. Es un sólido granulado blancuzco, con densidad aparente de 1.200 – 1.250 kg/m³ y pH de solución al 1% de 1,5 – 2,0. Debe disolverse en agua desmineralizada u osmótica y se descompone por encima de 85 °C.

WHITE-OXY®: oxidante catalizado sin activador

WHITE-OXY®, el oxidante catalizado de dos reactivos en uno, aporta un segundo escalón: destruye los contaminantes remanentes, adsorbe nutrientes para mejorar la biodegradación posterior y suministra oxígeno de forma prolongada durante meses. Su dosis documentada es de 50 g/m³ de agua contaminada, no requiere activador externo y su fórmula está declarada libre de químicos peligrosos. Actúa también sobre suelos y fango, no solo sobre la columna de agua.

BLACK-OXY®: para corrientes de muy alta carga

BLACK-OXY®, el tratamiento de dos etapas para aguas de muy alta carga, está formulado originalmente para lixiviados y para efluentes con DBO y DQO muy elevadas, nitrógeno, fosfatos, amoníaco y sulfuros de hidrógeno. Oxida carga orgánica e inorgánica en el mismo proceso, adsorbe fosfato y nutrientes, sostiene procesos de nitrificación y desnitrificación y suministra oxígeno de manera prolongada, habilitando el tratamiento biológico aeróbico. Los componentes se mezclan en sitio, en un solo paso, y el fabricante declara que no requiere pretratamiento. La documentación disponible no incluye tabla de dosificación por metro cúbico: consultar ficha técnica y definir por ensayo.

Tren de tratamiento recomendado y orden de las etapas

1. Segregación de las corrientes de mayor carga.
2. Remoción de aceite y de sólidos previa a cualquier oxidación.
3. Oxidación química dimensionada por jar test, como pretratamiento del biológico o como pulido.
4. Tratamiento biológico sobre la carga ya biodegradable.
5. Pulido final por adsorción cuando el límite lo exige.

Qué NO hace la oxidación química

• No reemplaza la separación de aceite ni la remoción de sólidos.
• No desala ni reduce la conductividad del efluente.
• Consume reactivo en proporción a la carga: con DQO muy alta, el costo por metro cúbico crece.
• Genera lodos que deben caracterizarse y disponerse.
• Los reactivos no son inocuos: se manipulan según su hoja de datos de seguridad y se disuelven en agua desmineralizada u osmótica.

Parámetros de diseño y dosificación

Análisis de agua requerido antes de dimensionar

DQO total y soluble, DBO, COT, sulfuros, amoníaco, fenoles, sólidos, aceite en agua, pH, alcalinidad, salinidad, temperatura, caudal en m³/h y límite de vertido aplicable.

Puesta en marcha, control analítico y mantenimiento

La dosis se fija con jar test sobre el efluente real y se confirma a escala de campo antes de escalar. El seguimiento incluye DQO y DBO en cada etapa, color, pH, consumo de reactivo por metro cúbico y volumen y caracterización del lodo generado.

Ejemplo típico de aplicación

Un escenario representativo es el de una planta de efluentes de una instalación de procesamiento de hidrocarburos cuyo biológico opera estable pero cuya DQO de salida queda por encima del objetivo. El planteo típico es dosificar oxidante avanzado sobre la corriente de mayor carga antes del reactor, con dosis definida por jar test, de modo de mejorar la biodegradabilidad y bajar la carga que llega al biológico.

Qué se mide antes y después

• DQO total y soluble en cada etapa.
• Relación DBO/DQO, como indicador de biodegradabilidad.
• Sulfuros y amoníaco a la entrada del biológico.
• Color y olor del efluente final.
• Volumen y caracterización del lodo.

Qué se puede y qué no se puede extrapolar

Se extrapolan las dosis documentadas como punto de partida de un ensayo, no como valor de diseño. El consumo real depende de la composición del efluente, de la presencia de sulfuros y de la temperatura, y debe determinarse con jar test y prueba de campo.

Próximo paso: análisis de agua y cotización

Qué datos enviar a GWC

• DQO, DBO, COT, sulfuros, amoníaco y fenoles del efluente.
• Caudal en m³/h y variabilidad de la corriente.
• Esquema actual de la planta de efluentes.
• Límite de vertido aplicable según la normativa provincial vigente.
• Capacidad disponible para manejo de lodos.

Ensayo de laboratorio y prueba piloto en sitio

El jar test sobre el efluente real define la dosis y el punto de aplicación; la prueba de campo a escala reducida confirma el consumo y el volumen de lodo antes de escalar. El mismo criterio aplicado a otro contexto se ve en remediación de derrames de hidrocarburos.

Si su DQO de salida no baja por más que ajuste el biológico, el problema es la fracción recalcitrante. Solicite su ensayo y cotización. Si el caso excede este escenario, la referencia general es DQO recalcitrante.

Solicitar jar test y cotización