Cas d'aplicació de la monitorització d'efluents a l'empresa Spring Manufacturing

En el procés de tractament superficial de les molles, la fosfatació s'utilitza per formar una capa protectora que evita la corrosió. Això implica submergir les molles en una solució de fosfatació que conté ions metàl·lics com ara zinc, manganès i níquel. Mitjançant reaccions químiques, es forma una pel·lícula de sal de fosfat insoluble a la superfície de la molla.

Aquest procés genera dos tipus principals d'aigües residuals
1. Solució de bany de residus de fosfatació: El bany de fosfatació requereix una substitució periòdica, la qual cosa resulta en un líquid residual d'alta concentració. Els contaminants clau inclouen zinc, manganès, níquel i fosfat.
2. Aigua d'esbandida per fosfatació: Després de la fosfatació, es duen a terme diverses etapes d'esbandida. Tot i que la concentració de contaminants és inferior a la del bany gastat, el volum és substancial. Aquesta aigua d'esbandida conté zinc residual, manganès, níquel i fòsfor total, que constitueixen la principal font d'aigües residuals de fosfatació a les instal·lacions de fabricació de manantials.

Visió detallada dels principals contaminants:
1. Ferro: principal contaminant metàl·lic
Font: S'origina principalment del procés de decapatge àcid, on l'acer per a ressorts es tracta amb àcid clorhídric o sulfúric per eliminar les incrustacions d'òxid de ferro (rovell). Això provoca una dissolució significativa d'ions de ferro a les aigües residuals.
Justificació per al seguiment i el control:
- Impacte visual: En descarregar-se, els ions ferrosos s'oxiden a ions fèrrics, formant precipitats d'hidròxid fèrric de color marró vermellós que causen terbolesa i decoloració de les masses d'aigua.
- Efectes ecològics: L'hidròxid fèrric acumulat es pot dipositar als llits dels rius, ofegant els organismes bentònics i alterant els ecosistemes aquàtics.
- Problemes d'infraestructura: els dipòsits de ferro poden provocar obstruccions a les canonades i una reducció de l'eficiència del sistema.
- Necessitat del tractament: Malgrat la seva toxicitat relativament baixa, el ferro sol existir en concentracions elevades i es pot eliminar eficaçment mitjançant l'ajust del pH i la precipitació. El pretractament és essencial per evitar interferències amb els processos posteriors.

2. Zinc i manganès: la "parella fosfatant"
Fonts: Aquests elements provenen principalment del procés de fosfatació, que és fonamental per millorar la resistència a l'òxid i l'adherència del recobriment. La majoria dels fabricants de molles utilitzen solucions de fosfatació basades en zinc o manganès. L'esbandida posterior amb aigua transporta ions de zinc i manganès al corrent d'aigües residuals.
Justificació per al seguiment i el control:
- Toxicitat aquàtica: Ambdós metalls presenten una toxicitat significativa per als peixos i altres organismes aquàtics, fins i tot a baixes concentracions, cosa que afecta el creixement, la reproducció i la supervivència.
- Zinc: Deteriora la funció de les brànquies dels peixos, comprometent l'eficiència respiratòria.
- Manganès: L'exposició crònica provoca bioacumulació i possibles efectes neurotòxics.
- Compliment normatiu: Les normes nacionals i internacionals d'abocament imposen límits estrictes a les concentracions de zinc i manganès. L'eliminació eficaç normalment requereix precipitació química amb reactius alcalins per formar hidròxids insolubles.

3. Níquel: un metall pesant d'alt risc que requereix una regulació estricta
Fonts:
- Inherent a les matèries primeres: certs acers d'aliatge, inclòs l'acer inoxidable, contenen níquel, que es dissol en l'àcid durant el decapatge.
- Processos de tractament superficial: Alguns recobriments químics o de galvanoplàstia especialitzats incorporen compostos de níquel.
Justificació per al seguiment i el control (importància crítica):
- Riscos per a la salut i el medi ambient: El níquel i certs compostos de níquel es classifiquen com a possibles carcinògens. També presenten riscos a causa de la seva toxicitat, propietats al·lergèniques i capacitat de bioacumulació, i representen amenaces a llarg termini tant per a la salut humana com per als ecosistemes.
- Límits estrictes de descàrrega: regulacions com ara la "Norma integrada de descàrrega d'aigües residuals" estableixen entre les concentracions més baixes permeses per al níquel (normalment ≤0,5–1,0 mg/L), cosa que reflecteix el seu alt nivell de perillositat.
- Reptes del tractament: La precipitació alcalina convencional pot no assolir els nivells de compliment; sovint es requereixen mètodes avançats com ara agents quelants o precipitació de sulfur per a una eliminació eficaç del níquel.

L'abocament directe d'aigües residuals sense tractar provocaria una contaminació ambiental greu i persistent de les masses d'aigua i del sòl. Per tant, tots els efluents han de ser sotmesos a un tractament adequat i a proves rigoroses per garantir el compliment de les normes abans del seu alliberament. El monitoratge en temps real a la sortida de l'abocament serveix com a mesura crítica perquè les empreses compleixin les seves responsabilitats ambientals, garanteixin el compliment normatiu i mitiguin els riscos ecològics i legals.