Agua Purificada para la Industria
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Tecnologías para Purificación de Agua Aplicaciones Industriales Remoción de Sólidos en Suspensión Ultrafiltración Proceso de membrana en la que se realiza la exclusión por tamaño de partículas, coloides y patógenos La ultrafiltración no remueve sustancias disueltas, inorgánicas o orgánicas (color verdadero, sabor y olor) Remoción de Sólidos en Suspensión Ultrafiltración • Filamentos huecos de fibras plásticas porosas con millones de poros microscópicos en su superficie • El agua filtrada puede ser recolectada en el interior o en el exterior de las fibras Remoción de Sólidos en Suspensión Ultrafiltración vs Micro filtración Ultrafiltración vs Osmosis Inversa Remoción de Sólidos en Suspensión Ultrafiltración Remoción de Sólidos en Suspensión Ultrafiltración Superficie de membranas taponadas Remoción de Sólidos en Suspensión Ultrafiltración Características del Agua Ultrafiltrada Parámetro Turbiedad SDI Remoción de Giardia Remoción de Cryptosporidium Valor < 0.1 UNT < 2.5 > 6 Log > 6 Log Remoción de Sólidos en Suspensión Inhibidores de Incrustación Suavización • Lecho de resina catiónica • Intercambio de iones Na+ por iones Mg++ y Ca++ • Dimensiones del tanque determinadas por la dureza del agua y la capacidad de intercambio requerida • La regeneración puede ser programada por tiempo, por volumen de agua tratada o puede iniciarse manualmente Inhibidores de Incrustación Tratamiento Químico – Anti incrustantes • Inhiben la formación de incrustaciones por carbonato de calcio, sílice y sulfatos • Las dosis usuales son de 3 a 6 mg/L dependiendo de la especies presentes en el agua • Generalmente se dosifican después del filtro multimedios y antes de los cartuchos de filtración Remoción de Cloro Filtros de Carbón Activado • • • • • Flujo de operación típico 1 gpm/ft3 Flujo de retrolavado igual al flujo de operación Tanques de polímeros reforzados con fibra de vidrio, acero al carbón recubierto internamente con polímeros o acero inoxidable Sanitización periódica con biocidas químicos, agua caliente o vapor También puede remover (permitiendo tiempos de contacto superiores): • Color y olor • Trihalometanos • Orgánicos de bajo peso molecular Remoción de Cloro Tratamiento Químico – Meta bisulfito de Sodio • Descompone el cloro residual • Las dosis usuales son de 2 a 3 veces la concentración de cloro en el agua o de 5 a 8 veces la concentración de cloraminas • Generalmente se dosifica antes de un cartucho de filtración, un mezclador estático o una bomba • Se monitorea y controla la dosificación con un medidor de ORP en línea Otros Tratamientos Tratamiento Químico – Dosificación de Hipoclorito de sodio • Oxida, precipita y hace filtrables metales pesados, hierro y manganeso • Desinfecta el agua al inactivar la bacterias (tiempo de contacto 30 minutos) • Las dosis usuales son de 2 a 5 mg/L dependiendo de las características del agua a tratar • Se dosifica antes del filtro multimedios • Se monitorea y controla la dosificación con un medidor de cloro en línea Otros Tratamientos Tratamiento Químico – Ajuste de pH • Inyección de NaOH para elevar el pH y reducir la concentración de CO2 y aumentar la solubilidad de la sílice • Inyección de acido clorhídrico o sulfúrico para disminuir el pH e incrementar la solubilidad de las durezas • Se dosifica antes de un cartucho de filtración, un mezclador estático o un bomba • Se monitorea y controla la dosificación con un medidor de pH en línea Otros Tratamientos Tratamiento Químico – Ajuste de pH • Inyección de NaOH para elevar el pH y reducir la concentración de CO2 y aumentar la solubilidad de la sílice • Inyección de acido clorhídrico o sulfúrico para disminuir el pH e incrementar la solubilidad de las durezas • Se dosifica antes de un cartucho de filtración, un mezclador estático o un bomba • Se monitorea y controla la dosificación con un medidor de pH en línea Otros Tratamientos Generación e Inyección de Dióxido de Cloro - Desinfección • Para generar 1 kg de ClO2 se requieren 6,22 L de hipoclorito de sodio (NaClO2) al 25% y 1,57 L de ácido clorhídrico (HCl) al 33%. • 1 kg de ClO2 permite tratar 3.300 m3 de agua con una dosis de 0,3 mg/L. Otros Tratamientos Generación e Inyección de Ozono Los generadores de ozono ProMaqua® funcionan según el principio de descarga eléctrica silenciosa. Se aplica una tensión alta de miles de voltios, entre dos electrodos separados por un dieléctrico aislante y se produce ozono a partir del oxígeno. Como fuente de oxígeno, según el tipo de instalación, se usa aire ambiente seco u oxígeno concentrado. Otros Tratamientos Desinfección Cuando los microorganismos son expuestos a la luz UV en el rango de 200 a 300 nm, la luz atraviesa la pared celular, pasa a través del cuerpo de la célula, llega hasta el ADN y el ARN y altera el material genético. La absorción de la radiación UV causa la formación de pares anormales de bases nitrogenadas en la doble hélice del ADN, por ejemplo pares T-T (timina-timina) que previene la replicación del mismo, lo cual es letal para la célula. Otros Tratamientos DESTRUCCIÓN DE CLORO Y CLORAMINAS La radiación UV puede romper los enlaces de los compuestos de cloro (fotólisis UV), transformado el cloro libre en un 80% de iones cloruros y un 80% de iones cloratos. Las monocloraminas por su parte son transformadas en cloruros y nitratos. La dosis típica para la foto descomposición de cloro es aproximadamente de 600 a 900 mJ/cm2. Otros Tratamientos DESTRUCCIÓN DE OZONO La radiación UV de 254 nm adiciona energía al ozono y cataliza su descomposición en oxigeno molecular, O2. Típicamente 1.0 ppm de ozono puede ser removido con una dósis UV de 90 mJ/cm2. Otros Tratamientos REDUCCIÓN DE CARBONO OXIDABLE TOTAL – COT • La radiación UV de 185 nm genera radicales libres de hidroxilo (OH ) a partir de las moléculas del agua. • Los radicales OH oxidan la mayoría de las moléculas orgánicas y las transforma en dióxido de carbono y agua. • Otros orgánicos se ionizan débilmente al absorber la radiación UV incidente y pueden ser removidas posteriormente por intercambio iónico Otros Tratamientos Electro Diálisis Reversa (EDR) – Remoción de Sales • Proceso de separación electroquímica en la que los iones son transferidos a través de membranas de intercambio iónico selectivas por medio de la aplicación de un voltaje DC • Proceso auto limpiante mediante la inversión periódica de la polaridad DC, intercambiando las corrientes de concentrado y diluido Otros Tratamientos Electro Diálisis Reversa (EDR) – Remoción de Sales Requerimientos del agua de alimentación SDT típicos 100 a 3,000 mg/L SDT máximo 12,000 mg/L Sílice reactiva Ilimitada pH 2 a 10 SDI (5 min. test) 10 Turbiedad < 0.5 UNT Cloro libre (continuo) 0.5 mg/L COT < 15 mg/L DQO < 50 mg/L como O2 Hierro < 0.3 mg/L Manganeso y aluminio < 0.1 mg/L H2S < 0.1 mg/L Parámetros de Operación Recuperación de agua Hasta 94% Remoción de sal 50% a 95% Remoción de sílice Ninguna Temperatura 4 a 38ºC Maxima presión de operación 50 psi Voltaje de entrada 480VAC/3/60Hz Ultrafiltración, Nanofiltración y Osmosis inversa Filtración Normal Filtración Tangencial – Flujo Cruzado Ultrafiltración, Nanofiltración y Osmosis inversa Cartucho de ultrafiltración de fibra hueca Membrana de ultrafiltración Arreglada en espiral Ultrafiltración, Nanofiltración y Osmosis inversa Tecnologías de flujo tangencial Ultrafiltración, Nanofiltración y Osmosis inversa Tecnología Microfiltración Ultrafiltración Nanofiltración Osmosis Inversa Corte de peso Tamaño de Contaminantes removidos molecular poro (Dalton=UMA= (micras) 1,66x10-27kg) 100.000 a 0,1 a Sólidos no disueltos, coloides de 500.000 1,0 gran tamaño, microorganismos 1.000 a 0,002 a Orgánicos disueltos, sólidos en 100.000 0,1 suspensión, microorganismos, endotoxinas 200 a 400 ≤ 200 0,001 Inorgánicos disueltos (20 a 80% aniones monovalentes, 90 a 98% aniones divalentes, orgánicos disueltos, color, sólidos en suspensión, microorganismos, endotoxinas ≤ 0,001 Inorgánicos disueltos de 95 a 99%, orgánicos disueltos, sólidos en suspensión, microorganismos, endotoxinas Mecanismo de remoción Exclusión por tamaño a TMP = 10 psi Exclusión por tamaño a TMP de 15 a 100 psi Exclusión por tamaño y Polarización a TMP de 75 a 1.200 psi. Exclusión por tamaño y Polarización a TMP de 50 225 psi. Ósmosis Inversa •Reducción de TDS en más del 95% •Remoción de más del 99% de sólidos en suspensión, coloides, orgánicos, microorganismos y endotoxinas. Osmosis Inversa Electrodesionización Electrodesionización Electrodesionización Electrodesionización Electrodesionización Módulos del tipo plato y marco Electrodesionización Una unidad de EDI (electrodesionización) o CEDI (electrodesionización continua) consiste en uno o mas módulos de electrodesionización. • Deionización de lecho mixto. • No requiere soluciones químicas. • Se regenera continuamente mediante la aplicación de una corriente eléctrica. • Requiere agua pretratada por ósmosis inversa. • Baja conductividad (hasta 0,06 µS/cm) y pH aprox. 7. Electrodesionización Máximas Especificaciones del Agua de Alimentación Agua de alimentación Permeado O.I. Conductividad entrada < 40 micro S/cm Silica (SiO2) < 1 ppm Hierro, Mn, Sulfito < 0.01 ppm Cloro total < 0.02 ppm Dureza < 1.0 ppm Orgánicos disueltos < 0.5 ppm pH 4 – 11 Temperatura Presión 5 – 45°C 20 a 100 psi Electrodesionización Desempeño Típico Recuperación de agua 90 a 95 % Caída de presión a flujo nominal 10 a 20 psi Silica (SiO2) < 1 ppm Resistividad del diluido > 16 megaohm-cm Remoción de SiO2 90 a 99% Electrodesionización Sistema modular de EDI Electrodesionización Configuración habitual Filtración + suavización + declorinación + RO + EDI Electrodesionización Configuración habitual Filtración + declorinación + suavización + RO + EDI Ejemplos de Aplicaciones de las Tecnologías de Tratamiento de Agua Aplicaciones - Sistemas para Tratamiento de Agua para Calderas de Alta Presión Sistema de tratamiento de agua de la planta generadora de energía North Lake Copell Texas EEUU Sistema de tratamiento de agua para el Sistema de control de NOx de la planta generadora de energía de West Coast California EEUU Aplicaciones - Sistemas para Tratamiento de Agua para Calderas de Alta Presión Sistema de tratamiento de agua de la planta generadora de energía Florida Power & Light Company EEUU Sistema de tratamiento de agua de la planta generadora de energía Midwest Power Systems, Inc. George Neal Station North Sioux City, IA. EEUU Sistema para tratamiento de agua envasada Sistema para tratamiento de agua envasada Sistema para tratamiento de agua envasada Sistema para tratamiento de agua envasada Sistema para producción de agua para cosméticos Tecnologías adecuadas para la producción de agua grado farmacéutico Tecnologías adecuadas para la producción de agua grado farmacéutico Farmacopea de los Estados Unidos - USP Agua Destilación, osmosis Purificada inversa y cualquier otro proceso adecuado Agua Altamente Purificada Agua para Destilación o osmosis Inyección inversa Farmacopea Europea - EP Farmacopea Internacional Destilación, intercambio iónico, Destilación, intercambio osmosis inversa y cualquier iónico, osmosis inversa o otro proceso adecuado otros procesos apropiados Doble paso de osmosis inversa combinada con otras técnicas adecuadas como ultrafiltración y desionización Destilación Destilación Sistemas Prototipo RO FUENTE: AGUA POTABLE RO 1 - 5mm FMM Suavizador FCA DI Cat - Ani DI Mixto RO RO 5 - 20mm UV 0.22mm DI Cat - Ani RO CDI Destilación RO/NF/UF UF Almacenamiento y Distribución DI Mixto Anillo de Distribución Purificación RO Reducción biológica UV Tratamiento Primario Prefiltración y Desinfección Sulfito / Bisulfito Remoción Orgánicos /Desinfectantes Reducción Dureza Filtración Primaria Antiincrustante Producción de agua potable IWVA - Bélgica Producción de agua potable IWVA - Bélgica Tratamiento de Agua Residual Refinería PEMEX, Minatitlan Mexico Tratamiento de Agua Residual Planta Solutia Rio Delaware, Bridgeport NJ, EEUU Sistema de Tratamiento de Agua Planta Toyota Cambridge ON, Canada (original) Sistema de Tratamiento de Agua Planta Toyota Cambridge ON, Canada (con reciclaje) Unidad de Procesos Industriales • Configuración de sistemas de purificación de agua. • Suministro de equipos y sistemas completos. • Servicios de: o Instalación o Puesta en funcionamiento o Capacitación y entrenamiento o Mantenimiento preventivo y correctivo
