Water treatment for industrial process

PROCESOS INDUSTRIALES

Las aguas naturales rara vez se encuentran en condiciones de ser utilizadas directamente en los procesos industriales, tanto si se destinan a generación de vapor, se emplean como medio de refrigeración, o van a ser consumidas directamente en el proceso. El contenido en impurezas, aún siendo casi siempre muy pequeño en relación al volumen de agua, suele ser inadecuado o excesivo para poder emplear el agua directamente en la aplicación prevista.

Antes de poder decidir sobre el tratamiento, los especialistas necesitan tener información suficiente acerca de las calidades del agua disponible y exigida en el proceso. La primera se obtendrá realizando un análisis que determine todos los parámetros relevantes.

Si el agua tiene su origen en la red municipal, conviene verificar que se dispone de datos de las aguas de los distintos orígenes que puedan llegar como suministro. Cuando existen grandes depósitos intermedios que realizan una homogeneización de las aguas es posible que se simplifique el tratamiento. Los contenidos en materia orgánica, si los hay, pueden ser muy irregulares y conviene estar seguros de disponer de los máximos anuales.

Para realizar análisis en el laboratorio es muy importante que las muestras obtenidas sean representativas, estén correctamente conservadas y se realicen los análisis dentro de los tiempos máximos de conservación.

Un factor muy importante en la decisión es el grado de pureza requerida en el agua tratada. Mientras el coste del tratamiento es, en cierta medida, proporcional al contenido en impurezas, a partir de ciertos niveles el crecimiento de calidad en el agua tratada representará un incremento exponencial del coste. La calidad de salida puede ser una exigencia por razones de seguridad, una especificación del proceso de fabricación o simplemente una decisión económica.

Las aguas consumidas como materia prima de un proceso han de ser purificadas siempre de forma preliminar a su uso y mediante un tratamiento específico del proceso de fabricación que se trate. Pero las aguas utilizadas en calderas y circuitos de refrigeración tienen líneas de tratamiento bastante comunes y existen dos posibilidades, según se realice el tratamiento previamente a la utilización del agua o simultáneamente con la aplicación.

Lo mismo que para el agua potable, la desmineralización por ósmosis inversa ha sido utilizada en varias industrias desde los años 60:

  • Electrónicas para agua ultrapura.
  • Farmacéuticas para aportación a baños de diálisis.
  • Alimentarias para preparación de bebidas carbónicas.
  • Centrales para agua de aportación de calderas.

El agua ultrapura es un ejemplo típico que ilustra la contribución de las membranas al crecimiento de la industria electrónica. La industria de los semiconductores ha requerido ampliamente agua que sea química, física y biológicamente muy pura; por otra parte la miniaturización extremadamente avanzada de los componentes y circuitos integrados ha traído consigo una normativa más exigente sobre la calidad del agua ultrapura. La parte química de estas normas ha evolucionado de forma ligera (18 Mohms. cm está muy cerca del límite teórico). Los requerimientos de los caracteres físicos y biológicos se han vuelto mucho más estrictos.

  • El carbono orgánico total (COT) debe reducirse a 50 microG/L e incluso a 20 microG/L en vez de a los 0,5 a 1 mg/L previos.
  • El número de bacterias debe ser menor de 10 por litro.
  • El tamaño de las partículas tomadas en consideración ha sido de 0,5 a 0,1 e incluso a 0,05 microM.

En procesos típicos de tratamiento, las membranas se combinan con otros tratamientos más convencionales para dar al sistema una fiabilidad excepcional, incluso con aguas de alimentación, cuya composición es cambiante con el tiempo y no es totalmente conocida.

Los compuestos inorgánicos en disolución se eliminan hasta un nivel del 90 al 95 por 100 del contenido inicial mediante ósmosis inversa. Debe puntualizarse que un permeado absolutamente exento de sales no puede producirse por esta técnica. Sin embargo, la ósmosis inversa descarga a los intercambiadores iónicos localizados, aguas abajo. Esto es muy importante, ya que la regeneración de los intercambiadores iónicos introduce impurezas.

La polución por partículas, la orgánica y la bacteriológica se tratan mediante una combinación de dos tipos de procesos:

  • Procesos de desinfección / oxidación (ozono y radiación ultravioleta) que destruyen las bacterias y oxidan la materia orgánica.
  • Procesos de membrana que eliminan las partículas y la polución orgánica.

La microfiltración (mediante cartuchos) se usa en tres puntos del diagrama de flujos:

  • Como precaución de seguridad aguas arriba del tratamiento por ósmosis inversa de agua de aportación.
  • Aguas debajo de los intercambiadores iónicos para retener todo lo posible los finos de las resinas.
  • En el lugar de utilización para retener bacterias y partículas.

La ultrafiltración se usa en el bucle de producción y al final del tratamiento para detener virus, macromoléculas (incluso patógenas) y partículas. Las plantas más modernas han adoptado la ultrafiltración en vez de la microfiltración en el punto de utilización (del agua).

La ósmosis inversa se está usando más y más cada vez en el bucle de producción en vez de ultrafiltración o microfiltración, para reducir la polución de materia orgánica disuelta (MOD).