Descubra cómo la industria está tratando el agua para que sea más eficiente, eficaz y sostenible
En los últimos años, ha habido un cambio en la industria del tratamiento de agua hacia la utilización de materiales que son menos dañinos tanto para las personas como para nuestro medio ambiente. Esto puede atribuirse ampliamente a las nuevas regulaciones, tecnologías e innovaciones sostenibles.
Siga leyendo para descubrir cuatro formas en que la industria está tratando el agua para que sea más eficiente, efectiva y sostenible.
La ósmosis inversa en el tratamiento del agua
La ósmosis inversa es el proceso de usar presión para empujar el agua sin filtrar a través de una membrana semipermeable para eliminar contaminantes y, en última instancia, crear agua limpia. De todos los enfoques de filtración de tratamiento de agua, microfiltración, ultrafiltración y nanofiltración, la ósmosis inversa es la más efectiva, bloqueando el 99.9% de los materiales, incluyendo iones monovalentes, hierros multivalentes, virus, bacterias y suelos suspendidos.
Este enfoque es mejor para el medio ambiente por tres razones:
- En lugar de depender de productos químicos para limpiar el agua, la ósmosis inversa utiliza agua a alta presión y electricidad para hacer el proceso.
- Aunque los productos químicos también se utilizan en equipos de ósmosis inversa, las cantidades son bajas, y los productos no peligroso.
- Necesita muy poco mantenimiento porque se utilizan detergentes y dispersantes para soportarlo autolimpiando, en última instancia extendiendo su vida útil.
- En promedio, la vida útil de una membrana es de aproximadamente 3 a 5 años, pero esto depende en gran medida de su uso correcto.
Sin embargo, existen desafíos asociados con este enfoque.
- El incrustamiento y la incrustación pueden reducir la eficiencia de la ósmosis inversa frecuente y necesitar membrana frecuente reemplazo, que requiere un monitoreo cercano de la calidad del agua y el uso de medios filtrantes.
- La ósmosis inversa utiliza presión osmótica para empujar el agua a través de la membrana que es un proceso que consume mucha energía y puede impulsar el impacto ambiental y los costos operativos.
- Este proceso produce una salmuera concentrada de contenciones rechazadas y sales altamente concentradas que son difíciles de eliminar.
- Las membranas mismas también tendrán que ser eliminadas, en última instancia generando desechos.
Con la ósmosis inversa, se requiere una inversión inicial en infraestructura pero luego solo se deben comprar las membranas. Y aunque el costo de las membranas sigue cayendo y cada vez hay más opciones, a menudo es aún más caro que usar tratamiento químico, especialmente en aplicaciones como torres de enfriamiento y circuitos cerrados.
Resinas de intercambio iónico en el tratamiento del agua
El intercambio iónico es el proceso de ablandamiento y eliminación de iones no deseados del agua al intercambiarlos con otra sustancia iónica. Este proceso tiene como objetivo purificar el agua con menos productos químicos que otros enfoques y puede funcionar de manera continua, convirtiéndola en un enfoque eficaz y eficiente para el tratamiento del agua.
Este enfoque tiene claros beneficios, incluyendo:
- Las resinas de intercambio iónico están diseñadas para eliminar selectivamente iones específicos del agua en función de sus propiedades químicas, permitiendo la focalización de contaminantes específicos.
- Puede integrarse con los procesos actuales de tratamiento de agua tanto como un pretratamiento como como un pulido paso para mejorar la calidad del agua.
- Existe la posibilidad de regenerar las resinas, restaurando la capacidad de la resina para su uso posterior y reduciendo el costo de operación y los residuos generados.
- Su vida útil puede llegar fácilmente a 5 años, y en algunos casos hasta 7 u 8 años, dependiendo de su uso correcto.
Aparte de estos, existen algunos desafíos que trae este enfoque, incluyendo:
- El diseño del sistema de intercambio iónico requiere un análisis de la profundidad del lecho de resina, tasa de flujo de contacto, tiempo y ciclos de regeneración, y escalar esto requeriría un nuevo análisis.
- Las fluctuaciones en el pH, la temperatura o la presencia de diferentes contaminantes pueden afectar el rendimiento de las resinas e impactar la calidad del agua.
- Las resinas deben ser monitoreadas continuamente, y los profesionales del tratamiento del agua deben estar listos para tomar rápidamente acciones correctivas para no comprometer las resinas.
- Al igual que las membranas, las resinas también están dañadas por el cloro, que sigue siendo uno de los biocidas industriales más utilizados.
Al igual que la ósmosis inversa, el proceso de intercambio iónico requiere una inversión inicial en infraestructura y se requiere una inversión inicial en infraestructura y entonces solo se deben comprar las resinas de ahí en adelante. En general, el intercambio iónico ha disminuido de precio y cada vez son más las opciones que vienen al mercado.
Combinación de los dos
Tanto la ósmosis inversa como el intercambio iónico son enfoques fuertes individualmente, pero cuando se combinan son extremadamente efectivos en el tratamiento del agua.
Al comenzar con el intercambio iónico, las resinas de intercambio iónico sirven como protección contra ósmosis, limpieza y eliminación de los contaminantes que pueden contaminar o escalar las membranas de ósmosis inversa y haciendo que el agua pretratada sea más adecuada para el proceso de ósmosis inversa.
Después del el agua ha sido tratada, las resinas de intercambio iónico pueden luego desplegarse en la corriente de concentrado de ósmosis inversa sobrante, eliminando iones específicos, como metales u otros contaminantes residuales antes de un tratamiento o eliminación posterior. También se pueden aplicar las resinas como paso de pulido, eliminando los iones disueltos o compuestos orgánicos que la ósmosis inversa puede no haber capturado.
En algunos casos, las resinas especiales pueden regenerarse con el rechazo de la ósmosis, lo que significa un ahorro en productos químicos. También se pueden usar para reducir la sílice en el flujo de entrada, lo cual es difícil y costoso de tratar utilizando productos químicos, lo que resulta en un aumento de hasta 50% en la recuperación de permeado, un porcentaje similar en la producción de rechazos y menos incrustaciones de sílice. También es posible reducir significativamente el incrustamiento de membrana por coloides y materia orgánica, reducir los costos de aplicación química y operar a un mayor caudal, aumentando la producción de agua tratada.
Por último, debido a que la ósmosis inversa a menudo baja el pH debido a la eliminación de minerales alcalinos, se pueden agregar resinas de intercambio iónico para equilibrar el pH y mantener el rango deseado para las aguas tratadas.
Como puede ver, utilizando una combinación de iones de combinación de iones el intercambio de resina y la ósmosis inversa supera muchos de los desafíos que describimos anteriormente. Cuando se combinan, pueden maximizar la eliminación de contaminantes mientras minimizan los costos operativos y el consumo de energía.
Pretratamiento del agua
El pretratamiento es el proceso de limpieza del agua para mejorar las características del agua desde el principio. Al hacer esto, dependemos menos de los productos químicos durante todo el proceso y podemos reutilizar mejor o eliminar las aguas residuales después de su uso.
Se pueden emplear diversas tecnologías para el pretratamiento, incluyendo ósmosis inversa e intercambio iónico, ya sea por separado o en combinación para lograr una mayor eficiencia. Este enfoque se utiliza hoy en día para el agua de proceso utilizada en el proceso de fabricación del producto y para mejorar la calidad del agua en calderas, donde es fundamental utilizar agua de alta calidad. Si bien este enfoque es ampliamente conocido, será cada vez más relevante con los temas de reutilización y reducción del consumo de agua que se disparan a la cima de las agendas de sustentabilidad en todo el mundo.
Si bien los cuatro métodos que hemos discutido hoy son vistos como el futuro del tratamiento del agua, la industria aún tiene un camino por recorrer antes de que esto se integre completamente en los estándares cotidianos. Adicionalmente, es importante tener en cuenta que el uso de productos químicos en el tratamiento del agua está lejos de desaparecer. Más bien, vemos que la industria se mueve más hacia el uso de soluciones más biodegradables y sustentables.
Sobre el autor
Enrique Ramírez es Gerente de Ventas en IMCD México para la Unidad de Negocio de Soluciones Industriales con enfoque en el negocio de Tratamiento de Aguas. Con más de 11 años trabajando en la industria del tratamiento de aguas, Enrique cuenta con una amplia experiencia técnica y comercial en esta área que aporta a cada una de sus relaciones con los clientes.