TRABAJO DE INVESTIGACIN

TRABAJO DE INVESTIGACINTRATAMIENTO DE AGUAS

NDICE

INTRODUCCIN2

I. OBJETIVOS3

II. MARCO TERICO3

2.1 DESALACIN DE AGUA SALADA: PROCESO DE POST-TRATAMIENTO3

2.2TECNOLOGAS DE TRATAMIENTO DEPENDIENDO DE LA APLICACIN FINAL DEL AGUA 10

2.3 POST-TRATAMIENTOS DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO12

2.4 PROCESOS ESCENCIALES EN LAS PLANTAS DESALINIZADORAS...........14

2.5 PARMETROS DE CALIDAD Y LMITES MXIMO PERMISIBLES PARA EL AGUA POTABLE..17 2.6 REGLAMENTO DE LA CALIDAD DEL AGUA.....19 III.CONCLUSIONES.22IV. BIBLIOGRAFA22

INTRODUCCIN

Hoy en da, la desalacin o desalinizacin se ha convertido en una solucin asequible para las reducciones de agua potable en reas tpicamente tropicales, as como costeras.El ncleo del proceso de desalinizacin est basado en la tecnologa de Membrana de smosis Inversa, pero en s misma, no provee agua potable segura.Los pasos de PRE y POST-tratamiento son requeridos para adecuar el agua antes y despus del proceso de smosis inversa por membranas para acondicionarlo a su proceso.La eliminacin de la salmuera puede ser un problema medioambiental y econmico en algunas reas dnde la fauna y flora son sensibles al aumento local de la salinidad del mar. La eliminacin de la salmuera debe ser estudiada y diseada caso por caso.El arte de desalinizar es determinar y combinar las tecnologas disponibles para optimizar los costos de produccin y calidad del agua.

I. OBJETIVOS Adaptar la calidad del agua producida despus del proceso de smosis inversa a la del agua potable.

Recurrir a un post-tratamiento para tratar la naturaleza agresiva del agua producida por membrana de osmosis.

Conocer las normas gubernamentales antes de poder llevar a cabo una evaluacin de diseo.II. MARCO TERICO

2.1. DESALACIN DE AGUA SALADA: PROCESO DE POST-TRATAMIENTO

FUENTE:www.lenntech.esDependiendo de la aplicacin del agua tratada, el permeado de la smosis inversa o desionizacin el agua debera ser acondicionada antes de su uso final. En funcin de la calidad requerida del agua producto y/o de su aplicacin, ser necesario tratar el agua despus del proceso de osmosis inversa.

A modo de ejemplo, para el suministro de agua potable, se llevara a cabo las siguientes operaciones: Una desgasificacin; para eliminar el H2S y/o CO2 que contiene el agua y que las membranas no pueden retener. Una alcalinizacin con el fin de incrementar el pH aadiendo NaOH o cal. Una pasivacin; para eliminar la accin corrosiva del agua frente a los metales. Una cloracin.

FUENTE: www.osmoflo.com AIREACIN:Como el CO2 presente en el permeado no es, en general, suficiente para reaccionar con toda la cal o calcita necesaria para obtener la dureza requerida del agua, debe por tanto introducirse desde el exterior en forma de gas. No obstante, si el permeado que sale de los mdulos de smosis inversa tiene un contenido en dixido de carbono disuelto muy elevado y/o H2S, se hace pasar el agua a travs de una torre de aireacin en la que se pone en contacto a contracorriente el fluido con el aire; de este modo, el agua se enriquece en oxgeno y se empobrece en CO2 y/o H2S. Esta operacin no suele ser necesaria en la gran mayora de plantas de smosis.

ELIMINACIN DEL CO2 LIBRE

En el agua desalada hay una fuerte presencia de CO2 que a veces puede llegar a alcanzar concentraciones de hasta 60 mg/L. La presencia del gas se debe al contacto del cido sulfrico con el bicarbonato del agua. La existencia de este gas puede causar muchos problemas de corrosin que pueden afectar las tuberas e incluso pueden exceder algunos aspectos de la normativa sanitaria. Por tanto, es conveniente realizar inmediatamente despus del paso del agua a travs de los mdulos de smosis inversa una desgasificacin o desorcin para reducir la presencia de CO2 en valores inferiores a los 10 mg/L. La desorcin consiste en hacer pasar a una fase gaseosa un gas voltil disuelto en una fase lquida. La operacin inversa es la absorcin en la que se disuelve en una fase lquida un gas soluble en una fase gaseosa. En el proceso de desgasificacin, para disminuir la presencia de dixido de carbono, se darn las operaciones de desorcin-absorcin al mismo tiempo. As, el agua a tratar se empobrecer de CO2 (desorcin) y se enriquecer en O2 (absorcin). La descarbonatacin se da en una torre de aireacin por la que entra el agua por la parte superior y simultneamente, se inyecta aire a contracorriente. Las caractersticas requeridas para un buen funcionamiento de la torre son: Reparto uniforme del agua a tratar en toda la seccin de la columna. Caudal uniforme del agua de la alimentacin. Gran superficie de contacto en la interfase lquido-gas. Filtrado previo del gas de arrastre. Concentracin prcticamente nula en el gas de arrastre. Dimensiones adecuadas a la produccin requerida.

ALCALINIZACINEl agua que sale de smosis o de la torre de aireacin tiene un pH de 5,5 a 4,84 que hace falta aumentar hasta valores prximos a 7,2 para que sea apta para el consumo humano. Consiste en aadir bicarbonatos al agua tratada para aumentar su alcalinidad, aumentar el pH y reducir el grado de agresividad segn el ndice de Langelier de forma que este sea 0 o ligeramente positivo para que el agua no se sea corrosiva. La normativa actual exige que el ndice LSI sea 0,5.Existen dos mtodos para remineralizar el agua: El primero con hidrxido clcico (cal) y CO2 y el segundo con calcita y CO2. La dosificacin con cal es ms econmica en inversin pero ms cara en explotacin por el mayor consumo de CO2.

REMINERALIZACIN DEL AGUA CON HIDRXIDO CLCICO (CAL) Y CO2 Se parte de cal en polvo grado alimenticio y CO2 grado alimenticio, y la reaccin que se desarrolla es la siguiente:

Tambin se puede utilizar oxido de cal en vez de hidrxido clcico pero se necesita convertir el xido en hidrxido de cal mediante agua, esta reaccin es exotrmica y se debe hacer en equipos llamados apagadores de cal, aunque es ms econmico el xido que el hidrxido no lo recomiendo usar por los problemas que tiene su manejo, adems el xido de cal tiene ms impurezas que el hidrxido de cal.

REMINERALIZACIN CON CALCITA Y CO2Los carbonatos de la calcita, reaccionan con el anhdrido carbnico producido por la accin del cido sulfrico en el pretratamiento y el dosificado posteriormente al producto, produciendo bicarbonatos y por consiguiente aumentando la alcalinidad y la dureza.La reaccin principal que gobierna la disolucin de un lecho de carbonato clcico (calcita) es la siguiente:

Esta reaccin alcanza un pH de equilibrio cuyo valor depende de una serie de factores como son: el pH inicial, el contenido en CO2, calcio, carbonatos, bicarbonatos, slidos totales disueltos y la temperatura. Se ve que el consumo de CO2 es la mitad que con lechada de cal.

DESINFECCIN:Durante el proceso de desalinizacin el agua ha vuelto a aumentar la presencia de microorganismos, de manera que hace falta volver a desinfectar el agua antes de que sea consumida por los seres vivos. La sustancia utilizada normalmente es, al igual que en el pretratamiento, hipoclorito de sodio del 16% en peso y la dosis necesaria para eliminar pequeos organismos, de aproximadamente 0,5 mg Cl2/m3 de agua.

PASIVACIN:Una vez que se ha potabilizado el agua, puede suceder que durante la distribucin, el fluido vuelva a contener agentes corrosivos que afecten negativamente a las tuberas. Para evitar este problema, se aadir una sustancia inhibidora de la corrosin como puede ser el polifosfato slido a base de fosfato de zinc. Se prever un posible contacto del agua con materiales metlicos no inoxidables y se dotar a la instalacin de un sistema que evite posibles riesgos de corrosin metlica. El agua en contacto con un metal provoca que los cationes metlicos tiendan a disolverse en el lquido, quedando la superficie metlica cargada negativamente facilitndose la generacin de reacciones qumicas entre los cationes del agua y la superficie del metal, este fenmeno constituye lo que es conocido como corrosin. Las sustancias inhibidoras de la corrosin no actan sobre los compuestos qumicos del agua, sino que basan su poder de inhibicin en la formacin de pares electrolticos que se forman en el metal constituyendo as una fina pelcula protectora que suprime el contacto metal-agua, evitando as la corrosin. Los inhibidores de la corrosin deben cumplir dos premisas fundamentales: Que no contengan ningn elemento txico. Que sean eficaces en pequeas dosis, aunque su contenido en el agua sea bajo.El aditivo ms utilizado es el polifosfato sdico a base de fosfato-zinc. Este inhibidor de la corrosin ofrece una proteccin muy superior a la de otros pasivamente es para eso que la dosis necesaria ser menor. POST-CLORACINAntes del uso final, el agua se almacena en un depsito de forma que existe riesgo de que se vuelva a contaminar de nuevo. Es por ello, que hay que desinfectar el agua de nuevo, para ello, se pueden seguir tres posibles procedimientos: Gas cloro: Es muy utilizado por su bajo coste se emplea cuando se tratan grandes caudales. Hipoclorito de sodio: Es el procedimiento ms barato tan de implantacin como de funcionamiento. Hipoclorito de calcio: Aporta calcio que sirve para elevar el contenido de este elemento en el agua producto. A veces se puede intentar la carbonatacin y la cloracin de una sola vez con la dosificacin de CaCl2.

ELECTRODESIONIZACIN (EDI)La electrodesionizacin utiliza membranas semipermeables y corriente directa para purificar el agua. Los iones de carga positiva en la solucin son sometidos a una carga elctrica negativa a travs de membranas directas y viceversa, constituyendo un sistema de purificacin del agua.Una aplicacin para la EDI es el pulido del agua tratada para producir agua ultra pura, apta para utilizarla en la industria de semiconductores. INTERCAMBIO DE IONESEl intercambio de iones es un proceso qumico por el que el agua pasa a travs de vasijas de presin donde se utiliza resina para absorber las sales disueltas, dejando el agua purificada. El intercambio de Iones es utilizado para tratar el agua salobre relativamente limpia y producir agua de alta pureza para aplicaciones tales como alimentacin de calderas para centrales elctricas, requeridas para mantener la eficiencia en la transferencia de calor. ESTERILIZACIN DEL AGUALuego de que el agua haya pasado a travs del proceso de OI, est generalmente libre de bacterias y otros contaminantes. Si el agua es para uso potable, se almacena generalmente en tanques antes de su uso, hacindola susceptible a la contaminacin.La dosificacin de cloro y esterilizacin Ultra Violeta proporcionan un mtodo fiable para mantener almacenada el agua potable de forma segura. RECIRCULACINEl agua ultra pura y esterilizada llega a las unidades de dilisis y el sobrante se recircula de nuevo a la entrada de la smosis inversa. De esta manera se establece el siguiente circuito de recirculacin de agua producida: smosis inversa, desionizador, ultravioleta, filtro de polisulfona, unidades de dilisis y retorno al desionizador.Con este circuito conseguimos continuamente la calidad del agua tanto fsico-qumicamente como bacteriolgicamente.

2.2. TECNOLOGAS DE TRATAMIENTO DEPENDIENDO DE LA APLICACIN FINAL DEL AGUAAGUA POTABLEAGUA DE REGADOAGUA DE PROCESO

CLORURO SDICOMinimizadoOptimizacin SARMinimizado

CALCIO, MAGNESIODureza 6-10oDMinimizado

PH6.5-8.5

BOROMinimizado

DESINFECCINRequeridaNo requerida

AGUA POTABLE:El cloruro sdico y el boro pueden ser reducidos aadiendo un segundo paso de OI, con membranas de agua salobre o membranas de agua marina. Cuando el agua pasa a travs de un segundo paso, ambos el calcio residual y la concentracin de magnesio son cercanos a cero.Por lo tanto un segundo paso de OI debera remineralizar para conseguir una dureza residual tpica de 8D (100 mg/L CaCO3).Esta solucin cumple con los requerimientos de agua de pozo en sodio bajo, y altos contenidos de calcio. AGUA DE REGADO:El agua de regado es ms compleja, se basa en un equilibrio entre sodio, calcio y magnesio que asegura una buena filtracin en el suelo. Este equilibrio es medido por la proporcin de absorcin de sodio (en ingls, Sodium Adsorption Ratio, SAR) y la conductividad elctrica, CE:

El boro debe ser eliminado, ya que representa un veneno toxico para las plantas. Para mantener una CE mnima de 0.3 dS/cm (~200 mg/L SDT), una suficiente concentracin de calcio y magnesio, el segundo paso de OI debe ser evitado o mayoritariamente en by-pass. Por ello, la solucin ideal es hacer uso de una resina de intercambio inico especfica para la eliminacin de boro y luego remineralizar.

AGUA DE PROCESO:El agua de proceso es un trmino muy genrico que incluye todo tipos de agua que no necesitan cumplir con los requisitos de la OMS para agua potable. Los requerimientos son normalmente aquellos del fabricante de la maquinaria que hace uso del agua, como un intercambiador de calor, una caldera, dilucin de agua, etc. En industrias de calentar/refrigerar, el proceso del agua debe normalmente poseer una baja mineralizacin para evitar depsitos de sarro en las tuberas o corrosin por cloruro.

2.3. POST-TRATAMIENTO DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO NEUTRALIZACIN DE LA ACIDEZ CARBNICA MEDIANTE PRODUCTOS ALCALINIZANTESGeneralmente se utiliza hidrxido o carbonato clcico para proporcionar una cierta dureza residual al agua osmotizada y ajustar elndice de Langelier.Elndice de Langelier(Is) es uno de los sistemas ms utilizados y est citado en elReal Decreto 140/2003sobre la calidad del agua de consumo humano. Se basa en el clculo del valor del pH de saturacin o de equilibrio (pHs), el cual comparado con el pH real del agua (pH), permite determinar el carcter del agua. Is = pH pHs

ISINDICACIN

IS0Agua supersaturada con respecto a carbonato clcico (CaCO3). Posible formacin de incrustaciones.

Final del formulario

Las indicaciones para el IS y el IS mejorado por Carrier estn basadas en los siguientes valoresISIndicacin

-2,0