errores de pre tratamiento en plantas de ósmosis … lo suficientemente alta para eliminar casi...

Errores de pre tratamiento en Errores de pre tratamiento en plantas de ósmosis inversa y sus

consecuencias

(Estudio de varios casos)

José Luis Pérez TalaveraSADYT

Índice

• Resumen

• Caso nº 1.- Ensuciamiento inorgánico

• Caso nº 2.- Ensuciamiento orgánico

• Caso nº 3.- Destrucción de membranas• Caso nº 3.- Destrucción de membranas

• Caso nº 4.- Ensuciamiento compuesto

• Caso nº 5.- Ensuciamiento orgánico

• Caso nº 6.- Alto nivel de SDI

Errores de pre tratamiento en plantas de ósmosis inversa

2

Resumen

• En los comienzos, los fabricantes de membranas obligaban a realizar un pre tratamiento de acuerdo con la practica del agua potable.agua potable.

• Inmediatamente se vio que el enfoque era equivocado.

• Se comenzó a eliminar paulatinamente los diferentes aditivos.


3

Resumen

• Hoy día, la filosofía de pre tratamiento de ósmosis inversa, tiene unas características propias, distintas de la del agua potable.

• La adición de cualquier producto químico al • La adición de cualquier producto químico al agua bruta, produce el ensuciamiento de las membranas.

• La nueva filosofía se reduce a dos palabras: Aditivos cero


4

Caso nº 1

• Ensuciamiento inorgánico de una Planta por adición de coagulante de sales de hierro, a una dosis dictada por la prueba de jarras.


5

Caso nº 1Ensuciamiento inorgánico por sales de hierro

• Planta de toma abierta, necesitaba lavado químico cada dos meses.

• El operador achacaba el problema a una mala calidad del agua bruta.calidad del agua bruta.

• El agua se toma superficialmente, de una laguna marina artificial, con una concentración de bacterias muy superior a la del mar abierto exterior.


6

Caso nº 1Toma de agua de mar

Caso nº 1Calidad biológica del agua de mar

(Valores en ufc/l)PARÁMETROS EXTERIOR INTERIOR

HETERÓTROFOS 37ºC 1.000 150.000

HETERÓTROFOS 22ºC 3.500 165.000HETERÓTROFOS 22ºC 3.500 165.000

ENTEROBACTERIAS TOTALES 250 8.750

ANAEROBIOS 2.750 7.000

BACILLUS SPP 2.000 100.000

MOHOS Y LEVADURAS 250 18.750


8

Caso nº 1

• Se añadían 20 ppm de cloruro férrico

• A considerar:

• Imposible ajustar la dosis continuamente

• Tiempo de contacto corto• Tiempo de contacto corto

• Existencia de una membrana que es un filtro absoluto.

• Resultado: El hierro no coagulado termina en la membrana.


9

Caso nº 1

• Se redujo la dosificación de cloruro férrico a 0,5 ppm

• La frecuencia de lavado pasó de 6 a 1 vez al añoaño

• Consecuencias:

• La prueba de jarras no debe utilizarse con O.I.

• La cantidad de coagulante debe ser pequeña

• Lo mejor es no utilizar coagulante alguno.


10

Caso nº 2

• Ensuciamiento orgánico producido por la adición de cloro, con el objetivo de evitar el ensuciamiento biológico.


11

Caso nº 2

• Originalmente los fabricantes de membranas, obligaban a añadir cloro.

• No obstante, la operación era desastrosa con lavados cada mes o mes y medio.lavados cada mes o mes y medio.

• Generación de una gran cantidad de polisacáridos a partir del punto de inyección del reductor.


12

Caso nº 2


13

Caso nº 2


14

Caso nº 2

• Se decidió eliminar el cloro (Con perdida de la garantía)

• La operación mejoró de tal forma, que los lavados se hacen cada 12-15 meses.lavados se hacen cada 12-15 meses.

• Las tuberías fueron perdiendo la capa de polisacárido y el peso de las membranas se redujo (El primer elemento pasó de 30 a 20 kg)


15

Caso nº 2

• Lección aprendida:

• No son las bacterias las que ensucian las membranas, sino sus productos de defensa, los polisacáridoslos polisacáridos

• No atacando con oxidantes a las bacterias, se evita el ensuciamiento de la instalación

• La inyección de oxidantes debe excluirse del pre tratamiento, siempre que sea posible.


16

Caso nº 3

• Destrucción de las membranas de O.I. debido a la adición de un reductor (Bisulfito sódico) en circunstancias que suelen ser frecuentes.


17

Caso nº 3

• Es frecuente que los operadores añadan un reductor con la idea de mejorar el potencial Redox.

• No se conoce una mejora apreciable de la • No se conoce una mejora apreciable de la operación, a menos que la cantidad a añadir sea lo suficientemente alta para eliminar casi todo el oxigeno (Sobre 80 ppm)


18

Caso nº 3

• En una instalación donde se añadían 15 ppm de bisulfito sódico, se produjo la degradación de los elementos situados en las ultimas posiciones.

• Se constató la presencia de cloro en la salmuera, no existiendo en alimentación ni en producto.

• ¿Cómo se generaba este cloro en el interior del tubo?


19

Caso nº 3

• La investigación realizada por el fabricante de las membranas mostró , que cuando se dan las siguientes condiciones:

• 1.- Concentración elevada de cloruros• 1.- Concentración elevada de cloruros

• 2.- Presencia de bisulfito sódico

• 3.- Presencia de un metal pesado

• Los cloruros se convierten en cloro gas.


20

Caso nº 3

• En este caso el metal pesado era el cobre, proveniente del lixiviado de un granate repuesto en los filtros de arena.

• Al anular el bisulfito sódico, el cloro • Al anular el bisulfito sódico, el cloro desapareció.

• Este fenómeno, explica la degradación de los elementos últimos ocurrida en algunas Plantas y que carecían de explicación.


21

Caso nº 3

• Enseñanza de este suceso:

• Por un lado muestra el peligro de los metales pesados en la tecnología de la O.I.

• Por otro, confirma la filosofía de que la adición • Por otro, confirma la filosofía de que la adición de cualquier producto al agua de alimentación, puede acarrear riesgos innecesarios.


22

Caso nº 4

• Problemas de ensuciamiento debido a la adición de acido sulfúrico comercial al agua de alimentación.


23

Caso nº 4

• Bastante generalizada la adición de acido para reducir el ph del agua de mar de 8,2 a 6,5 – 7.

• Razón aducida: Evitar incrustación de carbonato cálcico.carbonato cálcico.

• Puntos débiles:

• 1.- También añaden anti incrustante

• 2.- La sal que incrusta antes es el sulfato cálcico, no el carbonato.


24

Caso nº 4

• Inconvenientes:

• Costo

• Peligro de accidentes

• Impurezas de metales pesados (Plomo, • Impurezas de metales pesados (Plomo, mercurio, hierro, cobre, etc.)

• Elevación del nivel de Boro en el producto (Alrededor de 1 ppm)


25

Caso nº 4

• Los metales pesados, aparte de su labor como catalizadores, se depositan en la membrana ensuciándola y favorecen también la acumulación de materia orgánica.acumulación de materia orgánica.

• El cambio de ph altera a las bacterias, originando la producción de polisacáridos.

• La eliminación del acido, suele mejorar la frecuencia de lavados en un mes.


26

Caso nº 5

• Ensuciamiento orgánico debido a la mala elección del anti incrustante.


27

Caso nº 5

• De los tres grupos mas corrientes (Acrilatos, maleatos y fosfonatos), los dos primeros pueden acarrear riesgos de ensuciamiento, a veces de forma irreversible, por la formación veces de forma irreversible, por la formación de un material gelatinoso.

• Con los fosfonatos nunca he tenido problemas

• El riesgo es mayor en presencia de metales pesados.


28

Caso nº 5

• Pero no todos los fosfonatos son iguales.

• Los fabricantes no suelen dar detalles de sus productos, tales como peso molecular o tipo de mezcla.de mezcla.

• Entonces ¿cual usar?

• Existe la tentación de usar el mas económico de la relación precio x dosis


29

Caso nº 5

• Se decidió probar trece productos diferentes del mercado español.

• Cada prueba duraría tres meses.

• Se harían dos pruebas a la vez, al haber • Se harían dos pruebas a la vez, al haber dividido la instalación en dos zonas.

• Los resultados se resumen en la tabla siguiente.


30

Caso nº 5

Inicio Final Pro Precio €/kg

Dosis ppm

Incremento de presión diferencialPrimera /segunda etapa

Agosto 06 Noviembre 06 1 2,42 1,2 0,30 / 0,06

Noviembre 06 Marzo 07 2 2,46 0,8 0,014 / 0,04

Marzo 07 Junio 07 3 2,30 1,16 0,19 / -0,015

Junio 07 Octubre 07 4 2,85 1,15 0,42 / 0,015

Octubre 07 Febrero 08 5 2,40 1,2 0,19 / 0,015

Febrero 08 Junio 08 6 3,05 0,8 0,47 / 0,01

Agosto 06 Noviembre06 7 4,10 0,6 0,3 / 0

Noviembre 06 Marzo 07 8 2,63 1,8 0 / 0

Marzo 07 Septiembre 07 9 2,15 1,3 0 / 0

Septiembre07 Febrero 08 10 3,30 1 0 / 0

Febrero 08 Febrero 08 11 2,30 1,3 1,5 / 0

Mayo 08 Agosto 08 12 3,05 0,8 -1 / 0

Octubre 06 Enero 07 13 3,65 0,8 0,35 / 0,1Errores de pre tratamiento en plantas de ósmosis inversa

31

Caso nº 5

• En general los fosfonatos se comportaron bien, con subidas de la presión diferencial entre -1 y + 0,47 bar, con alta incidencia de incremento nulo.

• Sin embargo la prueba del acrilato, fue un fracaso, pues la p.d. subió 1,5 bar en tres semanas.

• Afortunadamente, el ensuciamiento se eliminó gradualmente al cesar de añadirlo.


32

Caso nº 5

• Enseñanza adquirida:

• Es muy importante la elección de cualquier producto que se añada al agua.

• Los efectos sobre las membranas pueden ser • Los efectos sobre las membranas pueden ser muy perjudiciales.

• A veces se busca el origen del problema, en una causa muy diferente, a la que realmente está originando el problema.


33

Caso nº 6

• Nivel de SDI elevado, en el agua de alimentación , debido a una mala gestión del procedimiento de contra lavado.


34

Caso nº 6

• Los filtros granulares no suelen recibir mucha atención durante la fase de diseño y operación tal vez por ser un equipo muy sencillo.

• Siendo el pre tratamiento la sección mas • Siendo el pre tratamiento la sección mas importante, se le debe dar la importancia que se merece.

• Veremos los dos errores mas frecuentes que se efectúan en la fase de contra lavado.


35

Caso nº 6

• Ausencia de la fase de pre servicio

• Al poner el filtro en servicio después del contra lavado, y durante un periodo de unos 15 a 20minutos, la turbidez del efluente es 15 a 20minutos, la turbidez del efluente es alta.

• Por razones de economía de agua y porque en aguas potables, es frecuente saltarse esta fase, hay plantas de O.I. que carecen de ella o la realizan con un tiempo muy corto (5 min.)


36

Caso nº 6


37

Caso nº 6

• Como muestra la curva de turbidez, la cantidad de S.S. que sale del filtro es elevada, materia que en gran parte acabará en las membranas.membranas.

• Por tanto es de la máxima importancia, realizar esta fase , en el tiempo requerido, valor que obtendremos de la realización de la curva de turbidez.


38

Caso nº 6

• Ausencia de la fase de lavado aire + agua

• Es frecuente diseñar el programa de contra lavado, con solo dos etapas, la primera de aire solo y una segunda de agua sola.solo y una segunda de agua sola.

• Una planta de agua de mar de toma abierta, con este esquema, no conseguía bajar el SDI por debajo de 3, a pesar de contar con filtros bien diseñados.


39

Caso nº 6

• Se decidió añadir una fase de aire mas agua

• Los resultados fueron espectaculares

• Durante el primer lavado, que duró varias horas, el efluente poseía un fuerte color negro horas, el efluente poseía un fuerte color negro y un olor nauseabundo.

• A partir de ese momento, los valores de SDI se mantuvieron en el rango de 0,6 a 1,5


40

Caso nº 6

• Explicación:

• Durante la fase de agua sola, se elimina la materia existente entre los granos del medio filtrante.filtrante.

• La turbulencia es baja o inexistente.

• Sin embargo aun existe una gran cantidad de materia sin remover: la que está adherida a los granos y que es preciso que estos choquen entre si, para poderla eliminar.


41

Caso nº 6

• Es precisamente la fase de aire + agua, la que va a originar el grado de turbulencia necesario para que la colisión de los granos, elimine esta masa adherida.masa adherida.

• Es esta materia adherida, la que origina la perdida de calidad del efluente, tal vez por ser soporte de vida bacteriana.


42

Consideración final

• La membrana de O.I.es un filtro absoluto, que va a atrapar cualquier cosa que le llegue, produciendo su ensuciamiento o degradación.

• Una buena norma de operación de plantas de • Una buena norma de operación de plantas de O.I. es la de no añadir ningún producto químico, a excepción de un buen anti-incrustante.


43

errores de pre tratamiento en plantas de ósmosis … lo suficientemente alta para eliminar casi...

Documents