J. Huesa, compañía asociada a FEDEME, ha finalizado con éxito la puesta en marcha de una planta de tratamiento de aguas de aporte en una industria que se dedica a la fabricación de productos de limpieza, detergencia, cápsulas e higiene personal.
En esta ocasión, el cliente, una compañía líder en su sector, ha confiado en J. Huesa para mejorar la calidad del agua de aporte a su proceso productivo, y reducir las pérdidas en producción provocadas por paradas en las plantas de producción de agua existentes en la fábrica.
Una vez analizadas las muestras de agua bruta tomadas en distintos puntos del proceso de producción, se pudo concluir que el agua de aporte a las ósmosis inversas existentes en la fábrica tenía un alto contenido en coloides y sólidos en suspensión.
Llegados a este punto, el departamento técnico de J. Huesa optó por el diseño y fabricación, a medida, de una planta de tratamiento de aguas basada en la tecnología de membranas de ultrafiltración como elemento central, cuyo objetivo es el de clarificar el agua y disminuir el contenido en coloides presentes en la misma, mejorando la calidad del agua de aporte y reduciendo los costes de explotación.
Además, esta solución garantiza unas condiciones adecuadas para acometer las membranas de separación de osmosis inversa, de forma que se alargue su vida útil y evitar que se obstruyan los poros de filtración dando lugar a rupturas de las membranas y paradas de producción recurrentes.
Este sistema de tratamiento, a tenor de la composición del agua bruta y de la naturaleza de las partículas presentes en el agua, reduce drásticamente el ensuciamiento generado en todo el sistema hidráulico de la fábrica.
La instalación objeto de estudio se encuentra albergada en el interior de una nave y se compone de una etapa de pretratamiento compuesta por un sistema de filtros de anillas auto limpiantes y una etapa de tratamiento mediante membranas de ultrafiltración.
El sistema de membranas de ultrafiltración está dotado de limpiezas automatizadas para el correcto funcionamiento de la planta lo que permite la operación en continuo de la planta, minimizando los costes de explotación de la planta.
El agua bruta objeto del tratamiento se almacena en dos depósitos de acumulación de 1.000 m 3 cada uno. Estos depósitos están provistos de una bomba de recirculación, cuya finalidad es homogeneizar el contenido e inyectar NaClO 14% en el agua almacenada manteniendo el nivel de cloro en torno a 0,8 ppm.
Detalles Grupo de Bombeo
Para reducir la entrada de partículas en suspensión en la planta de ultrafiltración, en una etapa previa, y como cribado adicional, el agua es bombeada a una batería de filtros por anillas dotada de controlador y limpiezas automáticas, mediante aire comprimido con una capacidad de filtrado de 50 micras.
Detalle de Batería de filtros por anilla
La ultrafiltración es un proceso de separación de membrana en el cual las dos fases que están en contacto con la membrana son líquidas y se encuentran a distinta presión hidrostática, realizándose la transferencia de ciertos componentes hacia el lado de baja presión.
Vista nave ultrafiltración
A continuación, el agua pasa a las membranas de ultrafiltración con un caudal de diseño de la planta de 120-130 m3/h.
Las pequeñas partículas disueltas en el líquido pasan a través de la membrana, mientras que las moléculas más grandes disueltas por encima de 0,02 𝜇𝑚, los coloides, sólidos en suspensión, algas y microorganismos como bacterias, que no pasan a través de los poros, son retenidos.
Las diferencias de presión requeridas son bastante bajas, ya que apenas existen diferencias osmóticas. El proceso de ultrafiltración se utiliza fundamentalmente como pretratamiento para aguas superficiales, agua de mar, aguas subterráneas, efluentes tratados biológicamente y como pretratamiento de agua para su posterior tratamiento con tecnologías de desmineralización de membrana, como nanofiltración u osmosis inversa, como es el caso que nos ocupa.
La ultrafiltración se clasifica en función del tipo de membrana empleada, y la elección de esta dependerá de la naturaleza del agua a tratar y el tamaño de las partículas presentes en el agua.
En este proyecto se emplean membranas de fibra hueca, con una porosidad de 0,02𝜇𝑚 de paso, consistentes en tubos de poliéster de sulfona con orificios de paso por los que entra el agua con un diámetro de 0,9 mm.
Las membranas de fibra hueca se encuentran insertadas en unos módulos tubulares de presión por los que circula el agua, alternando la entrada por el colector inferior o superior de agua bruta y obteniendo un permeado de agua ultrafiltrada a través de unos tubos conectados al cuerpo de los módulos.
Para el mantenimiento de los módulos se realiza un proceso de enjuague en sentido normal del flujo (FWF), realizando una limpieza interior y un proceso de contralavado (BW) de fuera hacia dentro con un caudal más elevado.
El permeado de la planta de ultrafiltración irá destinado a un tanque pulmón de 1.000m
Cada cierto tiempo se realizará un proceso de limpieza química CEB, con un caudal de inyección de 220 m 3 /h. Esta limpieza consistirá en un proceso de contralavado con inyección de químico, tras el cual se dejará el sistema en remojo durante un tiempo de choque, para luego realizar un enjuague del sistema hasta eliminar los restos de químicos de este.
Transcurrido el tiempo de choque se realizará un enjuague que durará 90 segundos, vertiendo el contenido a desagüe hasta observar que no hay espuma y el pH recupera los valores habituales de operación.
Se realizará una secuencia de lavado químico con NaOH 50% + NaClO 14% primeramente para luego realizar una secuencia de lavado ácido con HCl 33%.
El agua que llamamos de rechazo en este proceso se obtendrá como resultado de los procesos automáticos de lavado cíclico del sistema para eliminar los elementos atrapados en el interior y exterior de la membrana.
La secuencia de limpieza química CIP se realizará después de una secuencia completa de lavado, y se empleará una solución química alcalina o ácida en función del tipo de ensuciamiento esperado.
Este proceso se realiza de forma manual periódicamente cada 6 meses o más, como forma de mantenimiento preventivo, recuperando las membranas y eliminando residuos que hayan podido quedar atrapados, retornando las membranas a su estado original.
La instalación de tratamiento de aguas está equipada con elementos de instrumentación y control (válvulas automáticas, presostatos, transmisores de presión, caudalímetros, medidores de conductividad y pH…) los cuales se comunican con el autómata lógico programable (PLC), incluido en el cuadro de control y mando.
Así mismo, el cuadro incluye una pantalla táctil para el manejo y configuración de la planta. El equipo de Instrumentación y Control de J. Huesa ha diseñado el cuadro de control para que pueda ser integrado en el sistema SCADA del cliente. Además, incluye sistema de control remoto, permitiéndonos el acceso y monitorización de la evolución de la planta, pudiendo actuar a distancia.
Vista cuadro de control
Fuente: J. Huesa Water Technology
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