Agua

Aplicaciones Exitosas

reverse water osmosis equipment inside of plant

Monitoreo y Control de membranas de filtración de tratamiento de agua

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Monitoreo y Control de membranas de filtración de tratamiento de agua

La desalinización de agua de mar, la reutilización del agua y otros procesos modernos utilizan tecnologías de tratamiento de filtración con membranas. Han demostrado ser altamente confiables y se implementan con mayor frecuencia. Desde un punto de eficiencia la tarea es encontrar el equilibrio adecuado para obtener ciclos de limpieza del sistema de filtración más largos, evitando bloqueos o daños irreversibles en la membrana.

La seguridad y confiabilidad son los dos objetivos principales en las operaciones de tratamiento de agua con filtración por membrana. La protección del proceso se controla principalmente por presión y presión diferencial. El flujo se usa como el parámetro de proceso básico. Los procesos de incrustación y ensuciamiento se pueden reducir mediante un control de calidad preciso en la entrada.

 

Proceso de filtración

La medición de presión es esencial para proteger sus membranas

La medición de la presión en el área de entrada es importante para confirmar que la filtración está funcionando bien y para detectar rápidamente los picos de presión para evitar el daño del filtro. Es beneficioso debido a la gran cantidad de puntos de medición de presión en el proceso.

La medición del flujo es la base del control de bombeo

El sistema de control del filtro regula el caudal a través del filtro manteniendo una sobrepresión adecuada sobre la superficie del medio. El flujo a través de un filtro debe ser lo más estable posible y cualquier cambio en el índice de flujo, siempre que cambien las condiciones de operación en la planta debe controlarse para que el filtro produzca la calidad de salida óptima.

Control de parámetros de entrada personalizado que satisface sus necesidades

Se utilizan varios parámetros para controlar la calidad de la entrada: pH, turbidez, cloro, SAC, conductividad y medición de ORP. Los requisitos típicos para las mediciones de entrada de calidad son la confiabilidad a largo plazo, bajo mantenimiento, fácil calibración y documentación de los sensores.

Modern water filtrating and purification system for industrial factory

Control de la aireación seguro y eficiente en PTAR

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Control de la aireación seguro y eficiente en PTAR

La medición confiable de la demanda química de oxígeno (DQO) y de la carga orgánica es esencial para controlar de una planta tratadora de agua residual. Para ello es necesario un funcionamiento eficiente del control de aireación para el suministro de entrada de oxígeno que asegure la retirada del nitrógeno por desnitrificación. Asegurar la cantidad exacta del consumo energético en la fase de aireación resulta crítico para minimizar los costos energéticos. El cumplimiento de valores límites permitidos por los organismos reguladores y una eficiencia energética son factores críticos en el funcionamiento de una PTAR.

La combinación de instrumentos de campo para la medición de oxígeno, amonio y nitratos con un control de la aireación en función de la carga puede ayudar a los operarios a mejorar el rendimiento de planta reduciendo las emisiones y reforzando la seguridad y la eficiencia energética.

Ventajas

  • Mejora significativa de la eficiencia de los procesos de nitrificación/desnitrificación y reducción del consumo energético
  • Mayor tiempo de vida útil del sensor y menores necesidades de mantenimiento gracias a la plataforma Liquiline y la tecnología Memosens
  • Apoyo para la ingeniería, puesta en marcha, formación y mantenimiento

Main City water supply pipeline. Technical staff in reflective vest underground drive pipe gate. Repaired pipeline system. Final check of repaired piping before covering by clay.

Automatización de pozos de agua y centralización de medición vía telemetría

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Automatización de pozos de agua y centralización de medición vía telemetría

El sistema de control de flujo o de presión constante es comúnmente utilizado en la industria. Un bombeo controlado correctamente por un variador de frecuencia puede llegar a obtener más de un 50% de ahorro energético. La eficiencia en costos, el monitoreo de la calidad de agua que se extrae y la disminución de tiempos de paros no programados pueden mejorar automatizando su operación.

El sistema monitorea y controla a distancia los siguientes parámetros:

  • Arranque/paro de equipo de bombeo en base a presión, nivel, horario y consumo
  • Medición de flujo instantáneo, totalizado, presión
  • Parámetros de calidad del agua: pH, % sólidos, salinidad, etc.
  • Totalización de horas de operación y consumo eléctrico
  • Protección contra sobrepresión
  • Medición y control de nivel dinámico y estático de manto
  • CCTV integrado y sensores contra vandalismo

Ventajas

  • Reducción del consumo energético
  • Monitoreo y registro de calidad de agua y parámetros de operación
  • Posibilidad de mantenimiento predictivo y mayor disponibilidad
  • Mejor seguridad de sus activos

Sludge thickener tank in Water Treatment plant Modern urban wastewater treatment plant.

Control de tratamiento de Lodos y utilización de biogás

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Control de tratamiento de Lodos y utilización de biogás

Entre los objetivos del tratamiento de lodos es reducir las cantidades de sólidos a eliminar ya que éstos representan un factor de costo significativo para los operadores de las plantas de tratamiento de aguas residuales. Dentro de este proceso está la optimización en la deshidratación de los mismos y la recuperación de biogás mediante su digestión.

En el digestor, puede formarse en cualquier momento una cantidad importante de espuma. Tenemos una solución para detección y mitigación de espuma mediante la tecnología radar.

La producción de biogás y el contenido de metano son los primeros indicadores sobre el estado del proceso anaeróbico. Las condiciones de medición de biogás húmedo justo a la salida del digestor ha constituido un desafío importante. Mediante el uso de medidores de ultrasónico Prosonic Flow B 200 es posible tener una medición fiable del flujo y contenido de metano en el biogás

El acondicionamiento de lodos con lechada de cal o polímeros antes de deshidratarlo es la clave para obtener buenos resultados en el proceso de deshidratación y prolongar lo máximo posible la vida de los filtros. Al variar la dosis de agente acondicionador según el contenido de materia sólida, no solo pueden optimizarse los resultados del proceso de deshidratación, sino también el consumo de productos químicos.

Sludge Recirculation Clarifier Solid Contact Sedimentation Tank. Wastewater treatment plant. Wastewater treatment is a process used to convert dirty wastewater into an effluent that can be either returned to the water cycle with minimal environmental issu

Dosificación automática de floculantes para la eliminación de fosfatos

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Dosificación automática de floculantes para la eliminación de fosfatos

La implementación de una dosificación automática de floculantes para la eliminación de fosfatos permite al cliente cumplir con el límite de fosfatos en la salida y ahorrar mucho dinero, resultando en un menor consumo de productos químicos y una menor producción de lodo.

La entrada en la planta de tratamiento de aguas residuales es variable debido a la carga elevada de aguas residuales industriales. La dosificación manual de floculantes normalmente no resultó suficiente para mantener un buen control en la concentración de fosfatos en la salida. El reto del cliente es respetar el límite oficial de salida de fosfatos y gestionar eficientemente los costos de los productos químicos.

El mejor modo de alcanzar estos objetivos fue implementar un sistema de dosificación automática de los productos químicos basada en la medición de fosfatos – en la salida y en la entrada

Componentes de la solución:

  • Instrumentos: analizador de fosfatos con la versión de 2 canales (CA80PH, CAT820)
  • Hardware: PLC (Rockwell Automation Allen Bradly® CompactLogixTM)
  • Bombas dosificadoras
  • Gabinete para la instalación del analizador, control eléctrico y las bombas

Ventajas

  • Mantenimiento del valor límite de salida de fosfatos en cualquier momento
  • Optimización de la seguridad de su planta de tratamiento de aguas residuales
  • Gestión eficiente de los costos de los productos químicos
  • Reducción de la producción de lodos

Tratamiento de Agua Residual

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Tratamiento de agua residual

Las aguas residuales son aguas que se pueden generar mediante acciones naturales o como consecuencia de actividades humanas a partir de residuos líquidos de origen doméstico, urbano, agrícola, pluvial o industrial, las cuales pueden tener concentraciones considerables de materia orgánica, residuos industriales, detergentes, grasas, residuos agro ganaderos, sustancias toxicas, entre otros.

Este tipo de aguas, puede ser tratada de forma local donde se producen como, por ejemplo, las aguas grises que se tratan y reutilizan directamente en el origen que las produce, además se pueden hacer tratamientos primarios mediante la instalación de procesos de limpieza primarios , mientras que en lugares con altas densidades de población el método para tratarlas, consiste en captar las aguas residuales mediante la red de alcantarillado para ser llevadas a las plantas de tratamiento de la ciudad.

Aguas Residuales Urbanas

Este tipo de aguas, son generadas a partir de residuos orgánicos, residuos domésticos y comerciales, arrastres de lluvia e infiltraciones.  Los principales contaminantes que aparecen en este tipo de aguas son: objetos de gran tamaño en estado de suspensión, arenas, grasas, aceites, coliformes fecales, entre otros.  Si este tipo de aguas no son tratadas de forma adecuada, se pueden generar diversos problemas ligados con la contaminación de las fuentes hídricas, la pérdida de nutrientes en zonas de cultivos, contaminación en el medio ambiente y problemas de salud en la comunidad aledaña al foco de contaminación

Aguas Residuales Industriales

A diferencia de las aguas residuales de origen urbano, las aguas residuales de origen industrial, contienen sustancias químicas que no se pueden eliminar mediante tratamientos convencionales, ya sea por estar en concentraciones elevadas, o por su naturaleza química.  Los compuestos orgánicos e inorgánicos que se identifican en los vertimientos de este tipo de aguas, se regulan debido a su toxicidad o a sus efectos biológicos a largo plazo.  Estos contaminantes proceden de diversas actividades industriales y por su naturaleza, concentración o caudal del vertimiento, hacen que estas aguas residuales demanden un tratamiento intensivo antes de su vertido o reutilización.

Proceso De Tratamiento De Aguas Residuales

El tratamiento de aguas residuales incluye una serie de procesos físico – químicos y biológicos que tienen como objetivo, eliminar las concentraciones de contaminantes presentes en el recurso para que este pueda ser reutilizado.

Métodos Para Eliminar Materia en Suspensión de  Aguas Residuales:

La materia en suspensión que se puede encontrar en el agua residual puede ser desde partículas inorgánicas de varios centímetros y muy densas, hasta suspensiones coloidales de origen orgánico muy estables.  El procedimiento para reducir las concentraciones de este tipo de partículas es la primera fase en el proceso del tratamiento de aguas residuales.  A continuación, se mencionan y describen los métodos de tratamiento de reducción de materia en suspensión más habituales.

  • Tamisado

Es un método físico de separación, que consiste en retener los sólidos gruesos que generalmente se encuentran en las aguas residuales mediante una reja o un tamiz y de esta forma, evitar problemas técnicos con los equipos que se emplean en posteriores tratamientos del recurso.

  • Sedimentación

En este método, también conocido como decantación, se aprovecha la fuerza de gravedad, dónde las partículas más densas se depositan al fondo del tanque sedimentador.  El propósito principal de este método de tratamiento primario, es generar un líquido homogéneo capaz de ser tratado mediante procesos biológicos y unos lodos que pueden ser tratados por separado mediante otros tipos de tratamiento.

La forma de los tanques donde se lleva a cabo este proceso depende de factores como el tamaño de las partículas, la forma de las mismas, la concentración de los sólidos presentes en el recurso, la densidad de los mismos, entre otros.  Los tipos más comunes de tanques de sedimentación son los siguientes:

Sedimentadores Rectangulares:

Este tipo de tanques, se emplean para separar del agua partículas densas y grandes; Suelen ser tanques poco profundos, dado que la profundidad no influye en la eficacia de la separación.

Sedimentadores Circulares:

Es el tipo de sedimentadores es el más común que se emplea en las plantas de tratamiento (PTAR); en ellos el movimiento del agua es radial, por lo que la velocidad de desplazamiento del recurso disminuye hacia los bordes del tanque.  Este tipo de tanques, es ideal para casos donde la sedimentación va acompañada de una floculación de las partículas, donde el tamaño de flóculo aumenta cuando las partículas descienden al fondo del tanque, por lo tanto, la velocidad de sedimentación de estos tanques es más rápida con respecto a otros tipos.

  • Filtración

El método de tratamiento de aguas residuales mediante filtración consiste en pasar el agua a través de un medio poroso, con la finalidad de retener la mayor cantidad posible de materia en suspensión.  El medio poroso empleado en este método generalmente es un lecho de arena de altura variable, dispuesta en distintas capas de distinto tamaño de partícula.

  • Filtración mediante presión:

La arena se encuentra contenida en recipientes y el agua, sometida a presión, atraviesa el medio filtrante.  En este método de filtración, puede generarse filtración lenta, la cual mezcla procesos físicos y biológicos o filtración rápida (o profunda) la cual se emplea para el tratamiento de aguas residuales industriales.

  • Flotación

Este tratamiento consiste en crear burbujas de aire, que puedan atrapar las partículas presentes en el agua para posteriormente exponerla en la superficie para que sean arrastradas y eliminadas del recurso; este método es ideal en casos donde las partículas presentan una densidad menor o igual a la del agua.  La relación aire/sólidos y ml/l de aire liberados en el sistema por cada mg/l de concentración de sólidos en suspensión presentes en el recurso es el parámetro más importante a la hora de aplicar este método.  El método de flotación se usa para tratar aguas procedentes de refinerías, industrias de alimentos, industrias fabricadoras de pinturas, entre otras.

  • Coagulación – Floculación

Este método es un proceso de desestabilización química de las partículas coloidales que se producen al neutralizar las fuerzas que las mantienen separadas, por medio de la adición de coagulantes químicos y la aplicación de la energía en el momento de realizar la mezcla.  La coagulación – floculación, es el tratamiento más eficaz en la reducción de partículas contaminantes presentes en el agua, siendo el método universal en el tratamiento de aguas residuales debido a que elimina gran cantidad de partículas de diversos tamaños y componentes a menor costo, en comparación con otros métodos de tratamiento.

Métodos Para Eliminar Materia Disuelta en Aguas Residuales:

La materia disuelta que se encuentra en las aguas residuales presenta concentraciones y características diversas: ya sean concentraciones de sales inorgánicas disueltas como por ejemplo salmueras, sales orgánicas como materia orgánica biodegradable la cual se emplea en la industria alimenticia, hasta bajas concentraciones de materia inorgánica como metales pesados y materia orgánica como pesticidas (presentes en aguas residuales de origen agrícola) pero que se necesitan remover del recurso dado su carácter contaminante.

 

A continuación, se describirán los diferentes procesos que se realizan en el tratamiento de aguas residuales con el objetivo de reducir y eliminar las concentraciones de materia disuelta presente en las mismas:

  • Precipitación

La precipitación consiste en la sustracción de la sustancia disuelta presente en el agua, por medio de la adición de reactivos que formen un compuesto insoluble con el mismo, facilitando así su remoción por cualquiera de los métodos de eliminación de la materia en suspensión.   El reactivo más frecuente para realizar este procedimiento es el Ca2+ ya que este compuesto posee características coagulantes, lo que provoca el uso de este compuesto en tratamiento de aguas residuales tanto urbanas como industriales.

  • Procesos Electroquímicos

Los procesos electroquímicos, como su nombre lo indica, se basan en el uso de técnicas electroquímicas, donde una corriente eléctrica mediante un electrolito pasa a través del agua residual, generando reacciones de oxidación – reducción tanto en el cátodo como en el ánodo.  La ventaja principal de este método es la ausencia del uso de reactivos y que este método controla el potencial del electrodo, permitiendo seleccionar la reacción electroquímica dominante que el recurso requiere para su tratamiento.

  • Intercambio Iónico

El intercambio iónico emplea un material, conocido como resinas de intercambio iónico, el cual retiene de manera selectiva sobre su superficie los iones disueltos en el agua residual, los mantiene temporalmente unidos a la superficie, y los cede frente a una disolución regenerante.  Habitualmente se emplea el intercambio iónico para eliminar sales cuando estas se encuentran en bajas concentraciones, siendo usual su aplicación para la desmineralización y el ablandamiento de aguas, así como la retención de determinados productos químicos y la desmineralización de jarabes de azúcar.

  • Desinfección

El uso de desinfectantes en el tratamiento de aguas residuales busca producir agua libre de patógenos u organismos vivos que puedan contaminar las fuentes hídricas, evitar la producción de subproductos indeseables de la desinfección y mantener la calidad bacteriológica en la red conducción posterior.

 

Desinfección con cloro (Cl2):

Es el oxidante más utilizado en el tratamiento de aguas residuales, ya que destruye los organismos presentes en el recurso mediante la oxidación del material celular; la desinfección con este compuesto es confiable y efectiva ya que elimina un amplio espectro de organismos patógenos que se pueden encontrar en el agua.  El cloro se puede suministrar mediante gas de cloro, soluciones de hipoclorito y otros compuestos que contienen cloro mediante forma sólida o líquida.

Métodos Biológicos para Tratamiento De Aguas Residuales

El tratamiento biológico de aguas residuales, realizado principalmente mediante lagunas de oxidación, cuenta con una serie de procesos que tienen en común el uso de microorganismos tales como bacterias para llevar a cabo la reducción de concentraciones de componentes solubles presentes en el agua; estos procesos utilizan la capacidad de asimilación de los organismos para consumir materia orgánica y nutrientes presentes en el recurso para su propio crecimiento y desarrollo.

En el proceso que se emplea para el tratamiento de aguas residuales a nivel biológico se distinguen los siguientes sistemas:

  • Sistemas aerobios

La presencia de O2 en este tipo de sistemas, hace que este compuesto sea receptor de electrones, por lo cual se obtienen rendimientos energéticos elevados, provocando alta producción de fango, debido al alto grado de crecimiento de las bacterias aerobias.  Su aplicación en el tratamiento de aguas residuales está condicionada por la baja solubilidad del oxígeno en el agua.

  • Sistemas anaerobios

En este tipo de sistemas, el receptor de electrones es el CO2 presente en la materia orgánica que se encuentra en las aguas residuales, generando como producto, la reducción del carbono en forma de gas metano (CH4).  El uso de este sistema tiene como principal ventaja la obtención de gases combustibles.

  • Sistemas anóxicos

Los sistemas anóxicos son sistemas con ausencia de O2 y presencia de altas concentraciones de nitratos (NO3-), generando que este compuesto sea el receptor de electrones, y generando principalmente N2, el cual es un elemento inerte.  Por lo tanto, dependiendo de las condiciones del ambiente, se puede obtener un tratamiento de aguas residuales que realice desnitrificación (reducción biológica de nitratos).

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Ingeniero mecánico con maestría en gestión de tecnologías de información con más de 23 años de experiencia en la selección de equipos, búsqueda de soluciones de optimización y desarrollo de proyectos en el ramo de la automatización e instrumentación y control.

Rodolfo Padilla Maldonado
Director de la industria del Agua
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