La bioincrustación se refiere al ensuciamiento biológico de las superficies en las plantas de tratamiento de aguas, especialmente en membranas, tuberías, intercambiadores de calor y otros componentes que entran en contacto con el agua. Está causado por el crecimiento y la acumulación de microorganismos como bacterias, algas, hongos y otras biopelículas, que se acumulan en las superficies y forman una capa de limo (biopelícula). Este proceso puede mermar considerablemente la eficacia de los sistemas de tratamiento del agua, aumentar los costes de funcionamiento y mantenimiento y acortar el ciclo de vida de las membranas y otros componentes del sistema.
Índice
Antecedentes técnicos
La bioincrustación suele producirse en sistemas de filtración por membranacircuitos de agua de refrigeración y otros sistemas portadores de agua, ya que los microorganismos se transportan a través del agua y pueden colonizar superficies a las que se suministran nutrientes durante el funcionamiento. La bioincrustación es especialmente problemática en sistemas de membrana como la ósmosis inversa (OI) o la nanofiltración, ya que bloquea los poros de las membranas y reduce drásticamente el caudal y la eficacia de filtración. En los circuitos de refrigeración y los intercambiadores de calor, la bioincrustación reduce el rendimiento de la transferencia de calor y puede aumentar el riesgo de corrosión.
Foto: Sistema de ósmosis inversa BiosS-Treat de ALMA BHU para recuperar agua de proceso de aguas residuales
Causas y mecanismos de la bioincrustación
La bioincrustación suele comenzar con la colonización de microorganismos en superficies en contacto con el agua. En poco tiempo, estos microorganismos forman una biopelícula, que se hace más densa a medida que las bacterias se multiplican y se acumulan sustancias orgánicas y sedimentos. Los mecanismos típicos que conducen a la bioincrustación son
Adsorción de sustancias orgánicas: Los compuestos orgánicos disueltos en el agua constituyen un caldo de cultivo ideal para los microorganismos. Estas sustancias se adhieren a las superficies, donde favorecen el crecimiento de biopelículas.
Proliferación bacteriana: Las bacterias comienzan a multiplicarse en la superficie y forman una capa densa y viscosa que impide el flujo de agua y perjudica el rendimiento de la membrana.
Formación de biopelículas: Con el tiempo, la biopelícula crece en grosor y densidad, lo que reduce aún más la permeabilidad de las membranas y aumenta las presiones de funcionamiento en los sistemas de membranas.
Depósitos y formación de sedimentos: Además del componente microbiológico, también pueden acumularse sedimentos y partículas en la biopelícula, lo que agrava aún más el problema.
Efectos de la bioincrustación
Caudales reducidos: En los sistemas de membrana, la bioincrustación provoca la obstrucción de los poros de la membrana, lo que reduce el caudal de permeado (agua filtrada) y perjudica la eficacia del sistema.
Aumento de la presión de funcionamiento: Como la bioincrustación reduce la permeabilidad de las membranas, hay que aumentar la presión de funcionamiento para bombear la cantidad de agua deseada. Esto conlleva un mayor consumo de energía y desgasta más rápidamente las membranas.
Corrosión y depósitos: En los circuitos de refrigeración, los depósitos orgánicos causados por la bioincrustación pueden provocar corrosión debajo de la biopelícula, ya que algunas zonas dejan de recibir refrigerante de manera uniforme.
Aumento de los costes de mantenimiento: para combatir las bioincrustaciones se requieren ciclos de limpieza frecuentes y el uso de productos químicos. Esto aumenta los costes de mantenimiento y funcionamiento y provoca paradas del sistema.
Foto: Bioincrustaciones en una superficie de transferencia de calor
Prevención y control de las bioincrustaciones
La lucha contra las bioincrustaciones requiere una combinación de medidas preventivas y procesos de limpieza química adaptados específicamente a cada sistema y a cada instalación de tratamiento de aguas. ALMAWATECH ofrece una gama de productos para la prevención y el control de las bioincrustaciones bajo la marca ALMA AQUA:
1. Limpiador de membranas y antiincrustantes ALMA AQUA para sistemas de membranas
Los productos para membranas ALMA AQUA (limpiadores de membranas y antiincrustantes) son productos químicos especialmente desarrollados para la limpieza de sistemas de membranas y la prevención de depósitos y bioincrustaciones. Los antiincrustantes evitan la formación de depósitos calcáreos y sedimentos orgánicos, mientras que los limpiadores de membranas eliminan eficazmente las biopelículas y las incrustaciones orgánicas del sistema.
Antiincrustantes: Estas sustancias impiden la formación de depósitos calcáreos en las superficies de las membranas, que a menudo constituyen la base de la bioincrustación. El uso de antiincrustantes suprime la formación de biopelículas, ya que dificulta la adhesión de sustancias orgánicas e inorgánicas.
Limpiadores de memb ranas: Estos limpiadores eliminan eficazmente las biopelículas, las sustancias orgánicas y otras impurezas de las membranas. Los procesos de limpieza regulares ayudan a mantener el rendimiento de las membranas y a mantener baja la presión de funcionamiento.
2. Bioinhibidores y biocidas del agua de refrigeración ALMA AQUA
En los circuitos de agua de refrigeración, el control de las bioincrustaciones es igualmente importante para mantener el rendimiento de la transferencia de calor y evitar la corrosión. Los bioinhibidores y biocidaspara agua de refrigeración ALMA AQUA son productos químicos muy eficaces que se han desarrollado especialmente para prevenir las bioincrustaciones.
Bioinhibidores: Estos productos evitan el crecimiento de microorganismos inhibiendo la formación de biopelículas. El uso de bioinhibidores reduce la acumulación de bioincrustaciones, lo que aumenta la eficiencia de los sistemas de refrigeración.
Biocidas: Los biocidas matan los microorganismos existentes e impiden que se multipliquen. En combinación con inhibidores de la corrosión, estabilizadores de la dureza y dispersantes, los biocidas ayudan a garantizar la estabilidad química del agua de refrigeración y a controlar eficazmente la bioincrustación.
Foto: Membrana de ALMA AQU A y fluido de operación del agua de enfriamiento de ALMA AQUA
Sistemas de biofiltración para reducir la bioincrustación
ALMAWATECH ofrece el ALMA BHU BAF y el ALMA BioFil Compact dos soluciones de biofiltración especializadas que no sólo se utilizan para el tratamiento biológico de aguas residuales y aguas de proceso, sino que también contribuyen eficazmente a la reducción de la bioincrustación en los sistemas de membranas aguas abajo. El ALMA BHU BAFdiseñado para caudales de agua de hasta 1.000 m³/h, y el ALMA BioFil Compactpara caudales de aguas residuales más pequeños de hasta 100 m³/h, utilizan medios filtrantes especialmente preparados que promueven un alto nivel de actividad biológica.
La degradación selectiva de residuos orgánicos y nutrientes, que suelen favorecer el crecimiento de biopelículas, reduce significativamente la carga orgánica del agua antes de la filtración por membrana. Esto minimiza el riesgo de bioincrustaciones y prolonga la vida útil de las membranas, lo que también reduce los costes de funcionamiento y el esfuerzo de limpieza. Gracias a una nitrificación y desnitrificación eficaces, estos sistemas contribuyen también a la eliminación de compuestos nitrogenados, lo que inhibe asimismo el crecimiento de biopelículas en los sistemas de membranas.
Ventajas de los productos y soluciones de biofiltración de ALMA AQUA
Prevención eficaz de la bioincrustación: Mediante el uso de bioinhibidores y biocidas o sistemas de biofiltración se suprime el crecimiento de microorganismos antes de que pueda formarse una biopelícula. En particular biofiltración reduce los residuos orgánicos y los nutrientes que favorecen la formación de bioincrustaciones, lo que aumenta considerablemente la eficacia operativa de los sistemas.
Rendimiento optimizado del sistema: limpieza periódica con limpiadores de membranas ALMA AQUA y uso selectivo de biofiltración (por ejemplo, con ALMA BHU BAF o ALMA BioFil Compact) garantiza que las membranas de los sistemas de ósmosis inversa y nanofiltración permanezcan libres de obstrucciones, el caudal se mantenga estable y se prolongue la vida útil de las membranas.
Conclusión
La bioincrustación es un problema común en sistemas de membranascircuitos de agua de refrigeración y otros sistemas portadores de agua, lo que puede provocar pérdidas de rendimiento, mayores costes de explotación y problemas de corrosión. Mediante el uso de los limpiadores de membranas ALMA AQUAbioinhibidores y biocidas, así como un sistema de biofiltración (como ALMA BHU BAF o ALMA BioFil Compact), ALMAWATECH ofrece una solución completa para la prevención y el control de las bioincrustaciones.
Estos productos y sistemas contribuyen a optimizar el rendimiento de los sistemas, reducir los costes de explotación y prolongar la vida útil de sus componentes, minimizando al mismo tiempo el mantenimiento. La combinación de soluciones químicas y pretratamiento biológico proporciona una estrategia eficaz para controlar de forma sostenible la bioincrustación y maximizar la eficiencia de los sistemas modernos de tratamiento de aguas y aguas residuales.
