El término "concentrado" se refiere a la parte de una corriente de agua que tiene una alta concentración de sustancias disueltas y no disueltas después de un proceso de separación física, química o mecánica, como la ósmosis inversa. En el tratamiento de aguas industriales y de aguas residuales, la manipulación y eliminación del concentrado es un reto clave. Este artículo ofrece una visión completa de los aspectos técnicos, químicos y operativos de los concentrados, centrándose en su formación, composición y tratamiento.
Índice
Fundamentos técnicos
Creación de concentrado
El concentrado se produce en numerosos procesos de tratamiento de aguas y aguas residuales, entre ellos
Proceso de membrana: En los sistemas de ósmosis inversa (OI) o nanofiltración, el agua bruta se divide en dos corrientes: Permeado (agua purificada) y concentrado.
Intercambio iónico: La regeneración de las resinas de intercambio iónico produce soluciones concentradas de salmuera.
Evaporadores y cristalizadores: Estos sistemas concentran las sustancias disueltas mediante la evaporación del agua.
El flujo de concentrado contiene las sustancias que se eliminaron del agua durante el proceso en una concentración significativamente mayor.
Composición química
La composición del concentrado depende en gran medida del tipo de agua bruta y del proceso de separación utilizado. Los componentes típicos son
Sales: cloruros, sulfatos, nitratos, carbonatos.
Metales pesados: cobre, níquel, zinc, cromo.
Sustancias orgánicas: COT (carbono orgánico total), compuestos orgánicos disueltos.
Sólidos: coloides, partículas no disueltas.
Compuestos especiales: Antiincrustantes, biocidas u otros productos químicos utilizados en el proceso de tratamiento.
Desafíos en la práctica
1. costes de eliminación
La eliminación del concentrado es costosa, ya que las altas concentraciones de sustancias disueltas a menudo descartan el vertido directo en masas de agua o en el sistema de alcantarillado. El cumplimiento de los límites legales exige fases de tratamiento adicionales.
2. protección del medio ambiente
El concentrado no tratado puede causar problemas medioambientales, entre ellos
Eutrofización: A través de nitratos y fosfatos.
Toxicidad: Los metales pesados y los contaminantes orgánicos pueden dañar los ecosistemas.
Contaminación salina: los cloruros y los sulfatos aumentan la concentración de sal en las masas de agua.
3. problemas de funcionamiento
El manejo de los concentrados puede influir en la gestión de la empresa:
Incrustación: Deposición de sales como carbonato cálcico o sulfato de bario en las tuberías.
Corrosión: Las altas concentraciones de sal favorecen la corrosión de los componentes metálicos.
Ensuciamiento: Las sustancias orgánicas y los microorganismos pueden formar depósitos.
Foto: Nuestro sistema de ósmosis inversa de etapa concentrada ALMA OSMO Process, instalado en el contenedor de la sala técnica ALMA Modul.
Métodos de tratamiento del concentrado
La elección del método de tratamiento depende de la composición del concentrado y de los requisitos legales. Los métodos típicos son
1. dilución e introducción
En regiones con grandes caudales de agua, el concentrado puede diluirse y verterse directamente, siempre que se respeten los límites legales. Sin embargo, esto solo es posible con concentraciones bajas y componentes compatibles con el medio ambiente.
2. unidades adicionales para la recuperación de materiales
Cristalización: Para la recuperación de sales como el cloruro sódico o el sulfato cálcico.
Recuperación de metales: Los metales pesados pueden eliminarse del concentrado mediante procesos químicos o electroquímicos.
3. tecnologías avanzadas de evaporación
Los evaporadores y cristalizadores reducen considerablemente el volumen de concentrado y producen material sólido seco más fácil de eliminar. Sin embargo, estas tecnologías consumen mucha energía.
4. expansión de la concentración basada en membranas
Los procesos basados en membranas, como la ultrafiltración, la nanofiltración o la ósmosis inversa, pueden complementarse con etapas de concentrado.
Foto: Nuestro sistema de ósmosis inversa para el tratamiento de aguas residuales para reutilización interna (Water-ReUse)
Conclusión
Los concentrados representan un reto técnico y económico en el tratamiento de aguas industriales. El uso selectivo de tecnologías innovadoras y la combinación de distintos procesos pueden minimizar el impacto sobre el medio ambiente y las operaciones. Un análisis detallado de la composición y los flujos volumétricos es crucial para desarrollar soluciones óptimas.
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