El tratamiento de las aguas pluviales es un proceso esencial para su utilización selectiva en aplicaciones industriales, técnicas o privadas. Desempeña un papel decisivo en el tratamiento de aguas industriales, ya que no sólo conserva los recursos, sino que también reduce la dependencia de costosas fuentes de agua dulce. Se utilizan distintos procesos de tratamiento del agua de lluvia en función del uso previsto y de los requisitos de calidad.
Índice
Agua de lluvia: características y retos
Propiedades del agua de lluvia
El agua de lluvia es relativamente pura en su estado natural, ya que se produce por condensación de la atmósfera. Sin embargo, contiene impurezas que se absorben durante su recogida o al entrar en contacto con superficies como tejados, carreteras o plantas industriales:
- Impurezas típicas:
- Sustancias orgánicas: residuos de hojas, polen, aceites y grasas.
- Metales pesados: Zinc, cobre o plomo de canalones y superficies de tejados.
- Partículas finas: Arena, polvo o sedimentos.
- Nutrientes: Nitrato y fosfato procedentes de aportes atmosféricos.
- Microorganismos: gérmenes que se introducen desde las superficies.
Retos durante la preparación
La composición del agua de lluvia depende en gran medida de la fuente y de las condiciones del entorno. Las aguas pluviales de zonas industriales suelen contener contaminantes como aceites o metales pesados, mientras que las de los tejados están comparativamente menos contaminadas. Esta variabilidad plantea grandes exigencias a la hora de seleccionar y combinar los procesos de tratamiento.
Objetivos del tratamiento de las aguas pluviales
Los requisitos de calidad del agua de lluvia tratada determinan la elección de las tecnologías. Las aplicaciones típicas son
- Aplicaciones técnicas:
- Agua de refrigeración, agua de proceso o agua de limpieza.
- Calidad del agua potable:
- En las regiones con escasez de agua, el agua de lluvia se trata para obtener agua potable mediante complejos procesos.
- Requisitos medioambientales:
- Tratamiento y reciclaje de las aguas pluviales contaminadas para minimizar su vertido a las masas de agua.
Proceso de tratamiento de aguas pluviales
Los procesos de tratamiento del agua de lluvia van desde el pretratamiento mecánico hasta procesos químicos, físicos y biológicos muy desarrollados. La elección del proceso depende de la calidad del agua bruta y de los requisitos del agua final.
1. filtro multicapa con PAC o dosificación de hierro
Filtros multicapa constan de diferentes capas filtrantes (por ejemplo, arena, antracita, grava) y suelen utilizarse en combinación con la dosificación de precipitantes para eliminar partículas, sustancias orgánicas y metales pesados.
Funcionalidad:
- Dosis de hierro:
- Las sales de hierro(III) (por ejemplo, FeCl₃) se dosifican para eliminar los fosfatos y las partículas muy finas por precipitación.
- Los flóculos formados quedan retenidos en las capas filtrantes.
- PAC (cloruro de polialuminio):
- El PAC se utiliza como precipitante para eliminar partículas finas y compuestos orgánicos disueltos mediante coagulación y floculación. A continuación, estos flóculos se retienen en filtros multicapa.
- Dosis de hierro:
Aplicación:
- Pretratamiento para procesos posteriores como la ultrafiltración o la ósmosis inversa.
- Uso directo para agua de servicio (por ejemplo, riego o limpieza).
Ventajas:
- Rentable para el pretratamiento de grandes volúmenes.
- Elimina tanto los sólidos en suspensión como los compuestos orgánicos disueltos.
Foto: Nuestro filtro multicapa ALMA FIL como sistema pendular con dosificación PAC.
2. ultrafiltración (UF)
El ultrafiltración es un proceso basado en membranas que elimina eficazmente partículas, bacterias y virus. Suele utilizarse como paso intermedio en la producción de agua de gran pureza.
Funcionalidad:
- El agua es forzada bajo presión a través de membranas con poros de 0,01-0,1 µm.
- Las partículas, los gérmenes y las moléculas más grandes se quedan atrás, mientras que el agua y las sales disueltas pasan.
Aplicación:
- Tratamiento de aguas pluviales de ligera a moderadamente contaminadas con fines técnicos.
- Etapa previa a la ósmosis inversa para la producción de agua potable o ultrapura.
Ventajas:
- Alto rendimiento de filtración de impurezas biológicas.
- Funcionamiento continuo con bajo mantenimiento.
3. ósmosis inversa (OI)
El ósmosis inversa es un proceso presurizado que elimina casi todas las sustancias disueltas, incluidas las sales, los metales pesados y los compuestos orgánicos.
Funcionalidad:
- El agua se presiona a través de una membrana semipermeable a alta presión (5-30 bares).
- Las sustancias disueltas y las impurezas permanecen en el lado del concentrado, mientras que en el lado del permeado se obtiene agua casi pura.
Aplicación:
- Producción de agua potable a partir del agua de lluvia.
- Producción de agua de proceso de gran pureza, por ejemplo, para la industria electrónica o farmacéutica.
Ventajas:
- Índice de retención de impurezas muy elevado (hasta el 99 %).
- Producción de agua con una conductividad extremadamente baja.
Desventajas:
- Alto consumo de energía.
- Se requiere una limpieza periódica de las membranas (CIP - Clean-in-Place).
Foto: Nuestro sistema de ósmosis inversa ALMA OSMO para la producción de agua desionizada y para aplicaciones de reciclado de agua.
4. intercambiador de iones
Los sistemas de intercambio iónico eliminan específicamente los iones disueltos, como el calcio, el magnesio o los metales pesados, y se utilizan en el tratamiento del agua de lluvia para ablandarla o desmineralizarla.
Funcionalidad:
- Los cationes y aniones disueltos se intercambian por iones hidrógeno (H⁺) o iones hidróxido (OH-) mediante resinas específicas.
- Una vez saturadas, las resinas se regeneran con productos químicos (por ejemplo, NaOH o HCl).
Aplicación:
- Producción de agua desmineralizada (agua totalmente desmineralizada) para aplicaciones técnicas.
- Eliminación de metales pesados del agua de lluvia contaminada.
Ventajas:
- Alta selectividad para iones específicos.
- Puede combinarse con otros procesos como la ósmosis inversa.
Foto: Nuestro sistema intercambiador de iones ALMA ION con filtro de carbón activo ALMA FIL AK aguas arriba.
5. biofiltración de aguas pluviales contaminadas orgánicamente
El biofiltración utiliza procesos microbiológicos para descomponer los compuestos orgánicos del agua de lluvia. Es especialmente eficaz para la contaminación causada por sustancias orgánicas que proceden de superficies de precipitación como tejados o carreteras.
Funcionalidad:
- Los microorganismos presentes en los materiales filtrantes metabolizan las sustancias orgánicas.
- El oxígeno se proporciona por aireación o difusión natural.
Aplicación:
- Tratamiento de aguas pluviales procedentes de zonas urbanas o industriales con elevadas cargas orgánicas.
- Pretratamiento para sistemas de ósmosis inversa aguas abajo.
Ventajas:
- Tecnología sostenible y rentable.
- Reducción de las bioincrustaciones en los sistemas de membranas aguas abajo.
Foto: Nuestro sistema de biofiltración ALMA BioFil Compact para eliminar la contaminación orgánica residual antes de los sistemas de ósmosis inversa.
Requisitos de calidad para la utilización industrial de aguas pluviales depuradas
La utilización industrial del agua de lluvia como recurso requiere una adaptación precisa de los procesos de tratamiento a los requisitos específicos de cada aplicación. La calidad y pureza del agua tratada son cruciales para garantizar la funcionalidad y eficacia de los procesos industriales, reducir los costes de explotación y prolongar la vida útil de los sistemas. Dependiendo de la aplicación, los requisitos varían de moderados a muy elevados: desde agua de refrigeración y procesos de limpieza hasta aplicaciones exigentes como agua de proceso y agua de calderas de vapor.
1. tratamiento de aguas pluviales para agua de refrigeración
Requisitos de calidad: El agua de refrigeración es un componente esencial de muchos procesos industriales, sobre todo en la transformación de metales, la generación de energía y las plantas químicas. La calidad del agua influye directamente en la eficiencia de los intercambiadores de calor y los sistemas de refrigeración.
Bajo contenido en sólidos:
- Las materias en suspensión y los sedimentos pueden provocar depósitos en los intercambiadores de calor y las tuberías. Los depósitos reducen la transferencia de calor y aumentan los costes energéticos y de mantenimiento.
- Zielwert: Trübung < 5–10 NTU.
Conductancia:
- La conductancia indica la concentración de sales disueltas en el agua y es un parámetro decisivo para evitar la formación de incrustaciones (depósitos) y garantizar la eficacia de los intercambiadores de calor.
- Zielwert: Leitwert < 150 µS/cm.
Dureza y endurecedores:
- Las altas concentraciones de calcio y magnesio favorecen la formación de depósitos calcáreos en tuberías e intercambiadores de calor, lo que reduce la transferencia de calor y aumenta el consumo de energía.
- Zielwerte: Gesamthärte < 0,5 °dH, Calciumgehalt < 2 mg/L.
Carga orgánica mínima:
- Las sustancias orgánicas favorecen el crecimiento de biopelículas, que provocan bioincrustaciones y merman la eficacia de los circuitos de refrigeración.
- Zielwert: TOC (Total Organic Carbon) < 10 mg/L.
Valor de pH estable y protección contra la corrosión:
- Un valor de pH controlado evita la corrosión de los componentes metálicos. En los circuitos cerrados, el agua también debe estar libre de iones agresivos como el cloruro y el sulfato.
- Zielwerte: pH 6,5–8,5, Chlorid < 50 mg/L, Sulfat < 50 mg/L.
2. tratamiento de aguas pluviales para procesos de limpieza
Requisitos de calidad: Los procesos de limpieza en la industria alimentaria, la producción de automóviles o la industria farmacéutica requieren agua con requisitos de pureza específicos para limpiar eficazmente máquinas, sistemas o piezas de trabajo sin dejar residuos.
Libre de materias y partículas en suspensión:
- Los residuos de partículas pueden dañar las superficies o reducir el rendimiento de la limpieza.
- Zielwert: Partikelgröße < 5 µm, Trübung < 1 NTU.
Pureza orgánica:
- Los contaminantes orgánicos pueden dejar residuos en las superficies y perjudicar la higiene.
- Zielwert: TOC < 5 mg/L.
Agua sin dureza:
- Para aplicaciones delicadas como el aclarado de piezas, el agua debe estar exenta de cal para evitar manchas de cal.
- Zielwerte: Gesamthärte < 0,5 °dH, Calcium < 2 mg/L.
Esterilidad (si es necesario):
- En industrias sensibles a la higiene, como la farmacéutica y la alimentaria, el agua debe estar libre de gérmenes para evitar la contaminación.
- Zielwert: Keimzahl < 10 KBE/mL.
3. tratamiento de aguas pluviales para agua de proceso
Requisitos de calidad: El agua de proceso se utiliza directamente en los procesos de fabricación industrial, por ejemplo, en la producción química, la fabricación textil o la producción de semiconductores. Aquí, los requisitos de alta pureza del agua son esenciales para garantizar las reacciones químicas, la calidad del producto y la fiabilidad del sistema.
Baja conductividad:
- Las sales disueltas pueden alterar los procesos químicos o provocar depósitos en las superficies.
- Zielwert: Leitfähigkeit < 50 µS/cm.
Sin metales pesados ni iones específicos:
- Los metales pesados como el hierro, el cobre o el zinc pueden envenenar los catalizadores o inhibir las reacciones.
- Zielwert: Schwermetallgehalt < 0,1 mg/L.
Pureza orgánica y microbiana:
- Las sustancias orgánicas y los microorganismos no deben dejar impurezas en el producto final ni en las instalaciones de producción.
- Zielwert: TOC < 2 mg/L, Keimzahl < 1 KBE/mL.
4. tratamiento del agua de lluvia para calderas de vapor
Requisitos de calidad: La calidad del agua es crucial en los sistemas de calderas de vapor, ya que los depósitos y la corrosión causados por las más mínimas impurezas pueden provocar importantes pérdidas de eficiencia y daños. El agua de lluvia debe alcanzar los más altos niveles de pureza.
Conductividad extremadamente baja:
- Las sales disueltas y los iones deben eliminarse para evitar la formación de incrustaciones en calderas y turbinas.
- Zielwert: Leitfähigkeit < 0,1 µS/cm.
Sin oxígeno:
- El oxígeno disuelto debe eliminarse para evitar la corrosión de las paredes y tuberías de la caldera.
- Zielwert: Gelöster Sauerstoff < 10 µg/L.
Sin agentes endurecedores:
- El calcio y el magnesio no deben estar presentes, ya que forman depósitos en las calderas.
- Zielwert: Gesamthärte < 0,01 °dH.
Conclusión
El tratamiento de las aguas pl uviales ofrece una amplia gama de opciones para utilizarlas, pero depende en gran medida de los requisitos específicos de la aplicación. Procesos como los filtros multicapa con PAC o cloruro de hierro (III), la ultrafiltración, la ósmosis inversa, los intercambiadores de iones y la biofiltración permiten tratar el agua de lluvia de forma eficaz y ahorrando recursos. Un análisis cuidadoso de la calidad del agua bruta y de la pureza deseada del agua final es crucial para la selección y combinación de procesos. De este modo, el tratamiento de las aguas pluviales no sólo ayuda a conservar los recursos, sino también a reducir los costes y a cumplir la normativa medioambiental.
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