Las plantas de tratamiento de agua son sistemas centrales en la gestión industrial y municipal del agua. Sirven para tratar el agua bruta procedente de fuentes naturales o el agua de proceso de aplicaciones industriales de modo que sea apta para el uso previsto. Estos sistemas desempeñan un papel crucial a la hora de garantizar la calidad del agua, la eficiencia de los recursos y el cumplimiento de los requisitos legales.
Índice
Definición y significado
Las plantas de tratamiento de aguas son sistemas técnicos que utilizan procesos físicos, químicos y biológicos para eliminar las impurezas del agua. Permiten utilizar agua bruta de diversas fuentes, como ríos, lagos, aguas subterráneas o corrientes de aguas residuales, eliminando las impurezas y adaptando las propiedades químicas y físicas del agua a requisitos específicos.
Ámbitos de aplicación:
- Industria: agua de proceso, agua de refrigeración, agua de calderas, agua para la producción de alimentos y bebidas.
- Municipios: Tratamiento de agua potable y tratamiento de aguas residuales.
- Reciclaje del agua: Tratamiento de aguas residuales para su reutilización en procesos industriales o para su alimentación a masas de agua.
Componentes y estructura de los sistemas de tratamiento de aguas
Un sistema típico de tratamiento del agua consta de varias etapas coordinadas para reducir o eliminar gradualmente las impurezas.
1. tratamiento previo
El pretratamiento sirve para eliminar las impurezas gruesas del agua bruta y proteger las etapas posteriores de sobrecargas o daños.
Tamices y coladores:
Dispositivos mecánicos que retienen sólidos gruesos como ramas, piezas de plástico o partículas de mayor tamaño. Estos componentes son especialmente importantes en el tratamiento de aguas superficiales o aguas residuales industriales con contaminantes gruesos.
Aspecto técnico: Los tamaños de malla varían entre 1 mm (tamices finos) y 100 mm (tamices gruesos) en función de los requisitos.Desarenador:
Separa por gravedad las partículas más pesadas y sedimentables, como arena, limo y depósitos minerales. Esto reduce el desgaste de bombas y tuberías.
Diseños típicos: desarenadores horizontales o circulares con suministro de aire para mejorar la separación.Separador de aceite:
Elimina del agua el aceite y la grasa libres y flotantes. Estos separadores aprovechan las diferencias de densidad entre el aceite y el agua y pueden complementarse opcionalmente con filtros de coalescencia para aumentar su eficacia.
2. principales etapas del tratamiento
Las principales etapas de tratamiento constituyen el núcleo de la depuradora. Aquí se utilizan procesos físicos, químicos y biológicos para eliminar las impurezas disueltas, coloidales y orgánicas.
Procesos físicos
Filtración:
Los sistemas de filtración, como los filtros multicapa o los filtros de disco, eliminan las partículas y las materias en suspensión.
Aspectos técnicos:- Materiales filtrantes como arena de cuarzo, carbón activado o antracita.
- Función de retrolavado para limpiar los filtros.
Foto: Nuestros filtros multicapa ALMA FIL con intercambiadores de iones ALMA ION aguas abajo.
- Ultrafiltración (UF):
Elimina partículas, virus y bacterias a través de membranas con poros de 0,01-0,1 micrómetros. - Nanofiltración (NF):
Reduce los formadores de dureza como el calcio y el magnesio. - Ósmosis inversa (RO):
Proceso de alta presión para eliminar sales, sustancias orgánicas y microcontaminantes. Ideal para la producción de agua pura o ultrapura.
- Ultrafiltración (UF):
Sedimentación:
En los tanques de sedimentación o clarificadores lamelares, las partículas pesadas se hunden hasta el fondo por gravedad, donde pueden ser recogidas y eliminadas. La sedimentación se utiliza a menudo como precursora de procesos químicos o biológicos.
Foto: Nuestro sistema de ósmosis inversa ALMA OSMO para el reciclaje interno del agua.
Procesos químicos
Precipitación y floculación:
En los sistemas de CP se utilizan reactivos químicos como sales de hierro o aluminio para convertir los contaminantes disueltos en partículas sólidas. Los floculantes (polímeros) favorecen la formación de flóculos estables.- El ozono, el cloro o el peróxido de hidrógeno oxidan los contaminantes orgánicos y los microcontaminantes.
- Procesos avanzados de oxidación (AOP): Los radicales hidroxilos altamente reactivos descomponen incluso sustancias difíciles de descomponer.
Intercambio iónico:
Las resinas de intercambio iónico fijan específicamente los iones disueltos (por ejemplo, metales pesados, formadores de dureza) y los intercambian por iones inocuos como el sodio o el hidrógeno.
Foto: Ejemplo de un sistema CP para la eliminación de metales pesados, AOX e hidrocarburos(ALMA CHEM MCW)
Procesos biológicos
Proceso de fangos activados:
Los microorganismos descomponen las cargas orgánicas de forma aeróbica. El proceso es especialmente eficaz para reducir la DQO (demanda química de oxígeno) y la DBO (demanda bioquímica de oxígeno).Biofiltración:
Las sustancias orgánicas se biodegradan en filtros bioactivos con medios colonizados por microbios. Se utiliza en el pretratamiento antes de los procesos de membrana o en el tratamiento del agua de proceso.Reactores anaerobios:
Sin oxígeno, los microorganismos convierten las sustancias orgánicas en biogás (metano y CO₂). Estos procesos son ideales para aguas residuales industriales muy concentradas.
Foto: Nuestra planta de biogás ALMA BHU GMR para generar energía a partir de aguas residuales
3. tratamiento de seguimiento
El postratamiento garantiza que se alcancen los objetivos deseados de calidad del agua. Es especialmente importante para aplicaciones sensibles como el agua de refrigeración, el agua de calderas o el cumplimiento de los límites legales de vertido.
Desinfección UV:
La luz ultravioleta destruye el ADN de bacterias, virus y parásitos e impide que se reproduzcan. La desinfección UV no contiene productos químicos y es rápida.Pulido:
- La filtración de materiales finos mediante carbón activo o membranas elimina los últimos residuos orgánicos y sólidos en suspensión.
- Objetivo: Conseguir una calidad de agua pura o libre de sustancias residuales para aplicaciones específicas.
Ajuste del pH:
Se dosifican ácidos o bases en los sistemas de neutralización para ajustar el valor del pH a los requisitos de los procesos posteriores o a los valores límite de vertido.
Foto: Filtro de carbón activado instalado en depósitos de PRFV(ALMA Fil AK)
Procesos tecnológicos clave: Plantas CP, de biofiltración y de membrana
Elegir las tecnologías clave adecuadas en el tratamiento del agua es crucial para garantizar un tratamiento y una reutilización eficientes del agua. Las plantas químico-físicas(plantas CP), la biofiltración y las plantas de membrana (especialmente la ósmosis inversa) son tres tecnologías centrales que abordan cada una retos específicos y, combinadas, logran resultados óptimos para el tratamiento de aguas industriales y el reciclaje del agua.
1. plantas químico-físicas (plantas CP)
Por qué los sistemas CP son una tecnología clave:
Los sistemas CP son indispensables para el pretratamiento de las aguas residuales que contienen metales pesados, que se producen en muchos procesos industriales, por ejemplo, en el procesamiento de metales, la galvanoplastia o el tratamiento de superficies. Tratan las aguas residuales para que puedan reciclarse eficazmente en sistemas de ósmosis inversa posteriores.
Tecnología y funcionalidad:
- Neutralización: El valor del pH se ajusta a un rango óptimo añadiendo ácidos o álcalis para permitir la precipitación de los metales pesados.
- Precipitación: Los metales pesados disueltos (por ejemplo, níquel, zinc, cromo) se convierten en hidróxidos insolubles mediante la adición de precipitantes (por ejemplo, lechada de cal, cloruro férrico).
- Floculación: Los floculantes favorecen la formación de partículas estables que son más fáciles de separar.
- Sedimentación: Las partículas sólidas se hunden hasta el fondo de un tanque de sedimentación, donde son recogidas y eliminadas.
Ámbitos de aplicación:
- Pretratamiento para sistemas de ósmosis inversa: los metales pesados y otras sustancias críticas deben eliminarse antes de la filtración por membrana para evitar el ensuciamiento y la formación de incrustaciones en las membranas.
- Aplicaciones industriales: Tratamiento de aguas residuales para cumplir los límites legales antes de su vertido al alcantarillado público.
Ventajas:
- Alta eficacia en la eliminación de metales pesados.
- Protección de los sistemas de membranas aguas abajo contra daños y contaminación.
- Cumplimiento de los límites legales de vertido de metales pesados.
Foto: Nuestro sistema CP ALMA CHEM MCW con deshidratación de lodos a través de nuestro filtro prensa de cámara
2. biofiltración
Por qué la biofiltración es una tecnología clave:
Los sistemas de biofiltración son ideales para tratar aguas residuales contaminadas orgánicamente, por ejemplo de la industria alimentaria, la industria química o la industria papelera. Reducen la carga orgánica y evitan la bioincrustación en los sistemas de ósmosis inversa aguas abajo.
Tecnología y funcionalidad:
- Degradación microbiana: Los microorganismos colonizan los medios filtrantes bioactivos (por ejemplo, arena, granulado plástico, carbón activado) y degradan compuestos orgánicos como hidrocarburos, grasas y proteínas.
- Aireación: se introduce oxígeno en los filtros para favorecer la actividad de los microorganismos aerobios.
- Filtración de partículas: Además de la actividad biológica, la biofiltración también elimina mecánicamente los sólidos en suspensión.
Ámbitos de aplicación:
- Pretratamiento para sistemas de ósmosis inversa: reducción de las cargas orgánicas para minimizar el ensuciamiento y la obstrucción de las membranas.
- Aplicaciones industriales: Tratamiento de aguas de proceso en la industria alimentaria y de bebidas y para aguas residuales contaminadas orgánicamente en la industria química.
Ventajas:
- Eliminación sostenible y sin productos químicos de compuestos orgánicos.
- Prolongación de la vida útil y mejora de la eficacia de la filtración de membrana posterior.
- Flexibilidad para adaptarse a diferentes composiciones de aguas residuales.
Foto: Nuestro sistema de biofiltración ALMA BioFil Compact para el tratamiento de aguas residuales antes de los sistemas de ósmosis inversa.
3. sistemas de membrana (ósmosis inversa)
Por qué la ósmosis inversa es una tecnología clave:
La ósmosis inversa (OI) es la columna vertebral del reciclaje del agua. Elimina casi todas las sales disueltas, los contaminantes orgánicos, las sustancias traza, las PFAS (sustancias alquílicas perfluoradas y polifluoradas) y otros microcontaminantes y permite reutilizar el agua en procesos industriales.
Tecnología y funcionalidad:
- Proceso de alta presión: El agua se presiona a través de membranas semipermeables a alta presión (10-70 bares).
- Retención de impurezas: Las sustancias disueltas como sales, metales pesados, moléculas orgánicas y microcontaminantes permanecen en el lado del concentrado, mientras que el agua purificada (permeado) pasa a través de la membrana.
- Diseño modular: Los sistemas pueden ampliarse en función de las necesidades y combinarse con etapas de pretratamiento y postratamiento.
Ámbitos de aplicación:
- Reciclaje del agua: recuperación del agua de proceso en las industrias electrónica, química y alimentaria, por ejemplo.
- Eliminación de sustancias traza: Reducción de PFAS, residuos de medicamentos y pesticidas en aguas residuales industriales.
- Producción de agua pura y ultrapura: suministro de sistemas de refrigeración y calderas con agua desmineralizada.
Ventajas:
- Elimina hasta el 99 % de las sustancias disueltas y contaminantes.
- Permite reutilizar las aguas residuales y reducir la necesidad de agua dulce.
- Flexibilidad y alta escalabilidad para una amplia gama de requisitos.
Foto: Nuestro sistema de ósmosis inversa ALMA OSMO para la eliminación de PFAS, instalado en el contenedor de la sala técnica ALMA MODUL.
Requisitos para las depuradoras de agua
Normas de calidad:
- Calidad del agua potable: Requiere la eliminación completa de gérmenes, sustancias orgánicas y posibles contaminantes.
- Agua de proceso: Dependiendo de la aplicación, se requiere un bajo contenido en sal, ausencia de dureza o estabilidad química.
- Aguas residuales: Cumplimiento de los límites legales de vertido definidos en la Directiva Marco del Agua o en la normativa local.
Flexibilidad y escalabilidad:
- Diseño modular para adaptarse a los cambios en la calidad del agua bruta y los requisitos de producción.
- Integración de sistemas de control de parámetros como el pH, la conductividad, el COT y la DQO.
Perspectivas de futuro
El desarrollo ulterior de los sistemas de tratamiento de aguas se centra en:
- Eficiencia energética: integración de bombas energéticamente eficientes y sistemas de control inteligentes.
- Digitalización: supervisión y control en tiempo real mediante tecnologías IoT e IA.
- Sostenibilidad: Reducción del consumo de productos químicos y minimización de los residuos, especialmente en los procesos de membrana.
Conclusión
Las plantas de tratamiento de agua son indispensables para garantizar la calidad del agua en la industria, los municipios y el medio ambiente. Permiten un uso eficiente de los recursos, protegen las masas de agua y cumplen los elevados requisitos del agua de proceso y potable. Gracias al uso de las tecnologías más avanzadas, pueden adaptarse a los requisitos de cada aplicación y contribuir así de forma decisiva a la gestión sostenible del agua.
Si desea más información sobre nuestros productos, no dude en ponerse en contacto con nosotros.
