Tratamiento de Aguas Subterráneas Salobres Por Ósmosis Inversa

Posted by Pure Aqua, Inc. on Mar 7th 2018

El tratamiento de aguas subterráneas salobres mediante ósmosis inversa se ha convertido en un método universalmente probado para proporcionar grandes cantidades de agua potable limpia a municipios, empresas y muchas industrias que requieren agua dulce para una amplia gama de usos y aplicaciones.

Con mucho, el mayor uso de las fuentes de agua dulce es para fines de riego y cría de ganado, y representa el 69 por ciento del uso de agua dulce en el mundo. El agua dulce constituye aproximadamente el 3 por ciento de toda el agua de la Tierra, y de ese 3 por ciento: el 70 por ciento del agua dulce está atrapada en glaciares y casquetes polares; El 30 por ciento está en el suelo y menos del 1 por ciento de nuestra agua dulce se encuentra en cuerpos de agua superficiales como lagos, ríos y pantanos. Esto hace que el agua subterránea sea una fuente extremadamente importante de agua dulce.

¿Qué es el agua subterránea?

El agua subterránea se refiere a cualquier fuente de agua que se encuentra debajo de la superficie de la Tierra, que se encuentra más comúnmente en los acuíferos. Grandes fuentes de agua salobre descansan debajo de la corteza terrestre, en rocas permeables, suelo, arena y lechos rocosos fracturados. La capa superior de esta zona saturada se conoce como el nivel freático, y debajo se encuentra el acuífero, zonas de agua dulce altamente saturadas. Estas fuentes de agua se pueden aprovechar con pozos de agua y se reponen naturalmente a través de un proceso llamado recarga de agua a partir de fuentes de agua superficial como ríos y arroyos, y a través de procesos naturales como la precipitación. La gravedad juega un papel importante en la extracción de agua de las fuentes superficiales a los acuíferos.

Hay algunos tipos diferentes de acuíferos, con claras distinciones entre ellos.

Tipos de acuíferos:

o Acuífero no confinado: separado por rocas permeables, suelo, lecho rocoso fracturado, etc., lo que permite el paso directo del agua superficial al acuífero directamente debajo de él.

o Acuífero confinado: separado por una capa de tierra o roca impermeable de su fuente de agua superficial. El agua de la superficie se acumula y se esparce hasta que puede encontrar un lecho rocoso o suelo permeable a través del cual llegar al acuífero que se encuentra debajo. Este tipo de acuífero requiere que el agua tome una ruta indirecta hacia el acuífero que se encuentra debajo.

o Acuitardo: capa de arcilla, roca o limo muy compactada que ralentiza o restringe el flujo de agua subterránea desde el acuífero al acuífero.

Acuicludo / Acuífero: completamente impermeable; ninguna fuente de agua puede atravesarlo; al acuitardo se lo conoce como un acuicludo y un acuífero.

Tratamiento de aguas subterráneas salobres

Debido a que los acuíferos atraviesan tanto lecho de roca, arena y suelo, el agua subterránea salobre puede contener sólidos disueltos, como minerales, sales, metales, etc., que pueden afectar el sabor, la salinidad y la toxicidad del agua subterránea. Muchas fuentes de agua dulce pueden tener niveles de TDS dentro del rango de lo que se considera salobre y requieren tratamiento antes de que puedan utilizarse. El agua salobre normalmente tiene un total de sólidos disueltos (TDS) que varía entre 1,000 ppm y 10,000 ppm, lo que puede hacer que el agua no sea apta para el consumo humano o para su uso en ciertos procesos industriales.

La ósmosis inversa (RO) es el método probado y verdadero cuando se trata de tratamiento de aguas subterráneas salobres. La ósmosis es el proceso natural de presión osmótica que empuja una fuente de agua de baja salinidad a través de una membrana semipermeable y hacia una fuente de agua salina para diluir el contenido total de agua y reducir el nivel relativo de TDS. La ósmosis inversa, sin embargo, utiliza bombas presurizadas para forzar el flujo de agua en la dirección opuesta, para superar la presión osmótica, de modo que la fuente de agua salina viaja a través de la membrana semipermeable y filtra las sales y contaminantes en el proceso.

La ósmosis inversa de agua salobre (BWRO) cuenta con tasas de rechazo muy altas, bajo consumo de energía y altas tasas de recuperación. Debido a esto, los sistemas de ósmosis inversa de agua salobre son capaces de tratar miles de galones de agua al día, para proporcionar agua potable a muchas comunidades que normalmente no tendrían acceso a agua potable limpia. Estos sistemas son útiles para una variedad de industrias, con un propósito principal; El tratamiento del agua subterránea salobre por ósmosis inversa puede eliminar hasta el 99% de todos los TDS de la fuente de agua, así como muchos otros contaminantes.

Contaminantes comunes y problemas encontrados en las aguas subterráneas:

o El arsénico puede ingresar al agua subterránea a través de depósitos naturales en la Tierra, o a través de desechos industriales y contaminación.

o El flúor puede filtrarse en el agua subterránea a partir de minerales y sedimentos que contienen flúor que entran en contacto con el agua subterránea.

o La dureza se refiere a los altos niveles de carbonato de calcio en las aguas subterráneas, que pueden causar depósitos de cal.

o El plomo puede ingresar al agua subterránea a través de la minería, la industria y los procesos de plomería, entre otros. El plomo se considera peligroso para la salud humana.

o El mercurio contamina el agua subterránea con mayor frecuencia a través de desechos industriales, minería, pesticidas y carbón.

o La turbidez se refiere a pequeñas partículas de materia orgánica e inorgánica en el agua que pueden afectar su claridad o color. Las causas comunes incluyen arcilla y limo.

o Balance de pH: el pH se refiere a una escala numérica que le indica qué tan ácida o alcalina puede ser la fuente de agua.

Sin embargo, debido a la naturaleza de la ósmosis inversa, puede reducir el contenido de salinidad de las fuentes de agua a una fracción de lo que era antes, pero el RO nunca puede eliminar por completo todos los contaminantes presentes en la fuente de agua por sí solo. A menudo, se requieren pasos adicionales en el proceso de tratamiento de agua salobre.

Pasos y componentes adicionales:

Aunque la ósmosis inversa es un método muy eficaz para tratar el agua subterránea salobre, es posible que se necesiten otros pasos y componentes adicionales para tratar el agua subterránea con las especificaciones adecuadas. El pretratamiento es a menudo una parte necesaria de la mayoría los sistemas de ÓI—la alta salinidad puede causar corrosión; el agua dura y las sales inorgánicas pueden causar incrustaciones en la membrana; y demasiados compuestos orgánicos pueden causar ensuciamiento de la membrana, para asegurarse de que el sistema esté funcionando correctamente y para reducir el riesgo de falla total del sistema. El postratamiento también es necesario para ajustar el equilibrio del pH según sea necesario para el control de la corrosión y la desinfección para producir agua de alta pureza.

A continuación, se muestran los pasos adicionales comunes incluidos en los sistemas BWRO:

Tratamiento previo: el agua subterránea salobre a menudo puede tener sales orgánicas e inorgánicas que pueden causar incrustaciones, o contaminantes orgánicos que pueden causar ensuciamiento de las membranas. El pretratamiento es necesario para aumentar el ciclo de vida de los sistemas BWRO y las membranas de RO.

o Ácidos: se pueden inyectar en el agua de alimentación de RO para reducir el equilibrio del pH; para evitar la descamación de las membranas.

o Cáustico: se puede inyectar en el agua de alimentación de ósmosis inversa para aumentar el equilibrio del pH y corroer el material orgánico; utilizado a menudo en postratamiento en en sistemas ÓI de doble paso..

o Antiescalantes: productos químicos que pueden inyectarse en el agua de alimentación de ósmosis inversa para prevenir la formación y precipitación de sales minerales cristalizadas que pueden causar incrustaciones.

o Dispersantes: polímeros orgánicos sintéticos que se pueden inyectar en el agua de alimentación de ósmosis inversa para evitar el ensuciamiento de las membranas.

Filtro multimedia / de carbón activado: tanto los filtros multimedia como los de carbón activado se pueden utilizar en diversos sistemas BWRO para eliminar ciertos elementos orgánicos que la ósmosis inversa por sí misma no puede, así como el sabor, el olor y el cloro del agua de alimentación.

Postoperatorio:

o Control de corrosión: Se pueden inyectar inhibidores de corrosión para reducir el potencial de corrosión de ciertos elementos en el agua de permeado.

o Desinfección: Esterilizadores UV se puede utilizar para desinfectar el agua de permeado que ha estado almacenada durante más de un día mientras se saca del tanque de almacenamiento y se pone en uso.

ÓI de doble paso: Los sistemas de RO de doble paso se implementan para tratar el agua de permeado producida a partir de un sistema de RO de primer paso para producir un agua de producto más altamente purificada.