Introducción
La reutilización del agua industrial a menudo se analiza como una decisión tecnológica: ¿debería una fábrica utilizar ultrafiltración, ósmosis inversa, intercambio iónico, evaporación u otro proceso? Esas tecnologías pueden ser importantes, pero la primera decisión debería ser el objetivo de reutilización.
El agua destinada al lavado de suelos no necesita el mismo control que el agua destinada a una etapa de producción sensible. El uso relacionado con la refrigeración tiene diferentes problemas de incrustaciones, corrosión y microbiología que la limpieza de equipos. Un proyecto debe comenzar con el valor y el riesgo de su punto de reutilización específico y luego seleccionar el tratamiento en función de esa necesidad.
La reutilización industrial se evalúa comúnmente para aplicaciones relacionadas con la fabricación y la refrigeración, pero la calidad del agua requerida y las condiciones aplicables son específicas del uso final y las normas locales. Los recursos de reutilización de agua industrial de la EPA tratan de manera similar la reutilización como un ejercicio de planificación de aplicación específica en lugar de un estándar universal.
Comience con el objetivo de reutilización, no con el equipo
Antes de evaluar un tren de tratamiento, pregunte:
- ¿Dónde se utilizará el agua tratada?
- ¿Qué contaminantes importan en ese momento de uso?
- ¿La demanda de reutilización es continua o intermitente?
- ¿Qué sucede cuando la demanda de reutilización es menor que la producción del tratamiento?
- ¿Hay una reserva de agua dulce?
- ¿Cómo se gestionarán los lodos, los concentrados, los residuos de limpieza y el agua fuera de especificación?
El primer objetivo de reutilización más adecuado no siempre es el más exigente. A menudo es un punto de uso interno estable con una oportunidad significativa de ahorro de agua, un requisito de calidad claro y un sistema práctico de respaldo.
Seis objetivos comunes de reutilización industrial
1. Lavado de equipos y pisos.El lavado puede ser un primer objetivo práctico de reutilización cuando el agua tratada se controla en cuanto a sólidos visibles, olores, corrosión, incrustaciones y seguridad. La calidad aceptable todavía depende de la instalación. Las operaciones alimentarias, farmacéuticas, electrónicas y otras operaciones sensibles pueden imponer restricciones que los sitios industriales generales no imponen.
2. Uso de soporte relacionado con la refrigeración
Algunas instalaciones evalúan el agua tratada para reposición de torres de enfriamiento o soporte de enfriamiento auxiliar. Se debe revisar el agua en cuanto a dureza, alcalinidad, cloruros, sílice, sólidos, control biológico, tendencia a la incrustación, potencial de corrosión y compatibilidad con el programa de agua de enfriamiento de la planta. Un número TDS por sí solo no es suficiente para aprobar este uso.
3. Depuradores húmedos y apoyo al control de la contaminación
El soporte del depurador puede tener requisitos de calidad del agua diferentes a los de una aplicación de alta pureza, pero las sales, los sólidos, las sustancias espumantes y los contaminantes del proceso aún pueden afectar las boquillas, la estabilidad de la recirculación o el siguiente flujo de desechos. Defina el circuito completo, no sólo el agua entrante.
4. Enjuague y uso de proceso no críticos
Algunas instalaciones consideran la reutilización para etapas de enjuague seleccionadas o tareas de proceso no críticas. Esto requiere una revisión minuciosa de las sales residuales, la materia orgánica, las partículas, los metales y el riesgo microbiológico. La producción sensible puede necesitar un pulido y un seguimiento adicionales y una derivación fiable al suministro de agua dulce.
5. Preparación de calderas o agua de alimentación de alta pureza
La reutilización de alta pureza puede ser factible en proyectos seleccionados, pero no debe asumirse después del tratamiento convencional de aguas residuales. Las aplicaciones de calderas y de alta pureza requieren el control de los sólidos disueltos, la dureza, la sílice, los compuestos orgánicos, los gases y otros parámetros definidos por los equipos posteriores y las prácticas operativas.
6. Mayor recuperación y reducción de descarga de líquido
Cuando la escasez de agua o las limitaciones de descarga justifican una mayor recuperación, la reutilización puede combinarse con concentración, evaporación, cristalización o eliminación gestionada fuera del sitio. Estos proyectos requieren un balance de masa para sales, energía, pretratamiento, manejo de concentrados y capacidad de mantenimiento del sitio. No son simplemente "reutilización más evaporador".
Un flujo de trabajo práctico sobre viabilidad de reutilización
Mapear el balance hídrico
Cree un balance hídrico básico de la planta que muestre las entradas de agua dulce, las fuentes de aguas residuales, los puntos de descarga, la demanda potencial de reutilización, la capacidad de almacenamiento y la expansión esperada. Esto a menudo revela un objetivo de reutilización más realista que un objetivo amplio de "reutilizar todo".
Separar los flujos de aguas residuales cuando sea práctico
Las aguas residuales combinadas pueden ser más difíciles de reutilizar que un flujo fuente segregado. Una corriente de enjuague relativamente limpia puede ser adecuada para la recuperación, mientras que una corriente de limpieza concentrada puede necesitar un tratamiento o eliminación por separado. El plan de segregación correcto depende del diseño del proceso, las operaciones y la economía de las tuberías de recolección.
Caracterizar la calidad y la variabilidad.
Utilice análisis de laboratorio representativos de producción normal, períodos de alta carga, ciclos de limpieza y cambios químicos cuando sea relevante. Revise los contaminantes que son importantes para el punto de reutilización previsto en lugar de depender únicamente de los parámetros estándar de aguas residuales.Registre también los patrones de flujo. Un promedio diario modesto puede ocultar un lote de alta carga que determina el volumen de ecualización, la capacidad de tratamiento y los requisitos de almacenamiento de agua tratada.
Definir la especificación de reutilización del agua.
Escriba una especificación para el destino real. Puede incluir límites físicos, químicos, microbiológicos y específicos del proceso. Definir el punto de muestreo, la frecuencia de monitoreo, las condiciones de almacenamiento y las acciones tomadas si el agua cae fuera del rango previsto.
Este paso convierte un objetivo general de reutilización en un objetivo de ingeniería mensurable.
Seleccione el tratamiento en función de los riesgos conocidos
Un sistema de reutilización puede combinar cribado, separación de aceite, ecualización, ajuste pH, precipitación, clarificación, filtración, carbón activado, ultrafiltración, ósmosis inversa, intercambio iónico, EDI, desinfección, oxidación o concentración. No todos los proyectos necesitan todas las etapas. Cada unidad debe tener un propósito declarado vinculado a un contaminante, un riesgo para la calidad del agua o un requisito aguas abajo.
Plan de residuos y tiempo de inactividad
La viabilidad de la reutilización debe incluir lodos, residuos de limpieza de membranas, concentrado RO, productos químicos gastados, agua fuera de especificación, tiempo de inactividad por mantenimiento y rutas de descarga o eliminación de respaldo. El tratamiento mueve o concentra contaminantes; no hace desaparecer la cuestión de los residuos.
Pruebas de fábrica, inspección de envíos y preparación del sitio
Para un sistema de reutilización empaquetado, las pruebas de fábrica deben verificar lo que se puede verificar razonablemente antes de la entrega: configuración del equipo, componentes, funciones eléctricas, secuencias de control, alarmas, instrumentos y pruebas funcionales de agua limpia, cuando corresponda.
Si el rendimiento final del agua tratada depende de las aguas residuales reales del sitio, esa condición debe indicarse claramente. El agua real puede variar de maneras que no se pueden recrear completamente durante el recorrido del agua en una fábrica. Un plan de pruebas confiable separa la verificación funcional de la validación del desempeño del sitio.
Antes del envío, verifique las dimensiones de transporte, los puntos de elevación, la lista de empaque, los manuales, las piezas de repuesto y los planos de conexión. Antes de la instalación, confirme los suministros de servicios públicos, drenaje, almacenamiento de productos químicos, ventilación, almacenamiento de agua de tratamiento y tuberías de distribución. Estas comprobaciones convierten la preparación de la instalación en una actividad planificada en lugar de una respuesta de último momento.
Preguntas frecuentes
¿Se pueden reutilizar todas las aguas residuales industriales?
No automáticamente. Muchas corrientes pueden tratarse para aplicaciones de reutilización seleccionadas, pero la viabilidad depende de la calidad de la fuente, la variabilidad, el objetivo de reutilización, los requisitos de tratamiento, la gestión de residuos y las condiciones locales.
¿Siempre se requiere ósmosis inversa?
No. RO puede ser valioso cuando se deben reducir los contaminantes disueltos, pero otros objetivos de reutilización pueden requerir una ruta de tratamiento diferente. Seleccionar la tecnología después de definir el requisito final de calidad del agua.
¿Cuál es el primer paso en un proyecto de reutilización?Mapee el balance hídrico de la instalación e identifique un punto de reutilización realista. Luego revise los datos representativos del agua y la variabilidad operativa antes de decidirse por el equipo.
¿Se puede utilizar agua reutilizada en un proceso productivo?
En algunas aplicaciones, sí. El proceso posterior debe definir límites aceptables de calidad y riesgo. Las operaciones delicadas pueden requerir un pulido y un control exhaustivos y un respaldo confiable de agua dulce.
Conclusión
La reutilización industrial funciona mejor cuando comienza con un destino claro para el agua recuperada. Defina el punto de reutilización, caracterice la fuente, identifique los riesgos críticos de calidad y planifique los flujos residuales antes de seleccionar el equipo. Esto produce una ruta de proyecto que es más fácil de probar, instalar, operar y escalar.
