Selección de Vasos de Pretratamiento para Sistemas de Tratamiento de Agua

Selección de recipientes de pretratamiento para sistemas de tratamiento de agua

La selección de los recipientes de pretratamiento es un primer paso fundamental en el diseño de un sistema robusto de purificación de agua, especialmente para aplicaciones farmacéuticas. La elección correcta asegura la protección de los componentes posteriores, como las membranas de ósmosis inversa (OI) y las resinas de intercambio iónico, contra la incrustación, la formación de incrustaciones y la degradación química.

Aquí están los principales tipos de recipientes y los criterios clave de selección:

1. Tipos de recipientes de pretratamiento

• Filtros multimedia (MMF): También conocidos como filtros de arena. Utilizan capas de medios de diferentes densidades y tamaños de partículas (por ejemplo, antracita, arena, granate) para eliminar sólidos suspendidos, turbidez y materia particulada más grande hasta aproximadamente 10-20 micras.

• Filtros de carbón activado (ACF): Recipientes llenos de carbón activado granular (GAC). Su propósito principal es eliminar cloro, cloraminas, y compuestos orgánicos mediante adsorción. Esto es esencial para proteger las membranas de OI del daño oxidativo.

• Suavizadores de agua: Recipientes llenos de resina de intercambio catiónico en forma de sodio. Eliminan iones de dureza (Calcio y Magnesio) intercambiándolos por iones de Sodio. Esto evita la formación de incrustaciones en las membranas de OI y en los equipos posteriores.

• Tanques de inyección de productos químicos: Aunque no siempre son "recipientes" en el mismo sentido, estos son tanques (a menudo de PVC o HDPE) que contienen productos químicos como antincrustantes, bisulfito de sodio (para decloración) o sosa cáustica para el ajuste del pH. Se alimentan a un punto de inyección posterior.

2. Criterios clave de selección

A. Diseño y construcción del recipiente

• Material de construcción:

  • FRP (Plástico reforzado con fibra): La opción más común. Es resistente a la corrosión, ligero y rentable para la mayoría de las condiciones del agua cruda. Debe tener un revestimiento interior de grado alimenticio o certificado NSF-61.

  • Acero al carbono con revestimiento de goma: Se utiliza para presiones más altas o aplicaciones más abrasivas. El revestimiento de goma evita la corrosión.

  • Acero inoxidable (304 o 316L): Se utiliza en entornos altamente corrosivos o cuando los requisitos sanitarios son primordiales (más común en el circuito de distribución de agua pulida que en el pretratamiento).

• Clasificación de presión: El recipiente debe estar clasificado para la presión máxima de funcionamiento del sistema, típicamente un mínimo de 150 PSI (10 bar) para aplicaciones estándar, y más alto para necesidades específicas.

• Códigos de diseño: Los recipientes deben diseñarse y fabricarse de acuerdo con normas reconocidas como ASME BPVC Sección X (para FRP) o ASME Sección VIII (para recipientes a presión metálicos).

B. Dimensionamiento y capacidad

• Caudal: El diámetro del recipiente debe dimensionarse para manejar el caudal de servicio requerido del sistema (galones por minuto - GPM, o metros cúbicos por hora - m³/h). Un recipiente sobredimensionado puede provocar canalización; un recipiente subdimensionado causa una alta caída de presión y un funcionamiento ineficiente.

• Profundidad y volumen del lecho: La cantidad de medio (resina, carbón, etc.) es fundamental.

  • Para los suavizadores, la capacidad se calcula en función de granos de eliminación de dureza requeridos entre los ciclos de regeneración.

  • Para los filtros de carbón, el Tiempo de contacto del lecho vacío (EBCT) es crucial (típicamente 5-10 minutos) para asegurar una eliminación efectiva del cloro. Esto determina el volumen mínimo del lecho para un caudal dado.

C. Sistema interno de distribución y recogida

• Bajante: El sistema inferior que recoge el agua filtrada mientras retiene el medio. Los tipos comunes incluyen:

  • Filtros (Cesta/Lateral): Más comunes. El número y el tamaño de la ranura (por ejemplo, 0,2 mm para la resina suavizante) son críticos para evitar la pérdida de medio.

  • Conjuntos de cabezal-lateral: Proporcionan una distribución de flujo muy uniforme.

• Distribuidor superior: Asegura que el agua entrante se distribuya uniformemente sobre toda la sección transversal del lecho de medios para evitar la canalización.

D. Controles y válvulas

• Tipo de válvula:

  • Válvula multipuerto: Una válvula única manual o automática que dirige el flujo para servicio, retrolavado, enjuague y regeneración.

  • Sistema de válvulas totalmente automático: Utiliza un grupo de válvulas accionadas individuales (mariposa, diafragma) controladas por un PLC. Esta es la opción preferida para sistemas industriales y farmacéuticos complejos debido a un mejor control, registro de datos y capacidades de integración.

• Controlador: Un controlador de sistema automático gestiona el tiempo y la secuencia de los ciclos de servicio y regeneración en función de tiempo, volumen de agua producido o retroalimentación de la calidad del agua.

3. Tabla resumen: Factores clave de selección

Conclusión:

La selección de recipientes de pretratamiento es un equilibrio entre deber químico (qué hay que eliminar), requisitos hidráulicos (flujo y presión), y necesidades operativas (manual vs. automatizado). Para los sistemas farmacéuticos, asegurar que los recipientes estén construidos con materiales certificados, tengan la documentación adecuada y formen parte de un sistema validado es primordial. El objetivo es crear una etapa de pretratamiento fiable y mantenible que proporcione un agua de alimentación consistente y de alta calidad a las unidades de purificación primarias.