Oportunidades de las redes para medición inteligente del agua

Cada vez más empresas están integrando soluciones ICT avanzadas en sus operaciones. Con mediciones de agua inteligentes se consigue ayudar en la identificación y reducción de pérdidas.

Las industrias de agua y aguas residuales, como muchas otras, están experimentando un proceso de transformación a través del uso de ICT y generación de datos en tiempo real. El propósito es incrementar las eficiencias operacionales y de gestión.

Sistema innovador de riego en el desierto de Israel

La sequía continuada en muchas partes del mundo está poniendo a prueba los sistemas de riego convencionales y los agricultores se enfrentan cada vez más a una escasez prolongada de agua. De ahí que proyectos innovadores como del que hablamos hoy son ejemplos interesantes de lo que se puede hacer para conseguir soluciones alternativas ante estas dificultades para disponer de agua en condiciones ambientales extremas.

Soluciones ante la escasez de agua en la industria minera

Al contrario que los sectores de la fabricación, las operaciones mineras son muy dependientes a la localización del mineral con opciones muy limitadas para adaptarse a la escasez de agua regional o impactos de calidad. Norteamérica, Australia, Chile y Sudáfrica dominan en la producción de mineral total, con operación a menudo en regiones con poca agua.

La escasez de agua crítica es ya un problema en muchas áreas donde los recursos minerales naturales son abundantes, creando un imperativo para las compañías mineras para considerar si comercializar agua, recuperar agua y reutilizar tecnologías.

Desalinización solar en Abu Dhabi con evaporación de salmuera

La Envrionment Agency Abu Dhabi (EAD) está desarrollando un proyecto para la ejecución de 30 plantas de desalinización solar a través del emirato. El proyecto piloto lanzado en Umm Al Zamool tiene previsto producir unos 1.100 galones de agua por hora – aproximadamente unos 6.600 galones al día. Cada planta genera alrededor de 35 kw por hora, haciendo un total de 1050 kwh.

Cada uno de los parques solares mide unos 300 m² y también impulsa el agua extraída de pozos subterráneos. Después de una filtración con membrana de ósmosis inversa, un sistema de irrigación luego bombea el agua limpia a una charca. La salmuera, o residuos de agua extraídos del proceso, se bombean a una charca de evaporación separada.

Bibliografía:  Solar powered desalination in Abu Dhabi with brine evaporation. Water & Wasterwater International February/March 2012

Palabras clave: Solar desalination plant, reverse osmosis membrane filtration

Guía técnica para el diseño de sistemas de tratamiento biológico de aguas residuales (6ª PARTE)

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Lecho compacto anaeróbico o filtro anaeróbico

El filtro anaeróbico es un proceso de tratamiento de aguas residuales biológico en film fijo en el que una matriz fija (medio de soporte) proporciona una superficie de fijación que soporta los microorganismos anaeróbicos en forma de un biofilm. El tratamiento ocurre cuando las aguas residuales fluyen hacia arriba a través de este lecho y los contaminantes disueltos son absorbidos por el biofilm. Los filtros anaeróbicos fueron los primeros sistemas anaeróbicos que eliminaron la necesidad de separación de sólidos y reciclaje proporcionando un alto SRT: ratio HRT. Varios tipos de material de soporte pueden ser utilizado, tales como plásticos, carbón activado granular (GAC), arena, polímeros de espuma reticulado, granito, cuarzo y piedra. Estos son usualmente partículas, materiales en láminas o moldeados que han sido producidos específicamente para la tarea, a menudo teniendo áreas de superficie excepcionalmente altas en ratios de volumen (400 m²/m³) y bajos volúmenes de huecos. Esta simplicidad y robustez del filtro anaeróbico, ej su resiliencia a cargas de choque y perturbaciones operacionales (ej. inhibidores de la tasa de caudal, pH), la hacen idealmente conveniente al tratamiento tanto de aguas residuales solubles diluidas como tratamiento de aguas residuales solubles de alta resistencia que pueden diluirse por reciclado.

Guía técnica para el diseño de sistemas de tratamiento biológico de aguas residuales (5ª PARTE)

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DISEÑO DE UN REACTOR ANAERÓBICO

El tratamiento anaeróbico de las aguas residuales ha existido como tecnología práctica en los últimos 100 años. Gradualmente se desarrolló desde un simple sistema de tanque séptico a reactores completamente controlados de alta tasa actualmente usados para tratar efluentes industriales complejos. En sistemas anaeróbicos, las poblaciones microbianas clave generalmente tienen una tasa de crecimiento reproductiva inferior a la de los reactores aeróbicos equivalentes. Esto requiere que el tiempo de retención del lodo sea mayor.

Sistema de recuperación de energía para plantas de desalinización

Flowserve ha equipado plantas de desalación desde hace más de medio siglo, y ha asumido que la energía es el mayor coste de operación de cualquier instalación de ósmosis inversa. Por ello, los equipos de alta eficiencia y, sobre todo los dispositivos de recuperación de energía, son fundamentales para hacer el proceso rentable.

Control y supervisión inteligente de sistemas de bombeo

La familia de productos Flowserve Intelligent Process Solutions (IPS) es un conjunto de tecnologías avanzadas que ayuda al usuario a gestionar los activos de planta, incrementando los tiempos de actividad y reduciendo los costes del ciclo de vida de los equipos. Flowserve ofrece soluciones de control avanzadas - cableadas e inalámbricas - para obtención de datos de forma permanente y analizar los activos vitales de la planta.

Guía técnica para el diseño de sistemas de tratamiento biológico de aguas residuales (4ª PARTE)

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Mezcla

La digestión anaeróbica metanogénica comprende un grado inherente de mezcla de la elevación continua de burbujas de metano dentro del reactor, sin embargo, esta mezcla natural es usualmente considerada limitante para la transferencia de masa eficiente. Consecuentemente, el contacto entre la materia orgánica y los microorganismos  pueden ser mejorados por una mezcla realzada, llevando a un rendimiento más alto del reactor. El nivel y tipo de mezcla también afecta la tasa de crecimiento y distribución de microorganismos dentro del lodo, disponibilidad del sustrato y tasas de utilización, formación de gránulos, y producción de gas. La mezcla puede realzarse usando:

Guía técnica para el diseño de sistemas de tratamiento de aguas residuales (3ª PARTE)

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FACTORES AMBIENTALES AFECTANDO LA DIGESTIÓN ANAERÓBICA

La degradación anaeróbica efectiva de materia orgánica requiere poblaciones sanas de grupos de bacterias relevantes trabajando en sinergia. En todos los procesos de tratamiento de aguas residuales, la retirada efectiva de contaminantes depende no solamente del potencial metabólico de los microorganismos, sino también de la existencia de condiciones ambientales convenientes para soportar estas actividades. En los procesos de tratamiento anaeróbicos, principalmente como resultado de la naturaleza crítica de las relaciones sintrópicas, las condiciones ambientales deben ser rigurosamente controladas. Factores tales como la composición de los nutrientes, temperatura, pH, mezcla, toxicidad e inhibición tienen que ser todas minuciosamente investigadas.

Guía técnica para el diseño de sistemas de tratamiento biológico de aguas residuales (2ª PARTE)

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Contactores biológicos rotatorios (RBCs)

Los contactores biológicos rotatorios consisten en una serie de discos de plástico circulares montados en un eje central y distanciados entre 1,5 – 2,5 cm. Normalmente el 40 % de la superficie de los discos está sumergida y rotan en un tanque conteniendo aguas residuales. Los microorganismos fijados rotan en el agua, donde la materia orgánica es adsorbida en el biofilm y fuera de las aguas residuales, donde se obtiene el oxígeno necesario para la conversión de la materia orgánica se obtiene por adsorción del aire. Así, la rotación proporciona aireación y la fuerza de corte que causa la caída del biofilm de la superficie del disco. La velocidad periférica en los discos no será menor que 0,3 m/s.

Guía técnica para el diseño de sistemas de tratamiento biológico de aguas residuales (1ª PARTE)

Tradicionalmente, las aguas residuales se han descargado directamente a los cauces de aguas públicas, y esto todavía se hace en algunos países industrializados, a la espera de su capacidad de auto-recuperación. Pero las aguas de arroyos y ríos no tienen suficiente capacidad y acaban sobrecargadas con materia orgánica y polución de nitrógeno, dando como resultado un estado crónico de degradación. En la mayoría de los casos, es necesario el tratamiento de aguas residuales antes de la descarga del efluente. Uno de los tratamientos más populares es el biológico que más o menos imita los procesos naturales de auto-purificación del agua, principalmente la degradación orgánica y la conversión del nitrógeno a través de la acción bacteriana. Esto puede hacerse mediante microorganismos fijados o suspendidos, dando lugar a dos familias principales de procesos de tratamiento de aguas residuales. (a) Procesos de film fijado, representado por el filtro de goteo, y los procesos de crecimiento suspendido, tal como el lodo activado.

En primer lugar, debemos recordar que la ingeniería de estos procesos naturales en un proceso de tratamiento de aguas residuales biológico debe satisfacer los siguientes criterios:

Guía práctica para la filtración eficiente de líquidos industriales (3ª PARTE)

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Filtros tubulares

Otro tipo de filtro autolimpiante es el filtro tubular, que consiste en un recipiente a presión y elementos filtrantes tubulares. Los tubos son cubiertos con tejido, fieltro o malla. Al final del ciclo de filtración, estos filtros tubulares descargan el cake del filtro soplando hacia atrás el cake del filtro del elemento tubular o con un retro lavado que descarga el cake del filtro en forma de lechada. La limitación de los filtros tubulares es la capacidad del cartucho del filtro.

Guía práctica para la filtración eficiente de líquidos industriales (2ª PARTE)

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3) MEDIO DE FILTRACIÓN

Los ensayos de laboratorio también ayudan a determinar el tipo de medio de filtración necesario para ser colocado sobre los elementos del filtro. Los elementos del filtro consisten en un medio poroso o grueso abierto que soporta el medio de filtración. Los tipos de medios de filtración disponibles son:

Guía práctica para la filtración eficiente de líquidos industriales (1ª PARTE)

La filtración de líquidos es un proceso necesario en muchas actividades de ingeniería por varios motivos. Industria, agricultura, minería, petroquímica,…; todos los sectores requieren manipular líquidos y en muchas ocasiones las materias primas contienen impurezas que requieren ser retirados al comienzo del proceso. Una vez que se mezclan líquidos para producir la lechada del del proceso, el licor madre puede tener líquidos que deben extraerse. También pueden formarse líquidos no deseados a partir de reacciones químicas en un proceso de producción de líquidos. Todos estos procesos requieren incorporar elementos de filtración.

Nueva tecnología de muy bajo consumo energético para separar sólidos de líquidos

Ingenieros de Algaventure Systems han desarrollado un sistema para separar líquidos de sólidos y semisólidos con muy bajo consumo energético.

El proceso se ha desarrollado estudiando la forma de disminuir los costes al cosechar y eliminar agua en microalgas, pero el sistema de separación puede utilizarse para muy diversas aplicaciones como el deshidratado de residuos alimenticios, efluentes de digestores anaeróbicos, etc.

Nuevo método atractivo para quitar el arsénico del agua

Un equipo de investigadores coreanos ha descubierto un compuesto magnético basado en óxido de grafeno reducido que tiene una excelente capacidad para eliminar arsénico del agua potable. Segçun los investigadores el compuesto consigue eliminar casi un 99.9 % del arsénico – dentro de 1 ppb – del agua. El compuesto magnetite-RGO (M-RO) es superparamagnético a temperatura ambiente. Empapa el arsénico disperso en el agua que luego se retira fácilmente con un imán permanente.

La desalinización solar como solución en regiones desérticas

La creciente escasez de agua a nivel global está provocando un incremento en el número de personas que obtienen este recurso vital del mar o de fuentes de agua salada en el interior. Según estimaciones de 2008, en el mundo se producían aproximadamente 12000 millones de galones de agua al día a partir de agua salada. La mayoría de estos proyectos se realizan en las naciones del Golfo Pérsico, pero también España, Francia, Italia y Grecia están apostando por la desalinización.

La tecnología de electrodeionización simplificada reduce los costes de operación

Dow Water and Process Solutions (DW & PS), ha desvelado un nuevo producto, la electrodeionización simplificada (EDI). La nueva versión del producto reduce los costes de operación en un 15 % comparado con su predecesor. El Dow Electrodeionization 310 Module (Dow EDI-310) puede ahorrar no solamente costes de operación, sino también costes de capital, mientras produce agua ultrapura con resistencia eléctrica de hasta 18 mega ohmios, la máxima teórica para la resistividad del agua.

Sistema de producción de agua ultra-pura para la mayor fábrica solar del mundo, en Malasia

SunPower ha seleccionado a GE para suministrar la SunPower-AUO joint venture solar cell fabrication plant en Malasia que cubre las necesidades de sus instalaciones de fabricación. La factoría es la fábrica de solar de silicio más grande del mundo y está lista para empezar a operar a finales de este año.

GE diseñará, suministrará e instalará un avanzado proceso de obtención de agua ultra pura (HERO).