Guía definitiva sobre el tratamiento del agua: todo lo que necesitas saber

Glosario de términos de tratamiento de agua (resumido en ocho áreas clave)

1. Agua cruda:Se refiere al agua natural no tratada o al agua del grifo municipal, también conocida como agua sin procesar.
2. Agua clarificada:Agua a la que se le han eliminado las impurezas suspendidas.
3. Agua desionizada:Agua de la que se han eliminado en gran medida los cationes y aniones, a menudo mediante métodos como destilación, electrodiálisis, ósmosis inversa o intercambio iónico.
4. TurbiedadIndica la turbidez del agua, causada por partículas en suspensión (incluidos los coloides), medida en NTU (Unidades Nefelométricas de Turbidez). Es un indicador clave de la claridad del agua y de su posible contaminación.
5. Floculante:Una sustancia química que hace que las partículas suspendidas en el agua se fusionen y se asienten.
6. Alcalinidad total:La concentración total de sustancias en el agua que pueden neutralizar ácidos fuertes.
7. Acidez:La concentración total de sustancias en el agua que pueden neutralizar bases fuertes.
8. Dureza:Se refiere a la concentración de iones metálicos específicos, generalmente calcio y magnesio, en el agua que pueden formar precipitados.
9. ConductividadLa capacidad del agua para conducir la electricidad entre dos electrodos paralelos separados por un centímetro. Refleja indirectamente la concentración de sal disuelta.
10. ResistividadIndicador de la resistencia del agua a la conducción eléctrica, generalmente medida en MΩ·cm. La resistividad es la inversa de la conductividad. Por ejemplo, si la conductividad del agua es de 0,2 µS/cm, su resistividad es de 5 MΩ·cm.
11. TDS (sólidos disueltos totales):La concentración de sustancias inorgánicas disueltas que quedan después de la filtración y evaporación, medida en ppm o mg/L. El TDS se correlaciona aproximadamente con la conductividad (por ejemplo, 1 ppm de TDS corresponde a aproximadamente 2 µS/cm de conductividad para el cloruro de sodio).
12. Valor de pHMedida de acidez o alcalinidad del agua, definida como el logaritmo negativo de la concentración de iones hidrógeno. Un pH de 7.0 es neutro; por debajo de 7.0 es ácido y por encima de 7.0 es alcalino.
13. Alcalinidad:La concentración de sustancias en el agua que pueden neutralizar los iones de hidrógeno, principalmente los iones carbonato, bicarbonato e hidróxido.
14. SDI (Índice de densidad de sedimentos):Una métrica que indica el nivel de sólidos suspendidos en el agua de alimentación utilizada en sistemas de ósmosis inversa.
15. Ozono:Una forma inestable y altamente reactiva de oxígeno producida naturalmente por los rayos o por la electricidad de alto voltaje, a menudo utilizada como oxidante y desinfectante.
16. Cloro residual:El cloro efectivo restante en el agua después de la desinfección durante un período determinado.
17. Recuento total de coliformesMedida de bacterias coliformes, incluyendo bacilos aeróbicos y anaeróbicos facultativos, gramnegativos y no esporulados que fermentan la lactosa a 37 °C en 24 horas, produciendo ácido y gas. El recuento se expresa como el número de coliformes por litro de agua.
18. Tasa de recuperación:La relación entre el flujo de agua del producto y el flujo de agua de alimentación en un sistema.
19. Tasa de rechazo de salIndicador del rendimiento de la membrana, típicamente superior a 971 TP3T para una membrana de ósmosis inversa de un solo paso. Se calcula como: (conductividad del agua de alimentación – conductividad del agua de producto) / conductividad del agua de alimentación.
20. Salinidad:También conocida como mineralización, la salinidad refleja la cantidad total de sales disueltas en el agua, medida como la suma de todos los cationes y aniones presentes.
21. SedimentaciónLa sedimentación es un método de tratamiento de aguas residuales que implica procesos físicos y químicos. La sedimentación física, la forma más común, utiliza la gravedad para separar los sólidos suspendidos del agua. Esto se debe a que las partículas suspendidas tienen una densidad diferente a la del agua, lo que provoca que se asienten o floten. La sedimentación química implica la adición de sustancias químicas a las aguas residuales, que reaccionan con las sustancias disueltas para formar compuestos insolubles que precipitan.
22. Agua tratadaEl agua tratada, también conocida como «agua regenerada» o «agua reciclada», se refiere a las aguas residuales procesadas para cumplir con estándares de calidad específicos para usos no potables. En términos de calidad, se encuentra entre el agua potable y las aguas residuales sin tratar. El agua regenerada puede utilizarse para riego, procesos industriales o refrigeración, pero no es apta para el consumo humano.
23. Contaminación orgánicaLa contaminación orgánica se refiere a sustancias orgánicas naturales como carbohidratos, proteínas, aminoácidos y grasas, así como a ciertos compuestos orgánicos sintéticos biodegradables. Se origina principalmente en aguas residuales domésticas y efluentes industriales.
24. Polarización por concentraciónLa polarización de la concentración ocurre durante la ósmosis inversa cuando la sal se concentra en la superficie de la membrana, creando un gradiente de concentración. Si el caudal es bajo, la alta concentración de sal en la superficie de la membrana dificulta la difusión, lo que afecta la eficiencia del sistema.
25. Sólidos suspendidos (SS)Los sólidos en suspensión se refieren a partículas sólidas, incluyendo materiales inorgánicos y orgánicos, limo, arcilla y microorganismos, suspendidas en el agua. La concentración de sólidos en suspensión es un indicador de la contaminación del agua y se mide secando el residuo que queda en un papel de filtro a temperaturas entre 103 y 105 °C. La unidad es mg/L.
26. AireaciónLa aireación es el proceso de transferencia de oxígeno (O₂) del aire al agua para favorecer la actividad microbiana. Es esencial para proporcionar oxígeno disuelto a microorganismos, como los lodos activados, y así facilitar sus procesos metabólicos.
27. Demanda bioquímica de oxígeno (DBO)La DBO se refiere a la cantidad de oxígeno disuelto que consumen los microorganismos para descomponer la materia orgánica en el agua en condiciones específicas. Se mide comúnmente durante cinco días a 20 °C (DBO5) y se expresa en mg/L.
28. Demanda química de oxígeno (DQO)La DQO mide la cantidad de oxígeno necesaria para oxidar compuestos orgánicos en aguas residuales utilizando un oxidante fuerte en condiciones controladas. El dicromato de potasio se utiliza típicamente como agente oxidante y el resultado se expresa en mg/L.
29. Golpe de arieteEl golpe de ariete, también conocido como choque hidráulico, se produce cuando se produce un cambio repentino en el caudal de agua, como cuando una válvula se cierra bruscamente o una bomba se detiene repentinamente. Esto provoca una fluctuación rápida de la presión, que puede dañar tuberías y equipos.
30. AdsorciónLa adsorción es un proceso mediante el cual se eliminan los contaminantes de las aguas residuales mediante un material sólido poroso. Los contaminantes son atraídos y retenidos en la superficie del adsorbente, purificando eficazmente el agua.
31. EnzimasLas enzimas son catalizadores biológicos producidos por organismos vivos. Compuestas principalmente por proteínas, aceleran las reacciones bioquímicas y desempeñan un papel fundamental en los procesos biológicos.
32. Aguas residualesLas aguas residuales se refieren al agua contaminada por la actividad humana, incluyendo desechos domésticos, industriales y agrícolas. Es agua que ha sido utilizada y ya no es apta para su propósito original.
33. Tratamiento de aguas residuales: Tratamiento de aguas residuales Implica el uso de diversos métodos y tecnologías para eliminar los contaminantes de las aguas residuales, haciéndolas aptas para su vertido o reutilización. El objetivo es separar los contaminantes, reciclar materiales aprovechables o convertirlos en sustancias inocuas.
34. Reutilización de aguas residualesLa reutilización de aguas residuales se refiere al proceso de tratamiento de aguas residuales a un estándar que permite su reutilización en aplicaciones industriales o domésticas, como riego, refrigeración o usos no potables. Esto también se conoce como recuperación de agua.
35. EscalaLas incrustaciones se forman cuando la calidad del agua es deficiente, lo que con el tiempo provoca la formación de depósitos sólidos en las superficies de intercambio de calor. Esto ocurre cuando los minerales disueltos en el agua se precipitan y se adhieren a las superficies, lo que afecta la eficiencia del equipo.
36. LodoLos lodos consisten en partículas sólidas suspendidas o sedimentadas en el agua, como sedimentos o residuos de procesos químicos. Se forman durante los procesos de tratamiento de agua y requieren una eliminación adecuada o un tratamiento posterior para evitar el impacto ambiental.
37. Hierro, manganeso y aluminioPequeñas cantidades de hierro, manganeso y aluminio pueden causar decoloración, incrustaciones y mal olor en el agua. El hierro, en su forma reducida, es soluble en agua, pero se oxida al entrar en contacto con el aire, formando partículas insolubles que pueden obstruir las membranas y causar incrustaciones.
38. Agua purificadaEl agua purificada es agua filtrada para eliminar contaminantes, como sales y electrolitos débiles como la sílice y el dióxido de carbono. El contenido total de sólidos disueltos (TDS) suele ser inferior a 1,0 mg/L y la conductividad es inferior a 3 µS/cm.
39. Agua ultrapuraEl agua ultrapura es agua que ha eliminado casi todos los sólidos disueltos y las impurezas, incluyendo coloides, gases, materiales orgánicos e iones. Se utiliza en industrias de alta precisión como la fabricación de semiconductores. Su TDS es inferior a 0,1 mg/L y su conductividad es inferior a 0,1 µS/cm.
40. Agua destiladaEl agua destilada se produce calentándola para generar vapor y luego condensándola de nuevo a líquido. El agua destilada suele tener una conductividad de unos 10 µS/cm. El agua redestilada, obtenida mediante múltiples destilaciones, puede tener una conductividad de hasta 1 µS/cm.
41. Inhibidor de incrustacionesUn inhibidor de incrustaciones es un agente químico que dispersa sales inorgánicas insolubles en agua, previniendo o interrumpiendo la precipitación y la formación de incrustaciones en superficies metálicas. Ayuda a mantener la eficiencia de transferencia de calor de los equipos metálicos al reducir la formación de incrustaciones.
42. Resina de intercambio iónico: Resinas de intercambio iónico Son polímeros insolubles de alto peso molecular con grupos funcionales capaces de intercambiar iones. Generalmente en forma esférica, estas resinas facilitan el intercambio de iones entre el agua y la resina, lo que las hace eficaces en los procesos de tratamiento de agua.
43. IonUn ion es un átomo o molécula que ha ganado o perdido uno o más electrones, dando lugar a una partícula cargada. Este proceso, conocido como ionización, ocurre cuando los átomos alcanzan una configuración electrónica estable, típicamente con 8 electrones en su capa externa (o 2 en el caso del helio). Los iones se clasifican en cationes (carga positiva) o aniones (carga negativa), y se combinan para formar compuestos neutros, como el cloruro de sodio, compuesto por iones de sodio y cloruro.
44. Tasa de producción de aguaLa tasa de producción de agua, o flujo, se refiere a la cantidad de agua que pasa a través de una membrana de ósmosis inversa por unidad de tiempo. Se expresa típicamente en toneladas por hora (t/h) o galones por día (g/d).
45. Electrodesionización (EDI): Electrodesionización (EDI) Es una tecnología avanzada de purificación de agua desarrollada en la década de 1990 que combina la electrodiálisis y las técnicas de intercambio iónico. La EDI utiliza membranas de intercambio iónico para transportar selectivamente los iones y resinas de intercambio iónico para eliminarlos aún más mediante un campo eléctrico de corriente continua (CC). Este proceso produce agua ultrapura de forma eficaz mediante la eliminación de sales disueltas y la regeneración de la resina sin necesidad de productos químicos ácidos o alcalinos.

Explicación del proceso básico de tratamiento de agua pura

➣Filtración gruesa

La filtración gruesa se refiere a la filtración mecánica diseñada para eliminar sólidos en suspensión, coloides, turbidez, color y olores del agua. Los métodos comunes incluyen tanques de clarificación, filtros de arena rápidos, filtros multicapa, filtros de carbón activado, filtros de disco y filtros de fibra de alta eficiencia.

➣Filtración fina

La filtración fina utiliza membranas filtrantes especializadas de mayor precisión. Entre los tipos más comunes se encuentran las membranas de microfiltración y los cartuchos filtrantes.

➣Ultrafiltración

Ultrafiltración Es un proceso de filtración por membrana que elimina moléculas grandes, coloides, bacterias y otros contaminantes. Es muy eficaz filtrando partículas, pero no elimina los iones del agua, lo que la hace inadecuada para la desalinización. 

La ultrafiltración se utiliza habitualmente como pretratamiento para la ósmosis inversa o como postratamiento en algunos sistemas. Funciona mediante flujo tangencial y filtración por presión, separando las partículas según su tamaño molecular. 

El tamaño de los poros de membranas de ultrafiltración Su tamaño varía de 0,002 a 0,1 micras. Elimina coloides, sólidos en suspensión, compuestos orgánicos macromoleculares, bacterias, virus y protozoos, permitiendo el paso de moléculas más pequeñas y sustancias disueltas.

➣Ósmosis inversa (OI)

Ósmosis inversa (OI) Es una tecnología de separación por membrana desarrollada en la década de 1960. Funciona aplicando alta presión al agua cruda, forzándola a pasar a través de una membrana semipermeable, que separa el solvente de los solutos, y el agua pasa de una concentración alta a una concentración baja. 

La ósmosis inversa (OI) elimina bacterias, virus, coloides, compuestos orgánicos y más de 981 TP³T de sales disueltas. Es conocida por sus bajos costos operativos, facilidad de uso, alta automatización y calidad estable del agua. En comparación con otros métodos de tratamiento de agua, la OI ofrece varias ventajas distintivas y se utiliza ampliamente en diversas industrias.

Beneficios clave de la ósmosis inversa:

• Opera a temperatura ambiente utilizando un método físico sin cambios de fase para desalinizar y purificar el agua.
• Las últimas membranas compuestas ultrafinas pueden alcanzar tasas de desalinización superiores al 99,51 TP3T y también eliminar coloides, compuestos orgánicos, bacterias y virus.
• El tratamiento del agua depende de la presión, lo que lo convierte en uno de los métodos más eficientes energéticamente.
• No requiere grandes cantidades de productos químicos ni tratamientos de regeneración ácido/base, por lo que no produce vertidos de residuos químicos ni contaminación ambiental.
• Los sistemas de ósmosis inversa pueden funcionar de forma continua, son fáciles de mantener y proporcionan una calidad de agua del producto estable.
• Un alto nivel de automatización reduce los esfuerzos laborales operativos y de mantenimiento.
• Ahorro de espacio y con un tamaño reducido.
• Versátil en el manejo de diversas calidades de agua, incluida agua salobre, agua de mar y agua dulce de baja salinidad.

➣Intercambio iónico

Intercambio iónico Implica la sustitución de iones del agua por los de resinas de intercambio iónico. En el proceso de intercambio catiónico, los cationes del agua se sustituyen por iones de hidrógeno, mientras que en el de intercambio aniónico, los aniones se sustituyen por iones de hidróxido. 

A sistema de intercambio iónico de lecho mixto Combina resinas catiónicas y aniónicas en la misma columna, ofreciendo una calidad de agua superior a la de lechos catiónicos y aniónicos separados. El sistema de lecho mixto produce agua de alta pureza neutralizando inmediatamente los iones intercambiados, lo que resulta en una conductividad muy baja y un agua extremadamente pura.

➣Electrodesionización (EDI)

La EDI es una tecnología avanzada de tratamiento de agua que combina la electrodiálisis y el intercambio iónico para lograr la desionización sin el uso de productos químicos para la regeneración. El sistema utiliza campos eléctricos para impulsar la migración de iones a través de membranas de intercambio iónico, produciendo continuamente agua de alta pureza. La EDI ofrece las siguientes ventajas:

• Puede producir continuamente agua ultrapura cumpliendo estándares de calidad específicos.
• No requiere regeneración química, por lo que es respetuoso con el medio ambiente y no produce residuos químicos.
• Diseño compacto, requiriendo menos espacio, con bajos costos de operación y mantenimiento.
• Los sistemas EDI se ponen en servicio previamente antes del envío, lo que hace que la instalación y la puesta en marcha sean fáciles.
• La operación es sencilla, requiere poca intensidad de mano de obra y requisitos mínimos de capacitación.

Fabricantes de membranas comunes para el tratamiento del agua

-Membranas de ultrafiltración (UF)

• KOCH (Estados Unidos)
• Norit (Países Bajos)
• Membrana Huaneng de Shanghai (China)

-Membranas de ósmosis inversa (OI)

• Hydranautics (EE. UU.)
• Dow (Estados Unidos)
• KOCH (Estados Unidos)
• General Electric (GE) (EE. UU.)
• Toray (Japón)
• Sepro (Corea del Sur)

-Electrodesionización (EDI)

• General Electric (GE) – E-CELL (EE. UU.)
• IONPURE (EE. UU.)
• Electropure (EE. UU.)
• CANPURE (Canadá)
• Zhejiang Dongda (China)

NEWater, como fabricante, proveedor y proveedor profesional de soluciones para equipos de tratamiento de agua, se compromete a garantizar la calidad de sus productos y a mantener una sólida reputación en el sector. Colaboramos con marcas de renombre internacional para mejorar aún más nuestra oferta.

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Procesos comunes de tratamiento de agua

💧El agua subterránea como agua cruda

Filtro de arena + Filtro de precisión + Ósmosis inversa (OI) + Lecho mixto o EDI

💧Agua del grifo municipal como agua cruda

Filtro de arena + Filtro de carbón activado + Filtro de precisión + RO + Lecho mixto o EDI

💧Agua superficial como agua cruda

• Opción 1: Filtro multimedia + Filtro de carbón activado + Filtro de precisión + RO + Lecho mixto o EDI
• Opción 2: Filtro multimedia (u otros métodos de filtración) + Ultrafiltración + Filtro de precisión + RO + Lecho mixto o EDI
• Opción 3: Filtro de disco + Ultrafiltración + Filtro de precisión + RO + Lecho mixto o EDI