Soluciones innovadoras para el tratamiento del agua de purga de torres de refrigeración

Purga de la torre de refrigeración  – ¿De qué se trata todo esto?

Las torres de refrigeración se utilizan ampliamente en muchas industrias, como la generación de energía, la refinería de petróleo, el procesamiento químico, los semiconductores y muchas otras. Estas torres ayudan a eliminar el calor generado por diversos procesos de la planta mediante la evaporación del agua. A medida que el agua se evapora, los minerales y las impurezas disueltas en ella permanecen, volviéndose más concentrados. Por consiguiente, las torres de refrigeración deben purgar una parte del agua que circula por la torre y tratar o desechar este flujo de agua concentrada.

Purgado de torres de refrigeración: ¿cómo se gestiona?

En algunos casos, cuando la normativa lo permite, la purga de las torres de refrigeración puede gestionarse mediante su vertido a una fuente de agua superficial cercana o, alternativamente, a las plantas de tratamiento de aguas residuales locales. Estas son probablemente las soluciones más rentables. Sin embargo, en la mayoría de los casos, las estrictas directrices de los organismos reguladores estatales relativas al vertido al medio ambiente del agua de purga de las torres de refrigeración no lo permiten. Las impurezas tales como sulfatos, sólidos totales disueltos (TDS, por sus siglas en inglés), cloruros, contenido orgánico, fosfatos y otros contaminantes deben desecharse para que sea posible dicho vertido. Debido a esto, se aplican otros métodos de desechado, como estanques de evaporación o inyección en pozos profundos. Estas soluciones son caras de construir, mantener y administrar. Cuanto mayor sea el flujo de purga, mayor será el coste de desechado.

Las ventajas de una gestión eficaz de la purga de torres de refrigeración

Debido a lo anterior, las plantas que utilizan torres de refrigeración buscan continuamente formas de minimizar el tamaño del flujo de purga en la medida de lo posible y de tratar la purga para que el agua pueda recircularse y reutilizarse como agua de reposición de la torre.

Además de reducir la capacidad del flujo de purga y minimizar los costes de desechado, la escasez de agua es cada vez más crítica en muchas regiones del mundo. Los reguladores estatales suelen dar prioridad a los usuarios públicos, lo que reduce el agua disponible para fines industriales y puede afectar negativamente a la flexibilidad operativa y los planes de expansión de una planta. Por lo tanto, tratar el agua de purga o de reposición para recuperar agua limpia se convierte en una estrategia crucial. El tratamiento del agua de purga de la torre de refrigeración permite reciclar el agua de purga tratada y devolverla a la torre de refrigeración como agua de reposición de alta calidad. Este proceso aumenta los ciclos de concentración de la torre de refrigeración, lo que reduce drásticamente el consumo de agua de purga y de reposición. En última instancia, esta estrategia no solo proporciona la capacidad adicional de agua necesaria para una mayor flexibilidad operativa, sino que también reduce significativamente la dependencia de fuentes de agua externas.

Además, aumentar los ciclos de concentración y reciclar el agua tratada de la corriente de purga puede reducir potencialmente los costes de los productos químicos para el tratamiento del agua de reposición, si se aplican. 

Retos en el tratamiento de purga de torres de refrigeración 

El purgado de la torre de refrigeración contiene altas concentraciones de sales poco solubles, lo que supone un reto importante en términos de recuperación y a menudo conlleva elevados gastos operativos para la mayoría de las tecnologías de tratamiento. Uno de los principales retos de las tecnologías de membranas es la formación de depósitos como yeso, carbonato cálcico y sílice en las membranas. Estos depósitos pueden obstaculizar gravemente la eficiencia y eficacia del proceso de tratamiento.

Además, las incrustaciones y las bioincrustaciones son un problema importante en el tratamiento de la purga de las torres de refrigeración. Esto resulta especialmente problemático para las tecnologías basadas en membranas, ya que el contenido orgánico relativamente alto del agua y el crecimiento biológico pueden reducir drásticamente el rendimiento y la longevidad de las membranas. La gestión de las incrustaciones y las bioincrustaciones es fundamental para mantener una funcionalidad óptima y evitar costosos tiempos de inactividad o mantenimiento.

Tecnologías existentes: ¿por qué no son suficientes?

Las soluciones existentes diseñadas para abordar estos retos del tratamiento del agua, incluyendo la ósmosis inversa (RO) o la RO multietapa, a menudo tienen dificultades para alcanzar el rendimiento deseado. Por lo general, estas tecnologías ofrecen bajas tasas de recuperación, alrededor del 50 al 60 % en una configuración de una sola etapa, y son vulnerables a problemas como el exceso de yeso, la deposición de sílice y la bioincrustación. Además, una recuperación del 50 – 60 % suele ser insuficiente y sigue suponiendo un coste de desechado significativo para la planta, por lo que estas buscan soluciones que permitan una mayor recuperación. Aquellos que sí logran altos estándares de recuperación, aplican soluciones de ósmosis inversa junto con diversos tipos de tratamientos, como precipitación química, ablandamiento, electrocoagulación, EDR y otras combinaciones de tratamientos. Sin embargo, estos enfoques tienen un alto coste operativo y de capital.

Además, muchos de estos sistemas no mantienen un rendimiento constante cuando varía la calidad de la purga y, con frecuencia, generan una cantidad considerable de lodos, lo que agrava los problemas de desechado y manipulación.

Desalador MAX H2O de IDE:  una solución sostenible, rentable y con un alto grado de recuperación 

IDE desarrolló una tecnología basada en membranas, el desalador MAXH2O, que maximiza la recuperación de CTBD y reutiliza la mayor parte del agua tratada como agua de reposición. La tecnología contiene un sistema de ósmosis inversa de una sola etapa, con una unidad integrada de precipitación de sal. Esta tecnología funciona recirculando el CTBD a través del sistema de ósmosis inversa, seguido de un reactor de lecho fluidizado en el que se lleva a cabo una precipitación controlada de sales supersaturadas poco solubles.

Este proceso cíclico, que se produce en intervalos pequeños y controlados, permite una concentración y precipitación continuas de las sales que, de otro modo, limitarían la recuperación, y lo hace sin aumentar la formación de incrustaciones y bioincrustaciones en el interior de las membranas, lo que permite una recuperación extremadamente alta (tasas superiores al 95 %). Los subproductos generados contienen más del 90 % de sólidos, lo que permite un desechado fácil y rentable sin necesidad de procesos adicionales de minimización de lodos.  

El desalador MAX H2O se puede integrar como solución independiente aguas abajo para el tratamiento de purgas de torres de refrigeración, o como solución aguas arriba para un tratamiento completo con vertido líquido cero, con el fin de desechar cualquier vertido líquido de la planta. El desalador MAX H2O produce un permeado de alta calidad para su reutilización en procesos o para rellenar las torres, con el fin de cumplir con la normativa de vertidos o minimizar las unidades térmicas ZLD aguas abajo.

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Demostración del éxito en aplicaciones reales

En un estudio de caso reciente realizado en una central eléctrica de Chile, una unidad de demostración funcionó de forma continua durante 60 días, logrando una impresionante recuperación de agua del 93,5 %. Esta demostración del proceso IDE puso de manifiesto su solidez y fiabilidad para el tratamiento de purga de torres de refrigeración (CTBD).

Normalmente, con las tecnologías convencionales, la formación de incrustaciones en las membranas limita la recuperación a solo un 50 % aproximadamente. Sin embargo, con el desalador MAX H2O, logramos una tasa de recuperación significativamente mayor. Este avance presenta una solución viable que puede reducir sustancialmente los costes operativos y mejorar la eficiencia en la gestión de CTBD, no solo en centrales eléctricas, sino en diversos sectores industriales.

Descubra cómo ayuda MAX H2O a minimizar el consumo de agua en las centrales eléctricas.

¿La conclusión?

En un mundo cada vez más afectado por la escasez de agua, la gestión eficaz de la purga en los sistemas de torres de refrigeración supone un avance crucial para las plantas industriales. Al optimizar la recuperación de agua para alcanzar altos estándares de calidad, que a menudo superan la calidad del agua de reposición original, estos sistemas reducen significativamente la necesidad de extraer agua de fuentes externas. Esto no solo conserva recursos valiosos, sino que también reduce drásticamente los costes asociados con el desechado de residuos. 

En entornos donde las regulaciones son estrictas o donde las plantas están comprometidas con mejorar sus prácticas de sostenibilidad, el empleo de MAX H2O permite maximizar la eficiencia de la purga, impulsar la sostenibilidad, reducir los costes y proteger los recursos hídricos vitales de nuestro planeta.

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