AWC Ayuda a Eliminar las Incrustaciones de Sílice en el Sistema de RO con Agua de Alimentación de Alto Contenido de Hierro

Una planta de tratamiento de agua de 6 MGD en el sur de Texas emplea 6 trenes de ósmosis inversa que operan al 75% de recuperación. La instalación se puso en servicio en 2004 y estaba corriendo con fluidez. En 2006, al entrar en vigencia la nueva Norma de Arsénico de la EPA y el agua tratada ya no cumplía con las normas. Se implementó la cloración del agua de alimentación para oxidar el As (III) a As (V) para mejorar el rechazo de la membrana. La planta, que extraía agua salobre del Acuífero de la Costa del Golfo, experimentó una gran mejora en el rechazo de arsénico, pero también comenzó a experimentar un ensuciamiento más frecuente en la membrana.

La cloración también resultó en la oxidación de Fe (II) a Fe (III) y el ensuciamiento por hierro se convirtió en un problema habitual en los filtros de cartucho y las membranas. La frecuencia de limpieza también aumentó de cada 4-5 meses a 1-2 meses a fines para finales del 2011. Se observó un aumento en la presión diferencial normalizada (∆P) y una disminución en el flujo de permeado normalizado (NPF) inmediatamente después de la limpieza.

Una revisión de los datos determinó que las limpiezas de pH moderadamente alto seguidas de limpiezas de pH bajo fueron efectivas para revertir las crecientes diferencias de presión (∆P) en ambas etapas. Sin embargo, el flujo de permeado normalizado (NPF) tenía una tendencia descendente irreversible con el tiempo. Ambas etapas estaban experimentando incrustaciones / ensuciamiento con la segunda etapa siendo más severa.

Un análisis del depósito rojo pesado que cubría los filtros de cartucho de pretratamiento arrrojo que el ensuciamiento consistía principalmente en sales de hierro y un ensuciamiento biológico significativo.

Esto fue una indicación de que el problema de las incrustaciones comenzó antes que las membranas. Por tanto, una solución eficaz tenía que incluir el control de las sales férricas ya precipitadas.

Una autopsia de membrana encontró incrustaciones de hierro, incrustaciones de sílice, sólidos en suspensión e incrustaciones biológicas en los elementos de la cola de la segunda etapa. Dado que las concentraciones de agua de alimentación no se consideraron demasiado altas, se realizó un estudio en profundidad para identificar la causa de la formación de incrustaciones de sílice. Esto incluyó una revisión de la calidad del agua, simulaciones de laboratorio ROSSEP, estudios de limpieza y, finalmente, una prueba de limpieza y antiincrustante a gran escala en la planta.

Se compararon dos análisis de agua actualizados con un análisis de agua realizado 7 años antes. Se encontró que la mayoría de los parámetros tomados en 2005 eran muy similares a los resultados del 2012. Sin embargo, pareció haber un aumento significativo tanto en la alcalinidad como en la sílice. La concentración de sílice en la alimentación fue casi el doble del valor medido en 2005. También se detectó ortofosfato en la muestra de agua de alimentación recolectada en 2012, aunque el análisis anterior no incluyó resultados para ortofosfato. La presencia de cantidades incluso bajas de fosfato a pH neutro podría ser problemática debido a la solubilidad extremadamente baja del hidroxifosfato férrico.

Aunque los niveles de sílice habían aumentado, se calculó que la sílice en la corriente de rechazo estaba en el rango de 140-150 ppm. Estas concentraciones de sílice no suelen considerarse excesivas. Sin embargo, la sílice se adsorbe en las superficies que contienen hidróxido y la presencia de un precipitado de hidróxido férrico catalizará la polimerización de la sílice y permitirá que los polímeros de sílice se adhieran a la superficie de la membrana.

Las simulaciones de laboratorio de ROSSEP reconstruyeron la calidad promedio del agua a partir de los análisis del agua para determinar el mejor producto antiincrustante y la mejor dosis. Se encontró que AWC Megaflux® AF era el único producto de los antiincrustantes disponibles comercialmente probados para controlar eficazmente la incrustación.

Finalmente, un estudio de limpieza encontró que el desempeño de la membrana podría recuperarse con el uso de un limpiador de sílice más agresivo, AWC C-236. Se recomendó un tiempo de limpieza mínimo de 4-6 horas para la limpieza de pH alto para eliminar sustancialmente la sílice de la superficie de la membrana. La limpieza de pH bajo no mejoró más la productividad de la membrana, pero fue beneficiosa para recuperar el rechazo de sal perdido después de la limpieza de pH alto.

El flujo de permeado no se recuperó a los resultados de la prueba húmeda del fabricante debido al envejecimiento y compactación de la membrana. Sin embargo, los resultados aún se encontraban dentro de las especificaciones mínimas del fabricante.