¿Cómo elegir bombas dosificadoras para el tratamiento de aguas residuales?

Sin duda, cada tecnología de bombeo puede proporcionar una serie de opciones y ventajas a los técnicos de plantas de tratamiento de aguas residuales, el reto es saber cómo elegir qué bombas dosificadoras son las mejores para cada aplicación de dosificación de productos químicos para el tratamiento de dichas aguas residuales.

A primera vista, el tratamiento de las aguas residuales puede parecer sencillo. El agua sucia pasa por una instalación de tratamiento de aguas residuales, donde se eliminan las impurezas o partículas contaminantes. Una vez que el agua ha alcanzado un nivel predeterminado de depuración, se libera al medio ambiente o se envía para su reutilización.

Productos químicos y bombas dosificadoras para el tratamiento de aguas residuales

En realidad, el tratamiento de las aguas residuales es un proceso complicado que implica pasos críticos que deben ser realizados según criterios exactos por equipos altamente técnicos. El sistema sólo es eficaz cuando se utilizan los productos químicos adecuados para tratar el agua, y estos productos químicos pueden abarcar una amplia gama de niveles de pH, viscosidades, compatibilidades de materiales y características de manipulación.

A continuación se describen algunos de los productos químicos más utilizados en aplicaciones de tratamiento de aguas residuales ,sus características y cómo influyen en las bombas dosificadoras.

Hipoclorito sódico

Ampliamente conocido como lejía, este líquido es el más utilizado para la desinfección en la salida de la depuradora. Este producto químico es uno de los más difíciles de manipular porque corroe los metales con los que entra en contacto y no puede mezclarse ni almacenarse con amoníaco ni con otros ácidos, productos orgánicos y agentes reductores utilizados en las plantas de tratamiento.

También es difícil por su tendencia a desprender gases, lo que puede hacer que las bombas dosificadoras se desceben. Para evitarlo, existen válvulas de ventilación especiales para bombas de membrana. También pueden utilizarse bombas peristálticas, que no permiten que se produzca este fenómeno.

Ácido sulfúrico

Utilizado para ajustar el pH, este producto químico se suministra concentrado o diluido. En las partes en contacto con el ácido hay que evitar el uso de metales, pues sufrirían rápidamente de corrosión. Deben emplearse materiales plásticos como el PVC o el PVDF.

Hidróxido de sodio o sosa cáustica: 

Este producto químico, que también se utiliza para ajustar el pH, se suele suministrar en concentraciones del 25 al 50%. Los elastómeros de las bombas dosificadoras como el Viton (un material utilizado a menudo para las juntas tóricas de las bombas dosificadoras) no son compatibles con el hidróxido de sodio, por lo que requieren otros materiales como el EPDM o el PVDF.

Especialmente en soluciones de alta concentración, este producto químico tiende a cristalizar en la bomba si ésta permanece inactiva durante un periodo de tiempo. Las válvulas o los cabezales de bomba especiales pueden ayudar a resolver este problema. Alternativamente, sería necesario un mantenimiento frecuente de estos elementos.

Bisulfito sódico

Es uno de los agentes decloradores más utilizados en el tratamiento del agua. Normalmente se necesita un mezclador para mantener este producto químico en solución en el depósito de suministro de la bomba dosificadora. Los materiales adecuados para este producto químico son los plásticos, como el PVC y el PVDF, y los metales, como el acero inoxidable AISI 316.

Polímero en emulsión

Alimentado como floculante para ayudar al equipo de deshidratación de fango dentro de una instalación de tratamiento de aguas residuales, este producto químico es extremadamente viscoso. A menudo se requieren bombas de diafragma con diseños de cabezal de alta viscosidad, bombas de pistón o bombas peristálticas.

El papel técnicos de planta

Al enfrentarse a múltiples productos químicos con características únicas de manipulación y aplicación, los operarios de planta deben estar seguros de haber seleccionado las tecnologías de bombas dosificadoras adecuadas para sus aplicaciones de dosificación.

Dado que no existe una solución única para todos los casos, el establecimiento de la operación de manipulación de productos químicos más eficiente, eficaz y segura en el tratamiento de aguas residuales probablemente requiera el uso de diferentes tipos de tecnologías de bombeo, todas las cuales aportan su propio conjunto de beneficios a la operación.

Principales bombas dosificadoras para el tratamiento de aguas residuales

Existen cuatro tecnologías principales. Los operadores de las plantas pueden optimizar las operaciones seleccionando la mejor combinación de estas opciones.

A continuación se describen cuatro tecnologías de bombeo que, si se aplican correctamente, pueden desempeñar un papel clave en una operación optimizada de tratamiento de aguas residuales.

1. Bombas dosificadoras mecánicas de membrana

Las bombas dosificadoras de membrana accionadas mecánicamente son fáciles de implementar y operar, lo que las convierte en una alternativa atractiva para muchas aplicaciones. Suelen tener un coste inicial más bajo que otros diseños de bombas dosificadoras accionadas por motor, especialmente a caudales más altos, pero pueden tener costes de funcionamiento más elevados.

Dado que la membrana está unida al pistón para un retorno positivo, normalmente ayudado por un muelle, estas bombas ofrecen una excelente capacidad de elevación por aspiración y pueden manejar líquidos que desprenden gases, como el hipoclorito sódico, y productos químicos más viscosos.

La capacidad de presión de descarga de estas bombas es algo limitada, ya que muchas tienen una presión máxima de 7 a 10 bares. La precisión suele ser de +/- 2%.

Generalmente no se ofrecen con una válvula de seguridad incorporada, por lo que suele ser necesaria una válvula de seguridad externa para evitar daños a la bomba en una situación de sobrepresión.

2. Bombas dosificadoras de membrana hidráulica

Como bomba de bajo mantenimiento diseñada para 20 años de servicio, las bombas dosificadoras de membrana de accionamiento hidráulico son ideales para funcionar en las condiciones más duras de manipulación de productos químicos. Su longevidad y mínimos requisitos de mantenimiento son posibles porque la mayoría de sus piezas móviles están sumergidas en un baño de fluido hidráulico y porque la membrana está equilibrada hidráulicamente.

Hidráulicamente equilibrada significa que el fluido hidráulico está en el lado del aceite de la membrana, mientras que el producto químico que se bombea está en el otro lado (lado húmedo o de proceso) de la membrana. El pistón, interno a la bomba, empuja el aceite contra la membrana, pero nunca entra en contacto directo con ella. Estas bombas son capaces de bombear con contra presiones extremadamente altas, por lo que las líneas de impulsión largas no son un problema.

Las bombas de membrana hidráulica están equipadas con una válvula de alivio interna ajustable que evita una situación de sobrepresión, que podría dañar la bomba. También ofrecen una precisión de dosificación de +/- 1%.

3. Bombas dosificadoras electromagnéticas

Las bombas dosificadoras accionadas por solenoide o electroimán son una opción económica en las operaciones de tratamiento de aguas residuales para aplicaciones de dosificación de productos químicos a bajo caudal/baja presión. Suelen estar disponibles hasta un máximo de unos 100 litros por hora. A esas capacidades, las presiones máximas son inferiores a 1 bar.

Para caudales bajos (3-4 l/h) pueden alcanzar hasta 20 bar. Ofrecen una precisión de dosificación repetible de +/- 3%. Normalmente requieren la instalación de una válvula de seguridad externa para evitar daños en la bomba por sobrepresión.

4. Bombas peristálticas

Esta tecnología de bombeo, de diseño simple, es idónea para la manipulación de productos químicos viscosos y abrasivos. Como el diseño incluye un rotor con zapatas o rodillos que aprietan la manguera o el tubo y empujan el líquido a la boca de salida. Las bombas peristálticas pueden funcionar en seco, una característica que otras tecnologías no pueden ofrecer porque sus componentes pueden dañarse en condiciones de funcionamiento en seco.

Las bombas peristálticas tampoco tienen válvulas que puedan obstruirse. Esta es una consideración importante cuando la bomba tiene que pararse durante el funcionamiento de un producto. La ausencia de válvulas en una bomba peristáltica elimina cualquier problema de atasco, especialmente cuando se manipulan líquidos viscosos o aquellos que se solidifican o gelatinizan al reposar. Esto también hace que la bomba peristáltica sea ideal para manipular productos químicos abrasivos o corrosivos.

Ayuda de los fabricantes

Aunque estas tecnologías de bombeo pueden proporcionar una lista de ventajas a los operadores de plantas de tratamiento de aguas residuales, el reto es saber qué bomba es la mejor para cada aplicación de dosificación de productos químicos. Aquí es donde el fabricante de bombas puede echar una mano.

Muchos fabricantes de bombas también diseñan y fabrican muchos de los componentes que se incluyen en un sistema completo de alimentación de productos químicos; por ejemplo, válvulas de seguridad y contrapresión, columnas de calibración, depósitos, mezcladores, racores de inyección y paneles de control.

Algunos ofrecen el sistema completo de alimentación de productos químicos como opción y pueden construir un sistema que satisfaga las necesidades específicas de la planta de tratamiento. Aunque la tarea de equipar adecuadamente una instalación de tratamiento puede resultar abrumadora, los fabricantes de los distintos componentes que se utilizarán para optimizar el sistema, o el fabricante de un sistema completo, pueden ayudar a determinar la mejor manera de equipar la planta.

Optimización del funcionamiento de las bombas dosificadores para el tratamiento de aguas residuales

Garantizar que las comunidades tengan el agua más limpia posible ejerce una gran presión sobre las instalaciones de tratamiento de agua y aguas residuales para que realicen su trabajo de la forma más eficaz, eficiente y segura posible. Los diversos productos químicos que pueden ser necesarios en los distintos procesos de tratamiento no hacen sino aumentar el riesgo del operador de la planta.

Una operación sólo alcanzará el máximo del rendimiento adecuado si se eligen las mejores tecnologías de bombeo para cada uno de los muchos procesos críticos de dosificación de productos químicos.

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