Sistema de producción de agua ultrapura (UPW) en Malasia
El proceso integrado de Ultrafiltración (UF) + Ósmosis Inversa (OI) + Electrodesionización (EDI) es una cadena tecnológica definitiva diseñada para un resultado principal: la producción confiable, continua y sin químicos de Agua Ultrapura (AUP). No se trata de un proceso general de reciclaje de agua.
Función principal y flujo de procesos
● El sistema funciona como una barrera en cascada, donde cada etapa se dirige a una clase específica de contaminantes:
Ultrafiltración (UF): Actúa como barrera esencial de pretratamiento. Utiliza una membrana semipermeable con poros más grandes (normalmente de 0,01 a 0,1 micras) para eliminar físicamente sólidos en suspensión, coloides, bacterias y virus. Este paso es fundamental para proteger las membranas de ósmosis inversa aguas abajo de la incrustación y el daño físico.
● Ósmosis Inversa (OI): Actúa como el principal sistema de desalinización y desmineralización. Utiliza una membrana densa y semipermeable para eliminar más del 99 % de las sales disueltas, iones, moléculas orgánicas y microorganismos restantes. La unidad de OI produce un flujo de permeado purificado y un flujo de residuos concentrado.
Electrodesionización (EDI): Esta es la etapa final de purificación que reemplaza el intercambio iónico tradicional de lecho mixto (que requiere regeneración química periódica). La EDI utiliza electricidad para eliminar continuamente los iones traza que pasan a través de la membrana de ósmosis inversa. Combina resinas de intercambio iónico con membranas selectivas bajo corriente continua, expulsando iones permanentemente en un flujo de residuos concentrado. El resultado es agua de pureza ultraalta constante (resistividad de 18,3 MΩ·cm) sin tiempo de inactividad por regeneración química.
Dominios de aplicación principales
Esta combinación de tecnologías es indispensable en industrias donde el agua es un componente directo del producto o proceso, y donde la contaminación iónica o particulada provoca fallas catastróficas o pérdidas financieras significativas:
● Fabricación de Microelectrónica y Semiconductores: Para el lavado de obleas de silicio. Cualquier impureza puede causar defectos en circuitos a escala nanométrica.
● Farmacéutica y biotecnología: Para producir agua para inyección (WFI) y como vapor puro para esterilización, donde los pirógenos y los iones son inaceptables.
● Calderas de vapor de alta presión (eléctricas y térmicas): para agua de alimentación para evitar la formación de incrustaciones y corrosión en plantas de energía supercríticas y de ciclo combinado, donde incluso una formación de incrustaciones menor reduce drásticamente la eficiencia y la seguridad.
● Investigación de laboratorio avanzada: para instrumentos analíticos (por ejemplo, HPLC, ICP-MS) y experimentos críticos donde la calidad del agua impacta directamente en los resultados.
Distinción con la recuperación/reutilización de agua
● Este es un punto crítico de aclaración:
La producción de agua ultrapura (UPW) (UF+RO+EDI) se define por su especificación de calidad de salida (pureza extrema). Es una cadena tecnológica.
La recuperación/reutilización de agua se define por su origen y objetivo (tratar las aguas residuales para su reutilización beneficiosa). Es un objetivo de aplicación.
Si bien un sistema de UF+OI+EDI puede ser la etapa final de refinación en un proyecto sofisticado de reutilización de agua (por ejemplo, la conversión de aguas residuales municipales en agua de alimentación de calderas), representa el nivel de tratamiento más riguroso y costoso. La recuperación estándar de agua para riego, refrigeración o cisternas de inodoros no requiere la etapa de EDI y podría utilizar diferentes métodos de pretratamiento. El proceso de UF+OI+EDI está diseñado intrínsecamente para tratar agua de alimentación relativamente limpia (como agua potable o agua subterránea pretratada) y elevarla a un estándar ultrapuro, en lugar de recuperar aguas residuales altamente contaminadas.
Características del sistema
Estos sistemas se caracterizan típicamente por:
● Automatización total y operación continua: controlado por PLC + HMI con monitoreo en tiempo real de conductividad, resistividad, presión y flujo.
Uso mínimo de productos químicos: EDI elimina la necesidad de utilizar ácidos y cáusticos peligrosos en la regeneración de resina.
● Diseño modular y montado sobre patines: permite una implementación rápida, escalabilidad y facilidad de integración en instalaciones existentes.
En resumen, el proceso UF+RO+EDI es el referente para la generación de agua ultrapura industrial, distinguido por su enfoque multibarrera, operación continua y aplicación en industrias impulsadas por la tecnología donde la pureza del agua no es negociable.
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