MANUAL PICA

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Institución ejecutora: Universidad Católica del Norte, Centro de Investigación Tecnológica del Agua en el Desierto (CEITSAZA), Director Dr. Francisco Remonsellez Fuentes.

Equipo de proyecto: Esteban Leiva Painequeo - Director de Proyecto Leidy Bedón Dominguez - Ingeniera de proyecto Nayareth Araya Mancilla - Ingeniera de proyecto Javier Jiménez Astudillo - Ingeniero de proyecto María Angélica Carvajal Riquelme - Asistente financiero Leonor Bustillos Romero - Secretaria María Ildefonso Carpanchay - Analista químico Carlos Cuevas Mendoza - Profesional de apoyo Alejandro Flores Rivera - Profesional de terreno Renato Arroyo Deboni - Operador de planta Camila Juantok Varela - Operadora de planta Venecia Herrera Apablaza - Investigadora en análisis químico Jorge Olave Vera - Investigador en manejo agrícola Leonardo Romero Aránguiz - Investigador en tecnologías de tratamiento Víctor Beyá Marshall - Investigador en análisis estadístico Sitio de estudio: Parcela Santa Julia - Familia Arroyo Deboni, Comuna de Pica, Región de Tarapacá.

Proyecto Financiado por el Gobierno Regional de Tarapacá a través del Fondo de Innovación para la Competitividad, FIC. Página 2

Índice 1. Objetivo

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2. Protocolo de encendido

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3. Operación simple

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4. Retrolavado de filtro de carbón activado

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5. Regeneración de la resina del sistema de intercambio iónico BOVF1354

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6. Anexos

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Anexo 1 Cambio de filtros de carcasa

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Anexo 2 Información de seguridad

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1. OBJETIVO

El presente documento tiene por objetivo explicar de forma general la operación de la planta de tratamiento de agua. Incluye el funcionamiento de las etapas de pretratamiento, ósmosis inversa e intercambio iónico.

Para mayores detalles respecto a insumos químicos, solución de problemas y mantención de las partes involucradas dirigirse al documento “Manual de operación, instalación y mantenimiento de la planta móvil”.

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2. INTRODUCCIÓN

La planta de tratamiento de agua está construida dentro de un carro de arrastre, el cual permite su desplazamiento.

Dentro se encuentran instalados una serie de equipos e instrumentos que permiten remover sales y boro presentes en aguas de pozo.

La planta es capaz de producir agua a un caudal nominal entre 13,3 y 15 [LPM] o 0,8 y 0,9 [m3/h], con más de un 95% menos de sales y un 99,9% menos de boro, que el agua de alimentación que tiene un contenido de sólidos disueltos totales (SDT o TDS) entre 1.900 y 2.500 ppm y una concentración de boro entre 1,8 y 3,6 mg/L, con una temperatura promedio de ingreso a los sistemas de tratamiento de 25,5 °C. El tren de tratamiento lo componen dos procesos principales, osmosis inversa e intercambio iónico. La

osmosis inversa es un proceso de membrana que actúa como un filtro (a nivel molecular) que elimina gran parte de los sólidos disueltos totales del agua, tales como sales, iones, metales y rastros de compuestos orgánicos.

Por lo general, en las plantas de ósmosis inversa, el agua de alimentación es sometida a una etapa de pre-tratamiento compuesta por una serie de filtros para eliminar sólidos en suspensión, materia orgánica, actividad biológica y se adicionan reactivos para evitar la formación de incrustaciones por precipitación de compuestos químicos que puedan dañar la superficie de las membranas.

La configuración de membrana utilizada en esta planta corresponde a un módulo de espiral enrollado, en donde el agua a tratar entra al módulo a alta presión, fluye lateralmente a través de la superficie de la membrana,

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siguiendo una trayectoria en espiral mediante un sistema de espaciadores, hasta llegar al tubo colector central por donde sale el agua permeada.

La salmuera concentrada o agua de rechazo es dirigida continuamente fuera de la membrana, con el fin de evitar y prevenir una alta concentración de sales disueltas e incrustación en las membranas (Figura 1).

Ahora bien, para eliminar el boro presente en el agua permeada, se ocupa la tecnología de intercambio iónico, esta consiste en una resina contenida en un tanque de almacenamiento, que permite capturar químicamente (por afinidad) el boro presente en el agua, sustituyendo o intercambiando otro compuesto químico a cambio de la retención de boro.

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Figura 1: Operación de una membrana de osmosis inversa.

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En la figura 2 se muestra un esquema de la tecnología de intercambio iónico, al inicio se tiene una resina nueva (esferas rojas) con la máxima capacidad de captura de boro, a medida que ingresa el flujo de agua al tanque de almacenamiento, el boro representado en esferas azules, va quedando adsorbido en la resina, al mismo tiempo que la resina libera otro compuesto a la corriente a cambio del boro retenido.

Al cabo de 72 horas de operación, su capacidad de captura se agota (se satura), debido a que se llena de

Inicio del ciclo

Intercambio de iones

boro y no cuenta con más compuestos para intercambiar, a este fenómeno se le denomina saturación o agotamiento de la resina.

Para restablecer el sistema de intercambio, se realiza un proceso denominado regeneración de la resina, el cual consta de las siguientes etapas: (1) retro-lavado y expansión de la resina; (2) Regeneración Etapa Ácida con ácido clorhídrico; (3) Enjuague ácido; (4) Regeneración Etapa Básica con hidróxido de sodio (soda cáustica); (5) Enjuague y Acondicionamiento.

Agotamiento de la resina

Regeneración de la resina

Fin de la regeneración

Figura 2: Funcionamiento de la tecnología de intercambio iónico.

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Consideraciones generales: A continuación, se da a conocer información general para comprender el funcionamiento de la planta: i. Durante la operación de la planta TODAS LAS VÁLVULAS que dan paso a manómetros (para medición de presión) o válvulas ARI (sistema de seguridad para liberar aire contenido en las cañerías) deben permanecer abiertas, las demás válvulas se modifican según el procedimiento a ejecutar. ii. A mayor apertura de una válvula se obtendrá un mayor caudal a través de ella y una menor presión ejerciéndose; mientras que a menor apertura se tiene un bajo caudal y una alta presión. iii. La sigla TM significa “toma de muestra” para cualquier ubicación en el proceso, a partir de estas válvulas se podrán obtener volúmenes pequeños de agua para realizar análisis. De igual manera se puede usar esa válvula de toma de muestra para liberar el flujo y presión de la cañería, esta operación se denomina despresurización. iv. Como norma de verificación, para decidir si los filtros de carcasa (10 y 5 micras) requieren un cambio, se debe considerar la diferencia de presión existente entre manómetros (∆P) ubicados antes y después de los filtros, el rango aceptable es entre 0,5 - 0,8 bar,

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como máximo se acepta un valor de 1 bar. En caso de existir un ∆P superior se debe cambiar por un filtro nuevo, procedimiento que se muestra en el Anexo N°1. v. Para resguardar la seguridad de los trabajadores durante la operación de la planta de tratamiento, se debe utilizar Elementos de Protección Personal (EPP), tales como cascos de seguridad con protector auditivo, lentes de seguridad y guantes.

En el Anexo N°2 se presenta información a tener en cuenta para realizar una operación segura. vi. Por último, en relación a la posición de las válvulas en los cabezales del filtro de carbón activado y el filtro de remoción de boro, en operación normal, la válvula derecha debe estar dirigida hacia el equipo y la válvula de la izquierda debe apuntar hacia fuera del equipo (Figura 3), de esta forma el agua ingresa por el lado derecho y sale por el lado izquierdo.

Figura 3: Posición de válvulas cabezales de filtros.

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Limpieza y mantención de la infraestructura de la planta y sistema de paneles fotovoltaicos:

i.

Es importante ser muy riguroso y cuidadoso con la limpieza y el orden dentro de la planta de tratamiento, manteniendo limpio el piso en caso de acumulación de arena, agua o insumos químicos.

Esta recomendación es para el resguardo físico del personal asociado a la operación, buen estado de la planta y minimizar el riesgo de accidentes. ii. Es sumamente importante mantener los paneles fotovoltaicos limpios debido a que cualquier partícula de polvo, hojas secas o manchas generará una disminución del rendimiento de estos, es por esto que se debe realizar una limpieza profunda y cuidadosa en las celdas fotovoltaicas al menos una vez a la semana; se hace énfasis en que esta limpieza profunda se debe hacer con un paño húmedo resguardando la integridad de las celdas para que no sufran daño. No se pueden utilizar objetos puntiagudos en la limpieza de los paneles, ya que estos podrían dañar las celdas.

Esta limpieza tiene por objetivo alargar la vida útil del sistema y mantener una óptima generación de energía.

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3. OPERACIร N DE LA PLANTA

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3.1 Llenado de estanque pulmón con agua de alimentación Para la correcta operación de la planta, se debe mantener el estanque de alimentación o “estanque pulmón” con al menos 2 m3 de agua proveniente del estanque de la parcela (agua de pozos). Para esto se debe encender la

bomba ubicada en un costado del estanque de la parcela, activando el switch correspondiente en el tablero de energía de la parcela (ver figura 4).

a

b

c

Figura 4: (a) Estanque de la parcela y bomba de impulsión (flecha roja); (b) estanque “pulmón”; (c) Tablero eléctrico y switch de activación de la bomba.

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3.2 Activación de la fuente de energía fotovoltaica La planta de tratamiento se alimenta energéticamente de un sistema fotovoltaico. Para iniciar la operación se debe encender el inversor y conectar la planta de tratamiento (Figura 5).

a

b

c

Figura 5: (a) Paneles y caseta; (b) Inversor; (c) Enchufe industrial.

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3.3 Verificación de apertura y cierre de válvulas

Tabla 1: Configuración válvulas apertura/cierre para operación normal.

Se deben verificar que cada válvula esté abierta o cerrada según la información presente en la tabla 1.

*= Válvulas restringidas para el óptimo funcionamiento. ** = Válvula de desagüe del estanque de 500 L ubicado dentro de la planta. *** = Válvula para regeneración de resina de intercambio.

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3.4 Encendido de la planta de tratamiento Después de conectada la planta de tratamiento, se deben encender sus componentes abriendo el panel eléctrico y colocando los switch en ON de izquierda a derecha (figura 6).

a

Finalizada la jornada de operación, se deben colocar en OFF de derecha a izquierda y después desconectar la planta de tratamiento.

b

Figura 6: (a) Panel eléctrico cerrado; (b) Panel eléctrico abierto y switch; Flecha verde indica dirección de activación de switch al encender y la flecha roja la dirección de desactivación de switch al apagar.

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Una vez encendidos todos los componentes dentro del panel eléctrico, en el exterior de la puerta del panel se encuentra un display “Reverse Osmosis Controller” que muestra información de algunos parámetros de funcionamiento de la planta de tratamiento (Figura 7).

Además, se cuenta con 5 manecillas que sirven para encender o apagar las bombas del sistema en modos manuales o automáticos, junto con indicadores luminosos que ayudan a identificar si existe alguna falla en el funcionamiento o de algún componente, o si se está operando de forma segura (Figura 8 a).

Las manecillas de bomba de alimentación y bombas de regeneración deben permanecer en “OFF” y la dosificación

a

Figura 7: Display o Reverse Osmosis Controller

b

Figura 8: (a) Panel eléctrico, manecillas de activación e indicadores luminosos, (b) tablero en modo regeneración.

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en “ON”. Para iniciar la operación, la manecilla de “osmosis” debe colocarse en “AUT” que significa que la planta encenderá y apagará la bomba de alimentación y la de alta presión de forma automática, siempre y cuando no se detecte ninguna falla en el sistema.

Abajo se encuentra un botón rojo con flechas blancas, el cual se ocupa para realizar un apagado de emergencia en el caso que se requiera detener la operación de forma repentina.

3.5 Alimentación y Pre-tratamiento Al encenderse la planta de tratamiento colocando la manecilla de osmosis en “AUT” se enciende la bomba de alimentación P-01 que permite el ingreso de agua desde el estanque “pulmón” a la planta de tratamiento, el manómetro de la bomba debe indicar una presión aproximada entre 4,7 y 4,9 bar. Luego, el agua pasa a través de un filtro carcasa de 10 micras FIZ-01 (Figura 9) y un filtro de carbón activado FIS-01 (Figura 10). La TM105 permite tomar una muestra de agua para evaluar la eficiencia del FIZ-01 y la calidad de agua que ingresa al filtro de carbón activado.

Figura 9: Bomba de alimentación y filtro de 10 micras.

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por sólidos suspendidos cuando la diferencia de presión entre estos manómetros es superior a 1 bar (como se explicó en el punto IV de las consideraciones generales).

Si la diferencia es mayor a 1 bar, se debe realizar un retrolavado del filtro de carbón para restablecer su condición óptima (ver punto 4).

Figura 10: Entrada filtro de carbón activado.

Para monitorear el correcto funcionamiento del filtro de carbón activado (FIS-01) están los manómetros PI102 y el PI-104 (Figura 11), antes y después del filtro, respectivamente, que permiten identificar si está saturado

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Figura 11: Manómetro post filtro de carbón.

Luego, se adiciona anti-incrustante RPI-3000 al agua para evitar el deterioro de las membranas del sistema de osmosis inversa producto de incrustaciones salinas, y así aumentar su vida útil. Esta dosificación de antiincrustante se hace a un caudal de 0,4 L/h mediante la bomba dosificadora P-04 (Figura 12). Las posiciones de las perillas ubicadas en la parte superior (roja y amarilla) se encuentran ajustadas y no deben ser modificadas.

NOTA: En caso de vaciarse el bidón de anti-incrustante, se debe reponer preparando una solución con 20 L de AGUA PERMEADA (agua producto) y 60 ml del anti-incrustante RPI-3000 (Figura 13)

Figura 13: Esquema de reposición de anti-incrustante

Figura 12: Bomba dosificadora de antiincrustante.

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Figura 14: Entrada al sistema de osmosis inversa.

Una vez realizada la adición de anti-incrustante, el agua pasa a través de una válvula automática electro-actuada (VE110), que forma parte del sistema de seguridad de osmosis inversa, luego ingresa a un segundo filtro carcasa de 5 micras (FIZ-02), pasando por el sensor de conductividad eléctrica AE-107 y el manómetro PI-108 (Figura 14). El valor de conductividad se visualiza en el display del panel eléctrico y la presión en el panel de osmosis inversa (Figura 15).

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Figura 15: Foto del display y del manómetro PI-08 en el panel de osmosis.

3.6 Osmosis inversa A continuaciรณn, la bomba P-02 impulsa el agua hacia los porta-membrana a una alta presiรณn que permite separar las sales del agua (Figura 16).

Figura 16: Salida de la bomba de alta presiรณn.

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Debido a las características de esta bomba, la planta posee un sistema de seguridad de apagado automático en caso de que la presión de entrada a los porta-membranas de osmosis exceda los 18 bar. Igualmente, la planta se apaga automáticamente si la presión es muy baja, esta función la realizan los presostatos PSL-109 y PSH-112 (Figura 17).

Posterior a la bomba P-02, se tiene la válvula de globo VR118, la cual cuenta con una válvula check VC-117, como sistema de seguridad, que impide que el flujo se devuelva hacia la bomba P-02 y pueda averiarla (Figura 16 y 18).

Figura 17: Presostato PSH-112 y PSL-109 para apagado de seguridad.

En el caso de que la planta se apague, esta se vuelve a encender de forma automática al cabo de 1 minuto aproximadamente, realizando 3 intentos consecutivos.

Si al tercer encendido se vuelve a apagar, es necesario realizar una revisión general y reiniciar las labores desde el inicio.

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Figura 18: Foto válvula check VC-117.

De cada porta-membrana se puede obtener una muestra de agua permeada por medio de las válvulas: TM-120, TM-121 y TM-122 (Figura 19), lo cual sirve para evaluar el estado de cada membrana.

La figura 20, muestra el panel de control de ósmosis inversa, el cual se compone de rotámetros, manómetros y válvulas reguladoras. Existen 3 rotámetros, de izquierda a derecha miden: caudal de recirculación (FI-118), caudal de permeado (FI-115) y caudal de concentrado (FI-119).

Los manómetros permiten medir la presión pre-filtro (PI-108) y post-filtro (PI-110) en la fila superior, correspondientes a la presión de entrada y salida al FIZ-02 (filtro de cartucho de 5 micras); en la fila inferior se mide la presión de salida de la bomba de alta presión con el manómetro (PI-113) y la presión de salida del agua de rechazo en el manómetro (PI-117).

En la parte inferior derecha del panel, se encuentran los presostatos del sistema de seguridad de apagado automático que fueron mencionados anteriormente. Estos instrumentos no se manipulan.

Las válvulas reguladoras, permiten aumentar o disminuir el caudal de agua de rechazo y de recirculación, estas se manipulan al momento de definir los parámetros de funcionamiento de la planta que permitan alcanzar la máxima recuperación o eficiencia dentro del sistema.

Una vez realizado este ajuste, estas válvulas no se deben modificar.

Figura 19: Toma de muestras de permeado.

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Figura 20: Panel de control ósmosis

La planta de ósmosis inversa se encuentra ajustada para que funcione de acuerdo a los parámetros de la tabla 2. Se acepta una variación máxima del 10% debido a posibles fluctuaciones en el sistema. En caso de una variación mayor, se debe llevar a cabo una evaluación del estado de funcionamiento de las membranas en conjunto con la empresa constructora y/o profesionales de CEITSAZA. Es importante señalar que existe la válvula check VC-132, para evitar que el agua de rechazo y la del retrolavado

Tabla 2: Datos de producción de la planta.

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reingresen al sistema de ósmosis. La válvula VE-129 en el rechazo, es electro-actuada y se utiliza para aislar el sistema de osmosis inversa cuando se realizan los retrolavados de los filtros (Figura 21).

El sistema cuenta con sensores de conductividad eléctrica que dan cuenta de la cantidad de sales que posee el agua de alimentación y el agua permeada, permitiendo estimar la efectividad del tratamiento de ósmosis inversa, mediante los sensores AE-107 y AT-107 para la alimentación, AE108 y AT-108 para el permeado, estas lecturas se muestran en el display del panel eléctrico de la planta. (Figura 22).

En el display del controlador, se aprecian 5 datos Figura 22: Display de controlador para ósmosis inversa.

Figura 21: Válvula VC-132 y VE-129.

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principalmente, las primeras dos filas indican la medición de conductividad eléctrica del agua de alimentación (Feed) y permeado (RO), el porcentaje (%) de retención de sales (RO DR), la temperatura del agua y la izquierda de esta aparecerá una frase referente al estado de funcionamiento de la planta (SYS service), es decir, si esta está operando, si se apaga automáticamente por alta/baja presión, o alguna alarma referente a la ósmosis inversa.

La salida del sistema de ósmosis tiene una válvula check VC-126 (Figura 23) para evitar el paso de flujo hacia las membranas en caso de realizar un retrolavado del filtro de carbón o durante la operación de regeneración de la resina de sistema de intercambio.

Posteriormente, el agua permeada pasa por el manómetro PI-114 indicando la presión final a la salida del proceso de ósmosis inversa.

Figura 23: Válvula check VC-126

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3.7 Remoción de boro mediante intercambio iónico Este sistema es capaz de atrapar las moléculas de boro a medida que el agua está en contacto directo con una resina que se encuentra dentro del tanque o columna, como se mencionó anteriormente. La resina es un material granular de color blanco amarillento, específica para remover boro del agua, la marca y modelo es ResinTech SIR 150 (Figura 24).

Figura 24: Resina SIR-150 Resin Tech

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Este proceso se lleva a cabo en el tanque FIS-02, el caudal de operación corresponde al caudal de permeado de ósmosis inversa. Los manómetros PI-128 y PI-127 permiten medir la diferencia de presión entre la entrada y la salida del agua al equipo, respectivamente (Figura 25).

Figura 25: Tanque de intercambio iónico FIS-02 y manómetros PI-128 y PI-127.

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3.8 Transporte y almacenamiento de agua producto Una vez que el agua pasa por el proceso de intercambio iónico y se realiza la remoción de boro, se almacena en un estanque blanco de 500 L ubicado dentro del carro de arrastre, luego debe ser trasladada al estanque de almacenamiento de agua producto de 7,5 m3 ubicado fuera de la planta, para dicho procedimiento se deben realizar los siguientes pasos:

2) Encender la bomba que alimentará al estanque de 7,5 m3, presionando el botón verde ubicado bajo el indicador de B5 del panel de control de las bombas de riego (Figura 27).

1) Abrir la válvula de salida de agua producto (VM-149) ubicado a un costado del estanque, en el piso, para que el agua fluya hasta el estanque de acumulación (Figura 26).

Figura 27: Panel de control de bombas.

Figura 26: Válvula para el vaciado del estanque de 500L.

Es importante mencionar que la planta se apagará automáticamente cuando el estanque de 500 L haya llegado hasta su nivel mínimo como también a su nivel máximo. Por esta razón, se debe controlar que este estanque se mantenga en un nivel estable.

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4. RETROLAVADO DE FILTRO DE CARBÓN ACTIVADO El filtro de carbón (FIS-01) consiste en un recipiente a presión que contiene carbón activado, donde se lleva a cabo la remoción de materia orgánica, sabor, olor, color al agua y cloro, en caso de haber pasado por un proceso de cloración (Figura 28).

El proceso de retrolavado permite limpiar el filtro de carbón, retirando las partículas que quedan retenidas, esta operación dura aproximadamente 15 minutos. Una vez terminado el retrolavado, se enjuaga el filtro durante 8

Figura 28: Filtro de carbón activado y carbón activado.

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minutos. Esta operación puede realizarse en modo manual o programando desde el panel de control de la planta.

En modo manual, se debe mantener presionado el botón REGEN hasta que se active el modo de retrolavado.

Además de esto, no se debe mover ninguna otra válvula debido a que automáticamente se realizan los cambios internos de apertura y cierre en el cabezal, es posible ver a través de la tubería transparente como el filtro realiza su proceso.

5. REGENERACIÓN DE LA RESINA DEL SISTEMA DE INTERCAMBIO IÓNICO BOVF1354 Después de un tiempo determinado, la resina que remueve el boro presente en el agua se satura (agota), por lo que para restablecer su condición inicial se debe realizar un proceso de regeneración. El tiempo entre cada ciclo de regeneración depende de la cantidad de boro presente en el agua a tratar y del flujo de servicio. De acuerdo a las condiciones de operación de la planta, el proceso de regeneración debe realizarse al completar 72 horas de operación.

Las etapas del proceso de regeneración se resumen en el siguiente esquema:

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Figura 29: Esquema del proceso de regeneraciรณn de la resina del sistema de intercambio iรณnico.

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5.1 Insumos, materiales, equipos y elementos de protección personal Insumos - -

Ácido clorhídrico (32%) Hidróxido de sodio (50%) (Soda cáustica)

Materiales y equipos - Embudo resistente a líquidos ácidos y básicos

(metal o plástico) - Jarra 5 L - Multiparamétrico (medición de pH, CE, TDS) - Hoja de datos - Lápiz - Cronómetro

NOTA: Estos EPP son adicionales a los que se deben utilizar para la operación normal de la planta de tratamiento. Se recalca la importancia de los zapatos de seguridad para protegerse ante un eventual derrame de ácido o hidróxido de sodio.

Elementos de Protección Personal - - - - - -

Traje antiácido Guantes antiácido Careta de protección facial Mascarilla o protección respiratoria Filtro para mascarilla Zapatos de seguridad

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5.1 Pasos a seguir para realizar el proceso de regeneración.

De aquí en adelante en los diferentes pasos se utilizarán las siguientes configuraciones de cierre y apertura de válvulas:

Válvula

Configuración A

Configuración B

Configuración C

VM-127

Cerrada

Cerrada

Abierta

VM-135

Cerrada

Cerrada

Abierta

VM-139

Abierta

Abierta

Cerrada

VM-142

Abierta

Cerrada

Cerrada

VM-143

Cerrada

Abierta

Cerrada

VM-144

Cerrada

Abierta

Cerrada

VM- 145

Abierta

Cerrada

Cerrada

Tabla 3: Configuración de válvulas para el proceso de regeneración.

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Paso 1: Carga de agua permeada, bidones de ácido clorhídrico (HCl) e hidróxido de sodio (NaOH) Es necesario utilizar los EPP para la manipulación de reactivos. Posteriormente, se debe realizar el llenado de los bidones de HCl y NaOH evitando generar derrames en la ropa o en la planta.

Luego, se debe verificar que el estanque de 500 L de la planta (TK-02) esté lleno de agua para realizar el proceso.

Si el estanque no está lleno, debe ser llenado con el agua producida por la planta. Esto es relevante ya que, todo el proceso de regeneración requiere la utilización de agua tratada.

Figura 30: Elementos de protección personal, bidón de ácido clorhídrico (HCl) e hidróxido de sodio (NaOH – soda cáustica).

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Paso 2: Retrolavado y expansión de la resina Tiene como objetivo descompactar la resina al interior de la torre y eliminar cualquier residuo de sales.

Para comenzar esta etapa, la planta de tratamiento debe estar apagada. Luego, se deben ajustar las válvulas de acuerdo a la configuración A de la tabla 3.

A continuación, el tablero de control debe configurarse para el proceso de retrolavado de la siguiente manera: 1. En el tablero de control, colocar la manecilla de Osmosis en “manual” y activar el modo regeneración pasando la manecilla a “ON” 2. Encender la bomba de regeneración (P-03), colocando la manecilla de “Bomba de regeneración” en ON.

Figura 31: Tablero de control con la configuración de las manecillas para retrolavado y expansión de la resina.

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Una vez activada la bomba P-03, se debe regular el flujo de agua en 300 L/h con la válvula VR-140 y el rotámetro FI-122. Se debe verificar que fluya agua por la tubería transparente que indica descarte y se dirija al estanque de almacenamiento de agua de 1m3, lo cual puede tomar algunos minutos en visualizarse.

Desde que se inicia el retrolavado este debe tener una duración de 15 minutos. Al cabo de este tiempo, se debe apagar la bomba de regeneración P-03 poniendo la manecilla respectiva del tablero de control en OFF, dando por finalizado el Paso 2.

Figura 32: Válvula VR-140, rotámetro FI-122 y tubería transparente de descarte.

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Paso 3: Regeneración etapa ácida Esta etapa implica la dosificación de ácido clorhídrico concentrado (32%) durante 40 minutos y tiene como objetivo eliminar el boro retenido por la resina.

En esta etapa las válvulas deben estar ajustadas de acuerdo a la configuración B de la Tabla 3.

Una vez chequeado la apertura y cierre de válvulas, se debe encender la bomba de regeneración P-03 y la bomba de dosificación de ácido clorhídrico (HCl). Para esto se debe seleccionar en la manecilla correspondiente “DOSIFICACIÓN - ÁCIDO” (ver Figura 33).

Figura 33: Tablero de control con las manecillas en la configuración dosificación – ácido.

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Se debe verificar que la bomba de dosificación de HCl esté encendida con el botón ON/OFF y deben indicar en la pantalla el número 360.

El flujo se debe ajustar en 330 L/h usando el rotámetro FI122 y la válvula VR-140.

Pasados 40 minutos se debe apagar la bomba dosificadora de ácido colocándola en “0” y apagar la bomba P-03. De esta forma, se da por finalizada la regeneración ácida.

Figura 34: Bomba dosificadora de ácido..

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Reposición de agua tratada Dado que en los pasos anteriores se gastaron alrededor de 300 L de agua tratada del estanque TK-02, se debe reponer el agua hasta llenar este estanque. Para realizar el llenado se debe operar la planta de tratamiento sin hacer uso de la torre de intercambio iónico, es decir colocando en modo bypass las válvulas del cabezal del filtro como se indica en la figura 35.

A continuación, se debe apagar el modo de regeneración y encender la planta en operación normal colocando la manecilla de osmosis en “AUT”, hasta que se llene por completo el estanque de 500 L (TK-02), y apagar la planta de tratamiento. Con esto se concluye el paso 3.

Luego, se deben modificar las válvulas de la planta con la configuración C, según lo indica la Tabla 3.

Figura 35: Válvulas del tanque de intercambio iónico en modo bypass.

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Paso 4: Enjuague ácido Posterior a la regeneración ácida se debe realizar un enjuague para poder eliminar cualquier remanente que pueda existir en las cañerías de HCl, los cuales pueden influir en el proceso ya que podrían cambiar las características químicas del agua producto.

En esta etapa las válvulas deben estar en la configuración B que se muestra en la Tabla 3.

Nuevamente se debe poner la planta en modo manual, activar el modo de regeneración y encender la bomba de regeneración P-03 desde el tablero de control.

Se debe chequear que el caudal del rotámetro FI-122 debe estar en 330 L/h.

Luego, se debe esperar un tiempo de 60 minutos. Al cabo de este periodo, se debe medir el pH del agua descargada al estanque de acumulación de descarte de 1 m3 ubicado fuera de la planta de tratamiento, utilizando la jarra de 5 L, el cual debe tener valores entre 2-3.

Una vez chequeado el pH del agua del enjuague ácido, se debe volver a llenar el estanque de 500 L (TK-02) siguiendo las indicaciones que se describieron en Reposición de agua tratada (Paso 3).

Figura 36: Válvulas del tanque de intercambio iónico en modo bypass.

Una vez llenado el estanque de 500 L (TK-02), se da por finalizado el paso 4.

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Paso 5: Regeneración etapa básica Este paso tiene el objetivo de restablecer la resina a su estado inicial y eliminar las sales ácidas.

En esta etapa las válvulas deben estar en la configuración B según la Tabla 3.

Una vez chequeado la apertura y cierre de válvulas, se debe encender la bomba de regeneración P-03 y la bomba de dosificación de hidróxido de sodio (NaOH). Para esto se debe seleccionar en la manecilla “DOSIFICACIÓN SODA” y chequear que el caudal del rotámetro FI-122 esté en 330 L/h.

En esta etapa se debe hacer seguimiento al pH del agua de descarte y debe tener una duración máxima de 30 minutos. Una vez el pH en el agua de descarte alcance un valor de 9 se debe suspender la dosificación de soda colocando la manecilla de dosificación del tablero de control en “0”, dando paso a la siguiente etapa.

De forma simultánea, se puede medir el pH en el descarte del agua al estanque de 1 m3 con la ayuda de la jarra de 5 L y utilizando el multiparamétrico, para verificar que vaya disminuyendo. Finalizados los 15 minutos se debe apagar la bomba de regeneración P-03 y continuar con el siguiente paso.

Paso 7: Retrolavado El objetivo de este segundo retrolavado es que la resina no se aglomere, pueda distribuirse uniformemente a lo largo de la torre de intercambio y arrastrar sales generadas durante los pasos anteriores.

Este paso debe realizarse siguiendo las mismas indicaciones que el Paso 2 con configuración A de la tabla 3, durante 15 minutos.

Al finalizar este tiempo, se debe apagar la bomba de regeneración P-03 y desactivar el modo regeneración en el tablero de control, dando término a este paso.

Paso 6: Enjuague básico

Paso 8: Acondicionamiento

Este enjuague se realiza para eliminar los residuos de todo el proceso de regeneración de resina y disminuir el pH del agua.

Este paso tiene como objetivo estabilizar el pH del agua producida por la planta.

Una vez apagada la bomba de dosificación, rápidamente se debe regular el caudal de agua en 500L/h con la válvula VR-140 y el rotámetro FI-122, y enjuagar durante 15 minutos manteniendo la misma configuración B según la tabla 3.

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Se debe colocar la planta en operación normal y ajustar la apertura y cierre de las válvulas en la configuración C según la Tabla 3.

Una vez configuradas las válvulas, se debe poner la manecilla de osmosis en “AUT”, iniciar el funcionamiento normal de la planta y esperar a que los parámetros de operación se estabilicen.

Luego, se debe medir el pH y la conductividad eléctrica (CE) del agua producto, tomando muestras de la tubería que descarga el agua al estanque de almacenamiento (TK-02) ubicado al interior de la planta de tratamiento, utilizando la jarra de 5 L y el multiparamétrico. Es necesario realizar 1 medición cada 3 minutos, hasta completar al menos 5 registros.

Según los resultados de las mediciones se tienen dos alternativas: CASO A: El pH es superior a 7 y la conductividad es mayor a 50 uS/cm.

Se debe continuar con la producción de agua, hasta que el pH se estabilice entre valores de 6 y 7 y la CE menor 50 uS/cm, en al menos 5 mediciones consecutivas.

El agua acumulada en el estanque TK-02 durante este proceso debe ser descartada al estanque de 1m3, apagando la planta y cambiándola a modo regeneración, modificando las válvulas de acuerdo a la configuración B de la Tabla 3, colocando el filtro de intercambio iónico en modo bypass y encendiendo la bomba de regeneración P-03.

conducirla al estanque de agua permeada de 7,5 m3 o debe ser descartada siguiendo las indicaciones del Caso A. Paso 9: Orden de materiales y almacenamiento de insumos Es necesario realizar la recolección de todos los materiales y lavarlos 3 veces con abundante agua, se recomienda que el tercer lavado se realice con agua destilada o tratada por la planta. Luego, se deben almacenar en el lugar asignado.

Los insumos remanentes deben ser devueltos a los bidones correspondientes, haciendo uso de los EPP y evitando derrames de los mismos, para luego almacenarlos bajo sombra y en un lugar fresco. Se debe resguardar que ningún insumo quede almacenado en los depósitos al interior de la planta ya que sus gases pueden producir la oxidación de los componentes de la misma Los EPP utilizados para el carguío de HCl y NaOH deben ser lavados con abundante agua para eliminar cualquier remanente que pudiera quedar y así utilizarlos en una próxima regeneración.

CASO B: El pH se encuentra entre 6 a 7 y la conductividad eléctrica es menor a 50 uS/cm.

Si se estabiliza el pH y la CE en los valores indicados en al menos 5 mediciones consecutivas, se da por finalizada la operación de regeneración.

Luego, se procede a medir los mismos parámetros dentro del estanque TK-02, para decidir si el agua es apta para

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ANEXOS

Anexo 1 Cambio de filtros de carcasa i. Asegúrese que las válvulas ubicadas entre los filtros estén cerradas.

v. Ubique los elementos filtrantes nuevos dentro de cada carcasa.

ii. Abra a tope la válvula toma muestra de los filtros, esto para que el agua dentro de los filtros drene.

vi.

iii. Abra la carcasa que corresponda desatornillando con la mano. Si es necesario, utilice una llave. iv. Retire los elementos filtrantes usados y deposítelos en un basurero habilitado.

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Reubicar las carcasas y atornillarlas con la mano.

vii. Abrir válvulas viii. Cierre de válvula toma muestra.

En la figura 36 se aprecian los filtros de carcasa, además aparece la llave auxiliar (de color negro en la imagen de la derecha) con la cual se facilita la operación de abrir las carcasas y dentro de éstas se introduce el filtro correspondiente.

Los filtros de cartucho son de 2.5” diámetro, 20” largo, grado de filtración 10 y 5 micras.

Figura 36: Filtros carcasas y elementos del equipo.

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Anexo 2 Información de seguridad a. Riesgos asociados a insumos: se identifican riesgos debido a la manipulación de ácido clorhídrico (HCl), hidróxido de sodio (NaOH), resina de boro (ResinTech SIR-150) y anti-incrustante para osmosis inversa (RPI-3000A). A continuación, se definen alcances respecto a la seguridad al manipular los anteriores insumos, se deja una figura para comprender el rombo de seguridad y las especificaciones de cada reactivo (Figura 37, 38, 39 y 40).

NIVEL DE RIESGO

INFLAMABILIDAD

4 - DEBAJO DE 25 ºC 4 - MORTAL 3 - DEBAJO DE 37 ºC 3 - MUY PELIGROSO 2 - DEBAJO DE 93 ºC 2 - PELIGROSO 1 - SOBRE 93 ºC 1 - POCO PELIGROSO 0 - NO SE 0 - SIN RIEGO INFLAMA INFLAMABILIDAD

RIESGOS A LA SALUD

RIESGO ESPECÍFICO

REACTIVIDAD

RIESGO ESPECÍFICO

OX - OXIDANTE COR - CORROSIVO - RADIOACTIVO W - NO USAR AGUA - RIESGO BIOLÓGICO

REACTIVIDAD

4 - PUEDE EXPLOTAR SÚBITAMENTE 3 - PUEDE EXPLOTAR EN CASO DE CHOQUE O CALENTAMIENTO 2 - INESTABLE EN CASO DE CAMBIO QUÍMICO VIOLENTO 1 - INESTABLE EN CASO DE CALENTAMIENTO 0 - ESTABLE

Figura 37: Explicación de lectura del rombo de seguridad

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Figura 38: Especificaciones de seguridad del Antiincrustante RPI-3000A

Figura 39: Especificaciones de seguridad del ácido clorhídrico (HCl)

b. Riesgos asociados a operación: Prestar suma atención a los alrededores, comprobando que no haya peligro al manipular los diferentes accesorios que componen tuberías, válvulas y medidores de la planta. Ser cuidadoso con la limpieza debido a que la planta opera con agua esta podría humedecer el piso y provocar alguna caída. Posterior a la jornada de operación dar cuenta de que todo quede en orden y limpio en la planta para evitar problemas al haber cambio de operador/a.

Figura 40: Especificaciones de seguridad de la soda cáustica (NaOH)

NOTA: Para mayor información leer Anexo “Hoja de seguridad de reactivos químicos”, para saber que realizar en caso de una emergencia o accidente.

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