PLANTA SIKA MEXICANA CORREGIDORA, QUERÉTARO, MÉXICO.

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Pablo Murillo Río
hace 8 años
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1 PLANTA SIKA MEXICANA CORREGIDORA, QUERÉTARO, MÉXICO. PROTOCOLO DE PRUEBAS DE BANCO DE PROCESOS DE PURIFICACIÓN PARA LA OBTENCIÓN DE AGUA DE CALIDAD ADECUADA PARA FABRICACIÓN DE POLÍMERO ESPECÍFICO

2 Contenido INTRODUCCIÓN... 3 DESCRIPCIÓN DE LOS PROCESOS DE PURIFICACIÓN A PRUEBA... 5 Filtración de Sólidos Suspendidos... 5 Adsorción por Carbón activado... 5 Remoción de Dureza por Intercambio Iónico... 6 Ósmosis Inversa... 6 DESCRIPCIÓN DE LOS MÉTODOS DE PRUEBA DE CALIDAD DE AGUA... 7 Prueba de Dureza... 7 Prueba de Sulfatos... 7 Prueba de Cloruros... 7 Prueba de Sólidos Disueltos Totales... 7 Prueba de Fierro... 7

.. 5 Remoción de Dureza por Intercambio Iónico... 6 Ósmosis Inversa.

3 1 INTRODUCCIÓN En el presente documento se presentan los procedimientos de prueba de calidad de agua obtenida por los cuatro procesos secuenciales de purificación siguientes: filtración mecánica de sólidos suspendidos a 20µm adsorción en carbón activado suavización por intercambio iónico ósmosis inversa. Mediante dispositivos de banco para cada uno de los grados de purificación anteriores se obtendrá el volumen de agua requerida para el ensayo igualmente de banco, del proceso de fabricación de un polímero específico, del que ya se tiene el antecedente de elaboración exitosa a escala industrial, con agua de características distintas a las del agua del suministro municipal en la Planta Sika Mexicana en el Estado de Querétaro. Adicionalmente al ensayo de la fabricación del polímero, se caracterizará el agua obtenida en cada proceso de purificación, en base a los siguientes parámetros analíticos: ph Sólidos Disueltos Totales Cloruros Fierro Dureza Sulfatos Esto con el objetivo de determinar específicamente la calidad de agua requerida para el escalamiento de los procesos de producción y purificación de agua a nivel industrial en la planta Sika Mexicana referida. 11

Mediante dispositivos de banco para cada uno de los grados de purificación anteriores se obtendrá el volumen de agua requerida para el ensayo igualmente de banco, del proceso de fabricación de un

4 ANTECEDENTES En los primeros meses de 2013 se ensayó el proceso de fabricación de un polímero específico en la Planta Sika Mexicana, en la Ciudad de Querétaro, México, con el agua del suministro municipal, empleada en los diversos procesos de producción ya operando. Los resultados no fueron los esperados, siendo imposible la fabricación del producto con dicha agua. Posteriormente se ensayó el mismo proceso de producción con agua purificada comercial, para consumo humano. Los resultados en este caso fueron positivos, logándose exitosamente la producción del polímero. En el anexo 1 de este documento se presenta el estudio de calidad de agua histórico del suministro de agua potable en la planta, proporcionado por el personal de la misma. En la tabla I, a continuación, se presenta la calidad de agua reportada para el agua purificada de venta comercial, con la cual el proceso de producción del polímero que se pretende elaborar en la planta mexicana, es satisfactorio. Tabla 1. Resultados analíticos de calidad de agua purificada comercial, empleada en fabricación de polímero Sika específico Parámetro Norma Oficial Fecha LMP Unidad.

Posteriormente se ensayó el mismo proceso de producción con agua purificada comercial, para consumo humano.

5 DESARROLLO Se montará un equipo de prueba de banco descrito detalladamente adelante para la purificación del agua del suministro municipal en la planta. Para el ensayo de la fabricación del polímero, se tomarán muestras de 1 lt de agua producidas por cada uno de los procesos de purificación. Adicionalmente, el agua obtenida en cada proceso será sometida a las pruebas analíticas descritas también en la sección siguiente. DESCRIPCIÓN DE LOS PROCESOS DE PURIFICACIÓN A PRUEBA Filtración de Sólidos Suspendidos La remoción de sólidos suspendidos tiene como objetivo disminuir la turbidez del agua, removiendo dichas partículas del agua de forma mecánica. El grado de filtración se determina por el tamaño de las partículas que pueden pasar por el filtro sin ser retenidas. Para la prueba se empleará un filtro de tipo cartucho, con un grado nominal de filtración de 20 µm, de tal forma de emular el grado nominal de filtración de un filtro convencional de arena sílica, utilizado en los sistemas a media y gran escala. El tipo de cartucho a utilizar en las pruebas de banco será de la marca Hydronix, Mod SDC 2.5 x 9 7/8 de fabricación en polipropileno, grado nominal de filtració de20 µm, capacidad de flujo de 2 a 8 GPM (ficha técnica en el anexo 2). Adsorción por Carbón activado Se utilizará la filtración den carbón activado, para la remoción de compuestos orgánicos no polares, así como compuestos halogenados, por el proceso de adsorción. Dado que para la operación de adsorción se requiere generalmente mayor tiempo de contacto que en la filtración mecánica de profundidad (la evaluación del requerimiento exacto no es viable al no ser fácil determinar el contenido de orgánicos no polares en las muestras de agua y el variar este contenido sensiblemente dentro de la misma corriente de muestreo), en esta parte del proceso se utilizarán 2 cartuchos en serie. Se utilizarán para las pruebas 2 cartuchos de carbón activado en bloque, de la marca Hidronix, Serie CB, de 2.5 x 7/8 con una capacidad adicional de filtración de sedimentos de grado nominal a 5 µm.

Adicionalmente, el agua obtenida en cada proceso será sometida a las pruebas analíticas descritas también en la sección siguiente.

6 Remoción de Dureza por Intercambio Iónico La dureza de Ca y Mg del agua, será removida en las pruebas por medio de una resina de intercambio catiónico, regenerada con salmuera y contenida en un cartucho rellenable de 2.5 x 9 7/8. La resina a utilizar será la Purolite C100 LT, ciclo sodio, de gel de poliestireno entrecruzado con DVB, con capacidad de intercambio de 2eq/lt. Dado el tamaño del cartucho rellenable empleado, para las pruebas se utilizarán ft 3 de resina de intercambio. Ósmosis Inversa La ósmosis es un fenómeno físico relacionado con el movimiento de un solvente a través de una membrana semipermeable. Supone la difusión simple a través de la membrana del agua, hacia otra corriente de agua del otro lado, concentrando las sales disueltas en el líquido que permanece. Para el ensayo se utilizará un sistema de ósmosis Inversa residencial, con una membrana Filmtec para 75 GPD y un filtro pulidor de carbón activado, para atrapar cualquier tipo de residuo inherente al desprendimiento de fibras en la operación de la membrana. El sistema incorpora una bomba booster para suministrar la presión suficiente para la adecuada difusión a través de la membrana de Ósmosis Inversa.

Dado el tamaño del cartucho rellenable empleado, para las pruebas se utilizarán 0.025 ft 3 de resina de intercambio.

7 DESCRIPCIÓN DE LOS MÉTODOS DE PRUEBA DE CALIDAD DE AGUA Prueba de Dureza Se utilizará un kit de prueba de dureza Total, marca Hanna Instruments, Mod. 5-B, método de titulación con EDTA, rango de 0-30 gpg (0-513ppm). Prueba de Sulfatos Se utilizará un kit de prueba sulfatos marca Hach, Mod. HI 38000, método turbidimétrico, rango de ppm, resolución de 5ppm. Prueba de Cloruros Se utilizará un kit de prueba de cloruros, marca Hanna Instruments, Mod. HI3815, método de titulación con nitrato de mercurio, rango de ppm, con resolución de 1ppm. Prueba de Sólidos Disueltos Totales Se utilizará un medidor digital de bolsillo, marca Hanna Mod. KIN Rango de 0 a 1999 ppm. Prueba de Fierro Se utilizará un kit de prueba, marca Hach, método colorimétrico con fenantrolina, rango de ppm.

HI 38000, método turbidimétrico, rango de 20-100ppm, resolución de 5ppm. Prueba de Cloruros Se utilizará un kit de prueba de cloruros, marca Hanna Instruments, Mod.

8 MEMORIA FOTOGRÁFICA Figura 1. Cartucho Filtrante para sólidos sedimentables Figura 2. Cartucho de carbón activado

9 Figura 3. Resina de Intercambio catiónico Figura 4. Membrana de Ósmosis Inversa

10 Figura 5. Regeneración con sal de resina de intercambio catiónico Figura 6. Montaje de equipo de purificación de agua de prueba.

11 Figura 7. Toma de muestras

12 RESULTADOS Tabla 2. Resultados de análisis en sitio, muestras de agua, ensayo de procesos de purificación. Parámetro Dureza Cloruros Sulfatos SDT Fierro muestra (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) Proceso I Proceso II Proceso III Proceso IV Proceso I. Filtración de sólidos sedimentables 20 µm Proceso II. Adsorción por carbón activado Proceso II. Suavización por intercambio catiónico Proceso IV. Ósmosis Inversa

4 Proceso II 188 24 70 334 0 Proceso III 0 28 60 331 0 Proceso IV 0 0 20 61 0 Proceso I.

13 ANEXOS 1. Estudio de calidad de Agua Histórico Planta Sika Mexicana Quretaro. 2. Fichas técnicas, equipos de purificación, banco 3. Fichas técnicas, Métodos analíticos de prueba

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