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Osmosis inversa Introducción En el presente trabajo explicaremos en que consiste esta técnica, algunas de sus aplicaciones, las ventajas y desventajas respecto de los otros métodos existentes para tratamientos de aguas y se explicarán las condiciones en que opera la ósmosis inversa, la cual es solución para muchos de los problemas sobre abastecimientos de aguas y tratamiento de efluentes que hoy aquejan a poblaciones e industrias de todas partes del mundo. Principio de la Osmosis Inversa En el caso de la Osmosis, el solvente (no el soluto) pasa espontáneamente de una solución menos concentrada a otra más concentrada, a través de una membrana semi-permeable. Entre ambas soluciones existe una diferencia de energía, originada en la diferencia de concentraciones. El solvente pasará en el sentido indicado hasta alcanzar el equilibrio. Si se agrega a la solución más concentrada, energía en forma de presión, el flujo de solvente se detendrá cuando la presión aplicada sea igual a la presión Osmótica Aparente entre las 2 soluciones. Esta presión Osmótica Aparente es una medida de la diferencia de energía potencial entre ambas soluciones. Si se aplica una presión mayor a la solución más concentrada, el solvente comenzará a fluir en el sentido inverso. Se trata de la Osmosis Inversa. El flujo de solvente es una función de la presión aplicada, de la presión osmótica aparente y del área de la membrana presurizada. Los componentes básicos de una instalación típica de osmosis inversa consisten en un tubo de presión conteniendo la membrana, aunque normalmente se utilizan varios de estos tubos, ordenados en serie o paralelo. Una bomba suministra en forma continua el fluido a tratar a los tubos de presión, y, además, es la encargada en la práctica de suministrar la presión necesaria para producir el proceso. Una válvula reguladora en la corriente de concentrado, es la encargada de controlar la misma dentro de los elementos (se denominan así a las membranas convenientemente dispuestas). Hoy en día, hay 3 configuraciones posibles de la membrana: el elemento tubular, el elemento espiral y el elemento de fibras huecas. Más del 60% de los sistemas instalados en el mundo trabajan con elementos en espiral debido a 2 ventajas apreciables: • Buena relación área de membrana/volumen del elemento. Este elemento fue desarrollado a mediados de la década del 60, bajo contrato de la oficina de aguas salinas. En la actualidad estos elementos se fabrican con membranas de acetato de celulosa o poliamidas y con distinto grados de rechazo y producción.
Aplicaciones de la Osmosis Inversa
Rechazo de Membranas Inorgánicos
Orgánicos
** Depende del pH.
En la actualidad, el desarrollo de membranas con un rechazo de sales del 99.4 al 99.6% permite obtener agua de baja salinidad de una manera eficaz y económica, siendo la solución idónea para ubicaciones aisladas o allí donde el agua sea un bien escaso o de alto valor económico. El proceso básico es el siguiente. El agua de mar es tomada mediante una bomba de alimentación para ser impulsada a las unidades de pretratamiento que como mínimo incluirán pretratamiento químico mediante dosificación de los componentes apropiados para cada caso, y pretratamiento físico, que básicamente consistirá en una o dos etapas de filtración (filtración de arena multicapa y filtración fina mediante filtros de cartucho). Una vez pretratada el agua de mar es impulsada mediante una bomba de alta presión hacia las membranas, donde se producirá el fenómeno de la ósmosis inversa, separándose una corriente de agua de baja salinidad o permeado y otra de alta concentración o rechazo. Una variante en el proceso es la de poder recuperar la energía del rechazo mediante una turbina de recuperación energética que ayude a la bomba de alta presión en su trabajo, ya sea por acoplamiento mecánico al motor de la bomba o por acoplamiento hidraúlico a la corriente de alimentación, dependiendo del tipo de turbina a utilizar. El permeado o agua producto puede ser utilizado directamente o conducido hacia una línea de postratamiento, dependiendo del uso a que se destine el agua. Típicamente, y como ejemplo, para la producción de agua potable para consumo humano, el postratamiento se reduce a una cloración para esterilizar el agua y un endurecimiento por adición de Calcio. Las conversiones típicas para un sistema de ósmosis inversa van desde un 20% a un 45% dependiendo de cada caso particular, es decir de cada 100 litros de agua que se alimenta obtenemos de 20 a 45 litros de agua de baja salinidad, con unos consumos energéticos por metro cúbico de agua producida que oscilan entre 5,5 y 1,5 Kwh/m3. Es de señalar que como indicamos al principio someramente, el agua de mar debe ser tomada de un pozo a realizar en la costa, ya que de esta manera obtendremos un agua limpia, prefiltrada y libre de gérmenes, con el consiguiente ahorro en los costes de pretratamiento y aumento de la vida de las membranas. De la correcta realización de la toma depende la economía y eficacia de su sistema, por lo que en cualquier caso T&E DESALACION S.L., le asesorará ante su problema particular de toma de agua. |
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