Existen diversos métodos de filtración del agua para que pueda ser utilizada para distintos fines, entre los que destaca la ósmosis inversa. Actualmente es utilizada en industrias e incluso en residencias debido a su alta efectividad. Requiere de una membrana de ósmosis inversa entre otras fases y equipos para asegurar su efectividad.
¿EN QUÉ CONSISTE LA ÓSMOSIS INVERSA?
Antes de comentar sus aplicaciones, es importante saber en qué consiste y cuáles son las características de una instalación que recurre al sistema de ósmosis inversa. Se trata de un proceso, en el que disminuye un caudal con ayuda de una membrana semipermeable y se ejerce una fuerza de empuje mayor a la presión osmótica en sentido opuesto al proceso de ósmosis.
Se obtiene así la separación de las sustancias en el agua en un lado de la membrana y del otro se consigue una solución diluida con bajos niveles de sólidos disueltos. Al primer lado se llama concentrado y al segundo permeado. La ósmosis inversa es utilizada para desalinizar el agua salobre y procedente del mar, además para retirar materia orgánica y aislar contaminantes en el líquido.
¿QUÉ CONSIDERAR PARA PROLONGAR SU VIDA ÚTIL?
Para que las instalaciones de ósmosis operen adecuadamente, se requieren sistemas de pretratamiento, equipo de bombeo de alimentación, portamembranas y equipos dosificadores de químicos, como la bomba dosificadora. Requiere también de membranas, que se fabrican mediante el enrollamiento en espiral de membranas.
Durante las operaciones el agua ingresa a presión por un lado del housing y a medida que fluye tangencialmente a la membrana, parte de ella la atraviesa y pasa hacia el colector de permeado mientras que el agua con alta concentración de sal sale por el otro lado de la membrana.
Los elementos de la última pueden instalarse en distintos arreglos, por ejemplo, su concentrado puede alimentar a otra membrana para aumentar la recuperación del líquido. Otro arreglo consiste en alimentar una membrana con el permeado de otra membrana para reducir más la concentración de sólidos.
El pretratamiento es importante para prolongar la vida útil de las membranas y lograr óptimos rendimientos en la reducción de sólidos disueltos. Tiene el objetivo de prevenir las incrustaciones, que ocurren comúnmente cuando sales de baja solubilidad como magnesio y calcio se incrustan en sus poros. Controlar este problema es posible con el uso de antiincrustantes y el ajuste del pH.
Otros contaminantes capaces de afectar las membranas son los sólidos suspendidos, que pueden obstruir la alimentación o saturarlas. Para evitar este problema, se recurre al uso de filtros capaces de retener partículas mayores de cinco micras. Otra solución en la fase de pretratamiento es la desinfección con pastillas de cloro, sin embargo, es importante corroborar que sean compatibles con las membranas, ya que algunas pueden dañarlas.
Las plantas que usan este método se distribuyen de la siguiente forma:
- El 50% desaliniza agua de mar y salobre.
- El 40% produce agua ultrapura para la industria farmacéutica, electrónica y productora de energía.
- El 10% usa la ósmosis inversa para descontaminar aguas.
Con respecto a las aplicaciones de la ósmosis inversa, pueden dividirse en generales e industriales, que abordaremos a continuación.
APLICACIONES GENERALES
Comprende las siguientes aplicaciones:
DESALINIZACIÓN DE AGUAS SALOBRES
Este tipo de aguas poseen salinidad de 2,000 a 10,000 mg/L. Durante su tratamiento se usan presiones de 14 a 21 bar para obtener coeficientes de rechazo mayores al 90% y lograr aguas con concentraciones de sal menores de 500 mg/L. Las instalaciones tratadoras de aguas salobres usan la membrana de ósmosis inversa enrollada y módulos.
DESALINIZACIÓN DEL AGUA DE MAR
Los niveles de salinidad varían según la región, sin embargo, suelen ser de 30,000 a 40,000 mg/L. Las membranas usadas para lograr condiciones de potabilidad son de poliamida de tipo fibra hueca, capaces de proporcionar coeficientes de rechazo mayores al 99.3% con presiones operativas de 50 a 70 bar. Si bien es útil, posee costos no competitivos en comparación con otros métodos.
PRODUCCIÓN DE AGUA ULTRAPURA
La ósmosis inversa proporciona agua de alta calidad para la industria electrónica y derivada del agua del consumo, sin embargo, implica el bioensuciamiento de las membranas, por lo que se requiere radiación UV como sistema de esterilización.
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
Se trata de una aplicación limitada por los altos costes operativos y los problemas de ensuciamiento de las membranas. Para las aguas residuales de industrias, se usa para optimizar costos operativos por medio de la recuperación de componentes de valor, que pueden reciclarse nuevamente.
Algunos ejemplos de industrias que lo utilizan son las de pintura de estructuras metálicas y de galvanoplastia, que permiten reducciones considerables del consumo de agua. En el caso de aguas residuales urbanas se indica como un tratamiento terciario y que permite obtener agua de calidad y apta para el consumo humano.
APLICACIONES INDUSTRIALES
Este método es usado en muchos sectores industriales, sin embargo, las que más lo utilizan son las siguientes:
INDUSTRIAS FARMACÉUTICAS, ALIMENTARIAS Y SIMILARES
En ellas y otras como la industria química, cosmética, médica, biotecnológica, entre otras se usa líquido osmotizado, ya que en muchos procesos se requiere agua de alta calidad. El agua osmotizada consiste en el punto de partida para obtener agua ultrapura.
INDUSTRIA PRODUCTORA DE AGUA PARA EL CONSUMO HUMANO
En varios lugares del mundo no hay suficiente agua dulce o con la calidad adecuada para abastecer a las poblaciones. Ya sea que el problema sea de calidad (agua con pesticidas, nitratos, metales o salobres) o de cantidad, el uso de la membrana de ósmosis inversa es la opción más asequible para obtener líquido para el consumo humano.
REUSO DE AGUA RESIDUAL
Hay muchos casos donde los efluentes de los procesos de tratamiento del agua residual deben tratarse para optimizar su calidad hasta que puedan reutilizarse. Algunos de ellos son los procesos donde se consumen altos caudales del agua, por ejemplo, la industria textil o cuando el efluente es vertido es al medio natural para recargar acuíferos. Otros casos son aquellos donde se busca evitar el vertido de líquidos y el total de los efluentes son tratados para usarse nuevamente.
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