Desalación De Aguas Por Membranas

Tecnología de membranas en procesos de desalación de agua

FMR
Máster en Ingeniería Ambiental y Procesos Químicos y Biotecnológicos

Cartagena, Enero de 2013.

TECNOLOGÍA DE MEMBRANAS EN DESALACIÓN DE AGUA.

ÍNDICE
1.- INTRODUCCIÓN.
2.- PRETRATAMIENTOS PARA LOS PROCESOS DE DESALACIÓN USANDO MEMBRANAS.
2.1.- Uso de membranas en el pretratamiento
2.2.- Microfiltración
2.3.-Ultrafiltración
2.4.- Nanofiltración
2.5.- Pretratamientos físico-químicos
3.- TÉCNICAS DE DESALACIÓN. TECNOLOGÍAS DE MEMBRANA.
3.1.- Ósmosis inversa.
3.2.- Nanofiltración
3.3.- Electrodiálisis
3.3.1.- Principio de funcionamiento de la electrodiálisis
3.3.2.- La pila de electrodiálisis. Elementos Principales.
3.3.3.- Membranas.
3.3.4.- Espaciadores.
3.3.5.- Compartimiento de electrodos
4.-LIMPIEZA DE LAS MEMBRANAS.
4.1.- Procedimiento de limpieza y recomendaciones generales para ósmosis inversa y nanofiltración.
4.2- Procedimiento de limpieza y recomendaciones generales para electrodiálisis.
4.3.- Equipos de limpieza

1.- INTRODUCCIÓN.

La desalación es el proceso de separación de minerales disueltos (sales) y otras sustancias indeseables contenidas en las aguas salobres omarinas, para convertirlas en agua adecuada para el consumo humano, agua apta para uso industrial o agrícola.
Las tecnologías más utilizadas a nivel mundial, son la desalación mediante plantas de membranas semipermeables –en particular mediante ósmosis inversa–, y la destilación.
En España, actualmente se utilizan mayoritariamente los sistemas de membranas semipermeables de ósmosis inversa (OI), noasí en los países de oriente próximo, donde la técnica más utilizada sigue siendo la destilación (evaporación), mucho más costosa desde el punto energético.
La desalación se aplica tanto a aguas salobres como a las de mar. El empleo de la tecnología de membranas con aguas continentales tiene una finalidad correctora más que desalinizadora.
El uso de membranas en los procesos de desalación deagua, va más allá de un proceso específico como técnica de desalación de agua, sino que puede contemplarse como un añadido a los procesos de pretratamiento del agua a desalar. En el presente tema, nos centraremos en la tecnología de membranas y su aplicación dentro del entorno de la desalación de agua.

2.- PRETRATAMIENTOS PARA LOS PROCESOS DE DESALACIÓN USANDO MEMBRANAS.
En los procesos dedesalación, la misión del pretratamiento consiste en eliminar o reducir al máximo posible el riesgo de atascamiento de las membranas por acumulación de sustancias, materiales y microorganismos sobre su superficie. Este tipo de atascamiento reduce la vida y la eficiencia de las membranas, ya que empeora la calidad del agua tratada y produce un incremento de la presión necesaria para su funcionamiento.Para los procesos de membranas los objetivos del pretratamiento son los siguientes:
* Eliminar los sólidos en suspensión.
* Evitar la precipitación de óxidos metálicos.
* Evitar la precipitación de sales minerales.
* Reducir el contenido de materia orgánica del agua.
* Eliminar o reducir la actividad biológica del agua de entrada.

2.1.- Uso de membranas en el pretratamientoLa aplicación de tecnologías de membrana, tales como microfiltración (MF), ultrafiltración (UF) y la nanofiltración (NF), introducen nuevas posibilidades en las técnicas de pretratamiento en el campo de la desalación por osmosis inversa, en particular cuando las aguas tienen un alto poder de atascamiento. Estas tecnologías han sido intensivamente empleadas en el tratamiento de las aguassuperficiales destinadas a consumo humano, así como en tratamiento terciario de aguas residuales urbanas.
Desde el punto de vista teórico-práctico, el flujo J de agua a través de membranas de MF y UF, está definido por la siguiente ecuación fundamental:
J=∆Pη ∙ Rtotm
Donde
J = Flujo de agua (m3/m2. s).
ΔP = presión diferencial o presión transmembrana aplicada.
(PTM) en N/m2.
η = viscosidad dinámica...