Ensayo Nanofiltración

1.- DEFINICIÓN

Se trata de una tecnología basada en la filtración por membranas realizada bajo presión  en la que solutos de diferente tamaño y carga son retenidos con distinta afinidad.
Combina características de ultrafiltración y ósmosis inversa, pues su mecanismo de separación se basa tanto en diferencias de tamaños, propio de la ultrafiltración, como en el modelo de disolución-difusión,tal como ocurre en ósmosis inversa.
En nanofiltración una parte del mecanismo de transferencia de masa se basa en la disolución – difusión, y el cual está intrínsecamente relacionado con el fenómeno de presión osmótica.
Las membranas están hechas de materiales como cerámica, polímeros y metales sintetizados.

2.- CARACTERÍSTICAS

Las membranas de nanofiltración tienen tamaños de poro delorden de nanómetros, de aquí el término de nanofiltración
La nanofiltración es una operación de media-baja presión.
Otra propiedad de las membranas de nanofiltración es la ligera carga superficial que poseen. La interacción de la carga juega un papel importante, y este principio sirve para separar iones de diferente valencia.
La selectividad de las membranas de nanofiltración depende de lanaturaleza química del material polimérico del que están compuestas. Algunos polímeros pueden ser hidrófobos o hidrófilos, las membranas más recomendables para trabajar con disoluciones acuosas son las que presentan características hidrófilas, puesto que membranas con características hidrofóbicas tienden a ensuciarse más rápidamente. El efecto Donnan influye en la selectividad de la membrana. (AWWA,1998)
El índice de rechazo, es otro parámetro que permite cuantificar el grado de selectividad de una membrana respecto de un determinado soluto, el cual nunca alcanza el 100%. Un porcentaje muy bajo de soluto pasará con la corriente de permeado de acuerdo con su coeficiente de reparto (afinidad del soluto por el material de la membrana) así como del coeficiente de difusión del soluto en la membrana.El índice de rechazo es la cantidad de masa que se rechaza entre la masa total procesada, y se expresa en porcentaje.
Finalmente, puede concluirse que las membranas de nanofiltración se caracterizan por:
* Carga iónica: los iones divalentes son mejor rechazados que los monovalentes, haciendo posible separar iones de diferentes valencias y tamaños.
* Peso molecular: especies de altopeso son mejor rechazados que los de bajo peso molecular.
* Grado de disociación: ácidos débiles como el ácido láctico es mejor rechazado a valores altos de pH, donde la disociación es completa.
* Polaridad: las sustancias menos polares son mejor rechazadas.
* Grado de hidratación: Especies altamente hidratadas son mejor rechazadas que las menos hidratadas (entalpía de hidratación).

2.Principales tipos de membranas
Las membranas requieren presión transmembránica que puede ser inducida por presión o vacío.

2.1 Membranas a presión
Son membranas de fibra hueca de gran superficie instaladas dentro de recipientes presurizados que sirven para aplicar la presión necesaria para la transferencia adecuada del fluido.
Existen dos tipos de membranas de fibra hueca operadas apresión:
· Membranas de adentro hacia afuera, en las que el afluente ingresa al interior del lumen de la membrana y el agua limpia se obtiene al pasar del interior de la membrana al exterior.
· Membranas de afuera hacia adentro, en las que el afluente viene por fuera de la membrana y el agua limpia se obtiene al pasar del exterior de la membrana al interior (lumen).
2.2 Membrana de fibra hueca operadaal vacío (Membrana ZeeWeedä)
Es un proceso revolucionario que usa poca energía y consta de módulos de microfiltración con membranas de fibra hueca de afuera hacia adentro que se sumergen en el agua de alimentación.
Las membranas, sumergidas dentro del denominado tanque de proceso, operan bajo una succión pequeña creada dentro de las fibras huecas por una bomba de filtración. El agua tratada...