Tesis Chillon Boro

Páginas: 229 (57039 palabras) Publicado: 2 de junio de 2015
Reducción de boro en aguas procedentes
de la desalación
María Fernanda Chillón Arias

Facultad de Ciencias
Departamento de Ingeniería Química

REDUCCIÓN DE BORO EN AGUAS
PROCEDENTES DE LA DESALACIÓN

TESIS DOCTORAL

MARÍA FERNANDA CHILLÓN ARIAS

Alicante, Junio 2009

I

II

D. Daniel Prats Rico, Catedrático de Universidad, y D. Pedro José Varó Galváñ,
Profesor contratado Doctor (LOU),profesores del Departamento de Ingeniería Química
de la Universidad de Alicante,

CERTIFICAN: que Dña. MARÍA FERNANDA CHILLÓN ARIAS, Licenciada en
Ciencias Químicas, ha realizado bajo su dirección, en el Departamento de Ingeniería
Química de la Universidad de Alicante, el trabajo que con el título “REDUCCIÓN DE
BORO EN AGUAS PROCEDENTES DE LA DESALACIÓN”, constituye su memoria
para aspirar al Grado deDoctora en Ingeniería Química, reuniendo, a su juicio, las
condiciones

necesarias

para

ser

presentada

y

defendida

ante

el

Tribunal

correspondiente.
Y para que conste a los efectos oportunos, en cumplimiento de la legislación
vigente, firmamos el presente Certificado en Alicante, a 10 de mayo de 2009.

Fdo. Daniel Prats Rico

Fdo. Pedro J. Varó Galvañ

III

IV

AGRADECIMIENTOS

La presenteinvestigación fue llevada a cabo en el Departamento de Ingeniería
química de la Universidad de Alicante, bajo la dirección de los doctores D. Daniel Prats
Rico y D. Pedro Varó a los que quiero expresar mi agradecimiento por su ayuda y
colaboración, fundamental durante la realización del mismo.
También quiero agradecer a Laureano Valero i Brú, a Esther Hernández y a todo
el personal de ladesaladora “Canal de Alicante” su colaboración y apoyo en todo
momento, poniendo a nuestra disposición todas las facilidades y ayuda desinteresada.
A mi familia, sin cuyo apoyo moral hubiera sido imposible la realización del
presente trabajo.
Mi agradecimiento a la empresa estatal Aguas de las Cuencas Mediterráneas
S.A. por la financiación del proyecto de colaboración con el Instituto del Agua y de lasCiencias Ambientales a partir del cual se ha desarrollado el presente trabajo de
investigación.

V

VI

A mi familia

VII

VIII

ÍNDICE
1. RESUMEN

001

2. INTRODUCCIÓN

007

2.1. LA QUÍMICA DEL BORO

011

2.1.1. Boro presente en el agua

014

2.1.2. Toxicidad del boro en seres vivos

018

2.2. SITUACIÓN DE LA DESALACIÓN EN EL MUNDO

021

2.3. TÉCNICAS APLICADAS A LA DESALACIÓN

029

2.3.1.Procesos de evaporación (destilación o procesos térmicos)

030

2.3.1.1. Evaporación súbita multietapa

032

2.3.1.2. Destilación múltiple efecto

034

2.3.1.3. Destilación por compresión de vapor

035

2.3.1.4. Destilación solar

037

2.3.2. Procesos de membranas

037

2.3.2.1. Electrodiálisis

038

2.3.2.2. Ósmosis inversa

042

2.3.3. Otros procesos de desalación

043

2.3.3.1. Congelación

0432.3.3.2. Destilación con membranas

044

2.3.3.3. Depuración química o precipitación

044

2.4. TÉCNICAS DE ELIMINACIÓN DE BORO
2.4.1. Ósmosis inversa

047
047

2.4.1.1. Fundamentos

047

2.4.1.2. Transporte a través de las membranas de O.I.

051

2.4.1.3. Membranas de ósmosis inversa

063

2.4.1.4. Configuración de las membranas

066

2.4.1.5. Descripción de una planta de O.I.

068

2.4.1.6.Eliminación de boro en plantas de O.I.

072

2.4.2. Intercambio iónico

081
IX

2.4.2.1. Materiales de intercambio iónico

083

2.4.2.2. Fundamentos

087

2.4.2.3. Configuración del proceso

092

2.4.2.4. Resinas selectivas de boro

094

2.4.3 Otras técnicas de eliminación de boro

099

2.5.OBJETO Y ALCANCE DE LA PRESENTE INVESTIGACIÓN
3. INSTALACIONES EXPERIMENTALES

101
103

3.1. PLANTA PILOTO DEÓSMOSIS INVERSA

105

3.2. PLANTA PILOTO DE RESINAS DE INTERCAMBIO IÓNICO

107

3.3. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LAS MEMBRANAS DE
ÓSMOSIS INVERSA

109

3.3.1. Toray TM710

110

3.3.2. Hydranautics ESPA2-4040

111

3.3.3. Filmtec BW30-4040

112

3.4. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LAS RESINAS DE
INTERCAMBIO IÓNICO.

113

3.4.1. Rohm and Haas Amberlite IRA 743

113

3.4.2. Purolite S-108

114

3.4.3....
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