INTRODUCCIÓN > Ósmosis Inversa

Transcripción

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2 Mediante la aplicación de presión a un fluido en un lado de una membrana semipermeable, es posible invertir el flujo natural de agua pura a partir de una zona de alta concentración de sal a una de baja concentración. Este proceso se llama ósmosis inversa. Ósmosis En el proceso de ósmosis, el agua se mueve de forma natural de un área de baja concentración de sal a través de una membrana semipermeable a una zona de alta concentración de sal. El movimiento de un agua pura para igualar las concentraciones de sal en cada lado de la membrana genera una presión llamada presión osmótica. MEMBRANA Ósmosis Inversa Ósmosis Inversa (RO) es un método de filtración que elimina muchos tipos de moléculas grandes y de iones en las soluciones mediante la aplicación de presión a dichas soluciones cuando se está a un lado de una membrana selectiva o semipermeable. El resultado es que las sales se retienen en el lado presurizado de la membrana, y se permite que el agua pura pare al otro lado. PRESIÓN OSMÓTICA PRESIÓN APLICADA Para ser selectivo, la membrana no debe permitir el paso de grandes moléculas o iones a través de los poros (agujeros), pero debe permitir que los componentes más pequeños de la solución (es decir, el agua en sí misma) pasen libremente. La RO es más comúnmente conocida por su uso en la purificación de agua potable a partir de agua de mar y agua salobre o de aguas residuales, mediante la eliminación de sales y otras sustancias no deseadas en el agua. También proporciona los más altos niveles en todos los métodos de filtración disponibles, y se utiliza a menudo en combinación con otros métodos a fin de optimizar los parámetros de rendimiento y funcionamiento generales del sistema, basado en la calidad del agua de alimentación. ÓSMOSIS El agua fluye a través de una membrana desde el lado de baja concentración de sal hacia el lado de alta concentración de sal. EQUILIBRIO La presión osmótica es la presión requerida para detener el flujo de agua y alcanzar el equilibrio. ÓSMOSIS INVERSA Mediante la aplicación de una presión externa mayor que la presión osmótica, se invierte el flujo de agua. El agua fluye ahora de una concentración de sal alta a una concentración baja. 01

3 Flujo Sostenible En la dinámica de fluidos, flujo es la tasa de flujo de volumen a través de una unidad de área. Las unidades típicas de medida son: galones por pie cuadrado por día (gfd) o litros por metro cuadrado por hora (LMH). Todos los sistemas RO buscan maximizar el flujo (es decir, el volumen de agua de alimentación que pasa a través de la unidad de área de la membrana) al tiempo que se minimiza el taponamiento y el ensuciamiento de la membrana. El taponamiento y el ensuciamiento llevan a un consumo de energía mayor, a menor calidad del agua producida y mayores costes de mantenimiento. Cada sistema de filtración de membrana tiene un flujo crítico, determinado por la naturaleza del agua de alimentación y el conjunto de parámetros de funcionamiento del sistema. El flujo crítico se define como el punto donde la combinación de la naturaleza del agua de alimentación y el conjunto de parámetros de funcionamiento del sistema resulta en una pérdida de flujo debido a las incrustaciones, taponamientos o depósitos de partículas sobre la superficie de la membrana. Por consiguiente, Flujo sostenible es el flujo que se puede mantener durante un período prolongado para el agua de alimentación y los parámetros operacionales del sistema, con un taponamiento y ensuciamiento mínimo de la superficie de la membrana. Los fabricantes de membranas suministran elementos de membrana con un conjunto de parámetros de test húmedo, obtenidos a través de pruebas de ensuciamiento e incrustación de agua libre. Para poder asegurar una operación estable lo que en la mayoría de los casos está por debajo de los parámetros de test de humedad los parámetros recomendados para el sistema operativo, los cuales crearán un flujo sostenible, se eligen para que estén por debajo del flux crítico. Por ejemplo, una presión baja del elemento RO (de 8 o de 16 de diámetro) pueden mostrar un flujo de 30 gfd (~51 lmh) en el test de humedad de fábrica para un tipo de membrana. En el caso de los elementos de 8, sin embargo, el flujo crítico puede ser de sólo 12 gfd (~20 lmh) en un conjunto normal de parámetros operacionales para el agua residual secundaria muy por debajo del flujo de test de humedad. Si se incorporara la membrana en un elemento diseñado convencionalmente con un diámetro de 16, los resultados serían idénticos, incluso más bajos. Los parámetros operacionales se establecerían normalmente a 10 gfd (~17 lmh), con el propósito de operar dentro de un margen de seguridad. En otras palabras, el incremento de la tasa de flujo sostenible de un sistema RO reduce la superficie requerida de la membrana y, por consiguiente, el número de elementos de membrana y sus cajas de presión. Esta reducción en los elementos de la membrana implica una planta de tamaño más pequeño, menor necesidad de capital y de costes operacionales, ya que se reducen los costes de recambio de membrana y de mantenimiento. Una planta más eficiente significa menores costes de purificación de agua. 02

4 FILTRACIÓN MICRO-FILTRACIÓN ULTRA-FILTRACIÓN NANO-FILTRACIÓN ÓSMOSIS INVERSA ARENA BACTERIA VIRUS PROTEINAS IONES 10+ MICRONES ESPECTRO DE FILTRACIÓN Una comparativa de las capacidades de rechazo de la ósmosis inversa con otras tecnologías de membrana. Planta de Tratamiento RO de Nuwater Las plantas de tratamiento RO utilizan cajas de presión y elementos de membrana con un diámetro de 16, e incorpora nuestro Distribuidor de Flujo Integrado (IFD) y nuestro dispositivo de Campo Electromagnético (EMF), al igual que una configuración innovadora de la membrana. Esta combinación de tecnologías mejora de forma radical las condiciones hidráulicas en las cajas de presión y las membranas, resultando en un incremento substancial del flujo crítico, y por ende del flujo sostenible. Las plantas de 16 de NuWater son simplemente más eficientes que la convencionales de 8". En el caso de aguas residuales secundarias, el flujo crítico en el módulo RO de NuWater es de alrededor de 28 gfd (~48 lmh) y el flujo sostenible puede seleccionarse a 24 gfd (41 lmh) sin ningún problema. Esta es una mejora significativa respecto a los sistemas de 8 en los que el flujo sostenible se encuentra en la región de 10 gfd (17 lmh). Las plantas de desalinización de agua de mar del NuWater logra mejoras similares en condiciones hidráulicas. La información de test de humedad para un elemento de agua de mar indica normalmente el flujo en la región de 20 gfd (34 lmh). Las plantas más convencionales de SWRO que usan elementos de 8 operan con un flujo sostenible de 6 a 10 gfd (~10 a 17 lmh). Las plantas SWRO de NuWater de 16 de diámetro operan consistentemente con un flujo sostenible notablemente más alto, de 13 a 16 gfd (~22 a 27 lmh). Las mejoras en las condiciones hidráulicas de los módulos RO de las plantas NuWater se consigue con mucho más control sobre las incrustaciones, la suciedad y los depósitos de partículas en los elementos. Nuestro Distribuidor de Flujo Integrado (IFD) reduce muchísimo o elimina completamente la carga microbiana en el extremo delantero de la planta. Este tipo de suciedad es el parámetro limitador para el flujo sostenible en las plantas convencionales que usan un diámetro de 8. El IFD asegura una distribución equilibrada del flujo de alimentación y crea una velocidad de flujo cruzado mayor, lo que permite el incremento del flujo sin que haya suciedad en la superficie de la membrana, normalmente asociada a este hecho. Nuestro dispositivo EMF reduce el nivel de suciedad potencial al generar el agregado de microbios (partículas), previniendo que se depositen en la superficie de la membrana. El dispositivo EMF también cambia la morfología de la substancias incrustadas que se pueden formar en los últimos elementos de la caja de presión, donde podría haberse superado la solubilidad de las sustancias. En una planta NuWater, por ejemplo, el sulfato de calcio se precipita como una substancia esponjosa, en vez de cristalizada, lo que puede formar una barrera en la membrana. La substancia esponjosa se puede limpiar fácilmente mediante el flujo concentrado sin depositarse en la superficie de la membrana, impidiendo que se generen incrustaciones dañinas. 03

5 Las plantas innovadoras de 16 de NuWater usan un máximo de 4 elementos por caja de presión, asegurando un flujo concentrado óptimo y facilitando un proceso de limpieza in situ (CIP) que funciona sin interrumpir la producción. Gracias a ello, se mantienen los niveles de desempeño de la membrana y la planta. En cambio, es bien sabido que las plantas RO de 8 requieren un procedimiento de limpieza exhaustivo con la planta paralizada, reduciendo el flujo en un 10% a un 15% debido a la suciedad, lo que resulta en la reducción de la planta. Las plantas NuWater consisten de módulos montados sobre remolques acoplados, facilitando su expansión, reduciendo su tamaño y abaratando sus precios con respecto a las plantas convencionales de 8. Añada Módulos RO Las plantas de NuWater consiguen algo novedoso y único; un flujo alto y sostenible por periodos largos de tiempo sin procedimientos de limpieza de una ejecución tediosa, cara y larga. Beneficios de la Ósmosis Inversa (RO) de Nuwater Añada Módulos de Pre- Tratamiento La tecnología RO de 16 incorporada a las plantas de tratamiento de aguas de NuWater ha generado confusión y frustración entre académicos y competidores a la par, ya que desafía puntos de vista mantenidos durante mucho tiempo sobre la consecución de un flujo sostenible. Estas tasa mayores de flujo sostenible, y el uso de cajas de presión y elementos de membrana de 16 de diámetro implica que las plantas de gran capacidad de NuWater son más notablemente pequeñas que las planta de 8 convencionales. Esto permite que las plantas de gran capacidad de NuWater sean modulares y móviles, dando a los clientes las opciones más flexibles para ajustarse a sus necesidades de purificación de agua. El diseño de plantas más pequeñas y eficientes permite a NuWater ofrecer servicios de purificación de agua completamente gestionados a precios competitivos, todo ello junto a unos servicios de atención al cliente difícilmente igualables por la competencia. Rétenos a limpiar su agua. Tap Tomorrow 04

6 Tap Tomorrow SUDÁFRICA NuWater Campus, 87 Capricorn Drive, Capricorn Park, Muizenberg, 7945, Ciudad del Cabo, Sudáfrica TEL / info@nuwater.co.za Casi el 70% del agua dulce de La Tierra se encuentra congelada en capas de hielo, glaciares, nieve y suelo congelado. La Antártica guarda hasta el 90% de este agua. Los únicos ríos de la Antártida son riachuelos de agua derretida. SINGAPUR Innovation Centre, Block 2 Unit 245, 18 Nanyang Drive, NTU, Singapur TEL / info@nuwater.com.sg REINO UNIDO 39 Elmfield Avenue, Teddington, Middlesex, TW11 8BU, Reino Unido TEL / info@nuwaterglobal.com PÁGINA WEB