TRATAMIENTO DE AGUAS MEDIANTE TECNOLOGÍAS DE MEMBRANAS CONCEPTOS BÁSICOS

Transcripción

1 TRATAMIENTO DE AGUAS MEDIANTE TECNOLOGÍAS DE MEMBRANAS CONCEPTOS BÁSICOS

2 Tecnologías de Membranas Tecnologías de Membranas Se basan en el movimiento de un soluto o un solvente a través de una membrana con permeabilidad selectiva. Para todos los procesos de membrana que vamos a discutir, el flujo que entra a la membrana se llama alimentación. Para los procesos con membranas con poros más pequeños ultrafiltración, nanofiltración y ósmosis inversa, el agua purificada que sale se llama permeado porque este es el fluido que pasa los poros de las membranas. También se conoce como el torrente de producto. El torrente de material descartado se llama concentrado.

3 Tecnologías de Membranas Espectro de Filtración por Membranas

4 Tecnologías de Membranas Espectro de Filtración por Membranas

5 Tecnologías de Membranas Microfiltración Espectro de filtración entre 0.04 y 20 micras. Generalmente se utilizan sistemas de filtración de cartucho sin salida en el rango entre 0.2 y 10 micras. También los hay del tipo de flujo cruzado. Normalmente se utiliza el filtro de 10 micras para la remoción de material suspendido y partículas finas de carbón. El filtro de 0.2 micras elimina la mayor parte de las bacterias pero no las sales disueltas. El uso de microfiltros es importante para nuestras aplicaciones; especialmente como parte del diseño de nuestro pre-tratamiento mínimo.

6 Tecnologías de Membranas Ultrafiltración Proceso de filtración impulsado por la presión a través de una membrana semipermeable, la cual puede ser del tipo hollow fiber, flat sheet, spiral wound. Sistema de filtración de flujo cruzado o lecho muerto, sin reemplazo de cartuchos y con hasta 98% de recuperación del agua entrante. A veces se usa como pretratamiento para RO o NF. Remoción de defectos físicos (color, turbidez, partículas). Remoción de bacterias, virus y protozoarios. Las membranas de ultrafiltración se están haciendo más comunes y útiles para los procesos de membrana combinados, en donde la ultrafiltración puede ser parte del pretratamiento para un sistema de ósmosis inversa.

7 Ultrafiltración Tecnologías de Membranas

8 Ultrafiltración Tecnologías de Membranas

9 Ultrafiltración Tecnologías de Membranas

10 Ventajas de la Ultrafiltración Suministra una protección excelente contra bacterias, Cripto y orgánicos. El formato de Fibra Hueca da >95% de recuperación del agua de entrada. Resistente a la contaminación biológica y con cloro. No es necesario protección contra la contaminación o incrustación. Completamente automatizada con ciclo de retrolavado corto para evitar contaminar la membrana. Integridad comprobable. Baja presión de operación (1 bar). Tecnologías de Membranas

11 Tecnologías de Membranas Nanofiltración Proceso impulsado por la presión a través de una membrana semipermeable con un amplio rango de características de desempeño entre la Ósmosis Inversa y la Ultrafiltración. Conocida también como Suavizamiento por Membrana y anteriormente conocida como Ósmosis Inversa de baja presión. Actualmente se considera que ambas tecnologías son diferentes. Junto con estas presiones menores hay también un rechazo menor de ciertos componentes

12 Tecnologías de Membranas Ósmosis Inversa La Ósmosis Inversa involucra la aplicación de presión a una membrana con permeabilidad selectiva. Esto obliga al agua purificada a pasar a través de la membrana y a separarse de las impurezas.

13 Tecnologías de Membranas Ósmosis Inversa Para agua salobre, también conocida como brackish water (BW), usualmente de un 100% del agua que ingresa al sistema de Ósmosis (Alimentación), se recupera el 75% como agua filtrada o permeado, mientras que el 25% restante se conoce como rechazo o concentrado.

14 Alcance de la Ósmosis Inversa La ósmosis inversa puede: Tecnologías de Membranas Ser un sistema completamente automático que produce agua desmineralizada aunque no necesita reactivos para su regeneración, como ocurre con el intercambio iónico. Producir agua purificada a partir de una corriente de alimentación (permeado). La ósmosis inversa NO puede: No puede concentrar al 100%. No puede separar al 100%.

15 Ventajas de la ósmosis inversa: Reducción importante de los sólidos disueltos totales. No se generan lodos. Tecnologías de Membranas Ósmosis Inversa: Ventajas vs. Desventajas Es un tratamiento relativamente limpio menor uso anual de reactivos que otros tratamientos (Cal, IX). Desventajas de la ósmosis inversa: 25% de rechazo no puede reutilizarse para la producción. Potencial de altos costos operativos al compararlos con tratamientos convencionales. Estos gastos dependen del tamaño del equipo y de la situación geográfica de la planta de tratamiento.

16 Tecnologías de Membranas Ósmosis Inversa La Ósmosis Inversa se considera con frecuencia el estándar de oro de los procesos de membrana porque elimina el mayor porcentaje de contaminantes y probablemente porque es el más conocido. Los puntos críticos a considerar son la calidad del agua cruda y el diseño del pretratamiento. El pretratamiento es CRÍTICO para la protección de las membranas y puede representar hasta un 50% de la inversión inicial de capital.

17 Tecnologías de Membranas Diagrama típico de Procesos de Membranas

18 Tecnologías de Membranas Comparación de los Procesos de Membrana Ninguno de los tratamientos de membrana, NI SIQUIERA la ósmosis inversa produce agua totalmente estéril. Todos los parámetros microbiológicos se listan como cerca del100%.

19 Membranas de Ósmosis Reversa Ósmosis Reversa

20 Membranas de Ósmosis Reversa Ósmosis Reversa

21 Membranas FILMTEC Ósmosis Reversa

22 Consideraciones de Diseño Ósmosis Reversa

23 Consideraciones de Diseño Ósmosis Reversa Recuperación es un término usado comúnmente para los sistemas de filtración por membrana. La recuperación se define como la relación entre el flujo de permeado y el flujo de alimentación, generalmente expresado en forma de porcentaje. Este es un parámetro crítico porque con frecuencia está directamente relacionado con la contaminación de la membrana debido a la precipitación de algunos compuestos químicos sobre la superficie de la membrana.

24 Consideraciones de Diseño Ósmosis Reversa Consideremos lo siguiente: Si forzamos más agua a pasar a través de la membrana, tendremos un mayor flujo de permeado y en consecuencia una mayor recuperación. Con frecuencia esto es deseable desde el punto de vista del rendimiento del agua purificada. Sin embargo, si empujamos más agua a través de la membrana, también estamos permitiendo el paso de tres a cinco veces la cantidad de contaminantes en el agua de entrada a la parte de alta presión de la membrana. Expresado sencillamente, hay menos agua y el torrente es mucho más concentrado; así nos arriesgamos a que algunas sales de la solución precipiten. Para evitar esto, con frecuencia la recuperación es limitada por el diseño y la operación del sistema.

25 Problemas en el desempeño Ósmosis Reversa Contaminación de la Membrana Causada por materiales orgánicos y biológicos que se adhieren a la superficie de la membrana y la bloquean. Incrustación de la Membrana Causada por el aumento en la concentración de sales por encima de su nivel de saturación este factor afecta directamente los niveles de recuperación. Degradación de la Membrana Causada por hidrólisis, ataque microbiano o disolución química del material de la membrana

26 Principios Básicos EDI Electrodeionización

27 Configuración en Espiral (Dow) Electrodeionización

28 Electrodeionización Configuración del Modulo EDI Dow

29 Ventajas del Modulo EDI Dow Electrodeionización

30 Ventajas Sistema 2 Pass RO + EDI Electrodeionización

31 Sistemas de EDI Electrodeionización

32 TRATAMIENTO DE AGUAS ACEITOSAS MEDIANTE TECNOLOGÍAS DE MEMBRANAS III SEMINARIO DE TECNOLOGÍAS PARA EL TRATAMIENTO Y APROVECHAMIENTO DE AGUAS Coro, Edo. Falcón

33 Aguas Aceitosas Efluentes compuestos por residuos de crudo, aceites minerales, vegetales y otros contaminantes.

34 Aguas Aceitosas Cómo se generan las Aguas Aceitosas? Agua Producida Barcazas (Sentina) Residual de la fabricación de lubricantes Limpieza / arrastre de derrames

35 Aguas Aceitosas Métodos de Separación Centrífugas Evaporadores Flotación de Aire (DAF) Tecnologías de Separación por Membranas

36 Separación por Membranas Tecnologías de Membranas UF BPH (Back Pulse Hammer) VSEP (Realzado de Cizalla Vibratorio) CUF (Ceramic Ultrafiltration)

37 Separación por Membranas Características Membranas SiC Flux mas elevado del mercado 3 l/m 2 h (0.04 µm) Resistencia Química ph 0-14 Resistencia Térmica 800 C Material Hidrofílico Disponible en varios tamaños Desde 3 µm hasta 0.04 µm

38 Caso de Estudio SiC Tratamiento de Agua Producida para Reinyección

39 P&ID Sistema UF SiC

40 GRACIAS POR SU ATENCIÓN! UAT de Venezuela, C.A. J ra. Avenida, entre 7ma y 8va Transversal de los Palos Grandes Qta. San Judas. Caracas, Venezuela. Teléfonos: (0212) (0414)