ÓSMOSIS INVERSA. ELIMINACIÓN DE SÓLIDOS DISUELTOS DEL AGUA.

INTRODUCCIÓN A OSMOSIS INVERSA

La ósmosis inversa en lo que a purificación de agua se refiere, es una separación de lo que existe disuelto en el agua, obteniendo como resultado agua pura sin (casi) nada disuelto en ella. 

Para conseguirlo, el agua que queremos purificar se fuerza a pasar a presión por una lámina de membrana semipermeable con orificios similares al tamaño de una molécula de agua pura.

¿Qué significa semipermeable? Todos sabemos lo que significa impermeable, que el agua no puede pasar a través de un material. Permeable significa que el agua sí puede pasar por un material. Y semipermeable significa que parte del agua puede pasar por el material, y parte del agua no puede pasar por el material.

Las moléculas de agua que no logran pasar por la lámina de membrana semipermeable porque están unidas a otras moléculas de componentes disueltos, y por tanto son más grandes que los orificios, salen por otro conducto y es lo que denominamos agua rechazada (también denominado técnicamente como “concentrado” y “salmuera”, en inglés “concentrate” y “brine”).

Las moléculas de agua pura que sí logran pasar es lo que denominamos agua producida (técnicamente se denomina también como “permeado”, en inglés “permeate”).

De esta manera con ósmosis inversa separamos sólidos disueltos en el agua como por ejemplo Carbonato Cácico (cal), sales, y metales pesados disueltos en el agua.

El proceso de ósmosis inversa se realiza por medio de agua a presión que pasa a través de membranas de ósmosis inversa, es decir, se necesita una mínima presión para forzar las moléculas de agua pura a través de la membrana. 

MEMBRANAS DE OSMOSIS INVERSA

Las membranas de ósmosis inversa emplean la lámina semipermeable para la separación de los sólidos disueltos. 

En general las membranas de ósmosis inversa tienen una configuración cilíndrica de manera que se dispone la lámina enrollada en espiral sobre un tubo de polipropileno con orificios a lo largo del mismo.

El agua entra por un extremo de la membrana rotando en espiral y las moléculas de agua pura que logran pasar al tubo central son recogidas por éste y conducidas a un conducto de agua producida.

La moléculas unidas a otros contaminantes disueltos en el agua que no logran pasar por la membrana por su tamaño mayor, son conducidas al otro extremo de la membrana. Esto se denomina agua rechazada.

Evidentemente las membranas por sí mismas no funcionan. Necesitan una carcasa portamembrana adaptada a su tamaño con un orificio para la entrada de agua en un extremo; y 2 orificios en el otro extremo, uno para salida de agua producida (localizado en el centro coincidiendo con el tubo de polipropileno), y otro para salida de agua rechazada (localizado en la parte lateral).

Los portamembranas están preparados con una tapa roscada, en general con dos juntas tóricas que impiden el derrame por presión, y un hueco en la parte interna de agua producida para que se introduzca el extremo de la membrana que tiene 2 juntas tóricas.

La membrana, además, tiene otra junta tórica mayor que impide que el agua fluya por el portamembranas sin pasar previamente a través de la membrana.

El material de los portamembranas suele ser casi siempre de polipropileno para pequeñas aplicaciones para agua potable. 

El material de fabricación de las láminas de membranas es variado, pero en MEMBROM® utilizamos el más eficaz reconocido que es la lámina de membrana TFC (siglas en inglés de thin film composite) de compuesto de lámina fina elaborada partir de poliamida aromática. 

La lámina de membrana utilizada en las membranas MEMBROM® es de la marca DOW® FILMTEC™, empresa pionera en la fabricación de membranas de ósmosis inversa y reconocida mundialmente por fabricar las láminas de membrana más eficaces, así como membranas de ósmosis inversa con las láminas más avanzadas.

Hemos elegido para nuestras membranas MEMBROM® una lámina de FILMTEC™ capaz de rechazar menos agua (66-75%) y por consiguiente producir más agua (25-33%), manteniendo un ratio de purificación muy alto y separando el 97% de los sólidos disueltos.

Una de las características de la lámina de membrana FILMTEC™ es que no necesitan el liquido preservativo que necesitan otras marcas para mantener en buen estado la membrana antes de utilizarla por primera vez. Se entregan al usuario final secas, sin ningún líquido interno, lo que significa que pueden ser almacenadas nuevas en su precinto durante años sin prácticamente fecha de caducidad.

También distribuimos los últimos modelos de membranas de ósmosis inversa de FILMTEC™ capaces de separar hasta un 98-99% de sólidos disueltos a muy bajas presiones con gran resistencia a las incrustaciones calcáreas, llegando el modelo especializado AQUALAST™ a resistir hasta 2000 ppm de sólidos disueltos.

PREFILTRACIÓN DE ÓSMOSIS INVERSA

Las membranas de ósmosis inversa no pueden purificar agua por sí solas, sin una prefiltración adecuada ya que solamente están preparadas para separar sólidos disueltos. 

Antes de llegar el agua a las membranas de ósmosis inversa se necesita un tratamiento previo mediante microfiltración y adsorción (con d).

En general todas las aguas que purificamos, y nos referimos lo que nos dedicamos en MEMBROM® que es purificar agua dulce procedente de las redes de suministro de aguas municipales, tienen otros componentes que necesitan ser eliminados antes de llegar a la membrana de ósmosis inversa:

  • Sólidos en suspensión.
  • Hipoclorito sódico (cloro)

Para separar los sólidos en suspensión utilizamos filtros de sedimentos (microfiltración).

Para separar el cloro utilizamos filtros de carbón activado (adsorción, con d).

ELIMINANDO SEDIMENTOS

En general todas las membranas de ósmosis inversa necesitan una prefiltración nominal de 5 micras antes de que llegue el agua a la membrana, ya que los sólidos en suspensión menores de 5 micras obturan y deterioran las membranas causando una duración y rendimiento mucho menor.

Para cualquier marca de membranas, incluyendo MEMBROM® y FILMTEC™, una filtración de sedimentos nominal mínima del 50% sería suficiente.

Hemos comprobado que cualquier membrana de ósmosis inversa incluyendo MEMBROM® y FILMTEC™ tienen una duración y eficacia mucho mayor si se usan filtros de sedimentos con una filtración nominal del 82% como los que estamos comercializando.

Tenga en cuenta que en el sector del agua existen muchos filtros de sedimentos de 5 micras, pero que la mayoría de ellos no llegan a una filtración nominal del 50% por lo que no podrían llamarse “filtros de 5 micras” según norma internacional.

Los filtros de sedimentos MEMBROM® consiguen una filtración nominal del 82% de las micras especificadas y un 99% del siguiente tramo mayor, por lo que un filtro de sedimentos MEMBROM® retendrá un 82% de partículas de 5 micras y un 99% de las partículas de 10 micras, más que suficiente para alargar y proteger su membrana de ósmosis inversa por muchísimo tiempo, ya que, gracias a la configuración interna patentada de los filtros de sedimentos MEMBROM® se consigue además que tengan una larguísima duración de entre 15-20 veces más que un filtro de sedimentos convencional si le exigiésemos retener la misma cantidad de partículas que retienen los filtros de sedimentos MEMBROM®

ELIMINANDO EL CLORO

Todas las membranas de ósmosis inversa son muy sensibles al cloro y a otras sustancias oxidantes como por ejemplo el ozono y otros químicos desinfectantes.

El cloro deteriora las membranas, abre los poros y produce orificios por donde se introducen contaminantes que no deberían de pasar al conducto de agua producida y, en consecuencia, producen agua con una mayor cantidad de sólidos disueltos y aumenta el TDS y la conductividad del agua (CE), reduciendo así el rendimiento de las membranas de ósmosis inversa.

Para proteger a las membranas del cloro, se utilizan filtros de carbón activado. El objetivo es proteger la membrana del deterioro que produce el cloro y, si puede ser, eliminar todo el cloro antes de que llegue a la membrana.

Aunque casi todas las membranas tienen una capacidad especificada de soportar hasta 0,1 ppm de cloro, la verdad es que si no llega nada de cloro, la membrana durará mucho más.

En general la mayoría de los filtros de carbón activado convencionales no eliminan todo el cloro del agua, duran muy poco, y además sueltan muchas partículas de carbón activado que se disuelven en el agua y suben la cantidad de sólidos disueltos antes de llegar a la membrana. Por lo que, además de no proteger a la membrana adecuadamente, la fuerzan a purificar partículas de carbón activado añadidas a los sólidos disueltos que ya tenía el agua.

En MEMBROM® hemos diseñado unos filtros decloradores con carbón super-activado que garantizan la eliminación total de cloro, además de una bajísima emisión de partículas de carbón a la puesta en marcha que se eliminan fácilmente en solamente 5 minutos de aclarado. Hacemos notar además que los filtros de carbón activado MEMBROM® tienen una larguísima duración, siendo la eficacia de nuestra gama de filtros de 22.000 a 56.000 litros declorados.

PRODUCIENDO AGUA POR ÓSMOSIS INVERSA

Una vez que hemos eliminado sedimentos de 5 micras y cloro (sabor y olor) del agua, podemos dirigirla hacia la membrana de ósmosis inversa.

Como comentábamos antes, las moléculas de agua más pequeñas de agua más pura pasarán a través de la membrana (agua producida), y las moléculas de agua más grandes combinadas con otros elementos no serán capaces de traspasarla (agua rechazada).

Dependiendo del tipo de membrana que utilice, su composición y calidad, su capacidad de separación de sólidos disueltos, su capacidad de producción, y su ratio de producción y rechazo, la producción de agua purificada será diferente.

Por otra parte a todos los equipos de ósmosis inversa les afecta la velocidad del caudal, presión, la temperatura, y la cantidad y composición de los sólidos disueltos del agua que queramos purificar. Estos factores afectarán también a la cantidad y calidad del agua producida.

Es por esta razón que en las características de cada membrana MEMBROM® y FILMTEC™ indicamos las pruebas de laboratorio y resultados obtenidos con determinados sólidos disueltos, a una determinada presión, a un pH determinado, y a una tempetaura determinada. Y además indicamos que cada membrana individual puede sufrir variaciones de un 20% determinadas por estos factores variables, teniendo en cuenta también el ratio de producción/rechazo y la purificación obtenida.

En general, casi todos los equipos de ósmosis inversa que utilizan membranas de tamaño standard de una producción de 50 GPD, 75 GPD y 100 GPD ya están diseñados para que exista un equilibrio y que puedan producir agua purificada con filtros y membranas compatibles del mismo tamaño.

© Copyright 2020 Todos los derechos reservados de contenido por Jesús Manuel Taboada Cancelo

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on pinterest
Pinterest
Jesús Manuel Taboada Cancelo

Jesús Manuel Taboada Cancelo

Técnico Experto en Ósmosis Inversa

0