La 贸smosis inversa, se la conoce com煤nmente como OI. Tambi茅n est谩 aceptada internacionalmente como聽RO聽, que proviene del ingl茅s: reverse osmosis. Se trata de un proceso en el que se desmineraliza o desioniza el agua empuj谩ndola bajo presi贸n a trav茅s de una membrana semipermeable de 贸smosis inversa.

驴Qu茅 es la 贸smosis?

Para comprender el prop贸sito y el proceso de la 贸smosis inversa, primero debe comprender el proceso natural de la聽贸smosis聽.

La 贸smosis es un fen贸meno natural. Se trata de uno de los procesos m谩s importantes de la naturaleza.聽Es un proceso en el que una soluci贸n salina m谩s d茅bil tender谩 a migrar a una soluci贸n salina fuerte.聽Los ejemplos de 贸smosis son cuando las ra铆ces de las plantas absorben agua del suelo y nuestros ri帽ones absorben agua de nuestra sangre.

A continuaci贸n, se muestra un diagrama que muestra c贸mo funciona la 贸smosis.聽Una soluci贸n menos concentrada tendr谩 una tendencia natural a migrar a una soluci贸n con una concentraci贸n m谩s alta.

Por ejemplo, si tuviera un recipiente lleno de agua con baja concentraci贸n de sal y otro recipiente lleno de agua con alta concentraci贸n de sal y estuvieran separados por una membrana semipermeable, entonces el agua con menor concentraci贸n de sal comenzar铆a a migrar. hacia el recipiente de agua con mayor concentraci贸n de sal.

Una聽membrana semipermeable聽es una membrana que permitir谩 que pasen algunos 谩tomos o mol茅culas pero no otros.聽Un ejemplo sencillo es una puerta mosquitera.聽Permite que pasen las mol茅culas de aire, pero no las plagas ni nada m谩s grande que los orificios de la puerta mosquitera.

Otro ejemplo es la tela de ropa Gore-tex que contiene una pel铆cula de pl谩stico extremadamente delgada en la que se han cortado miles de millones de peque帽os poros.聽Los poros son lo suficientemente grandes como para dejar pasar el vapor de agua, pero lo suficientemente peque帽os como para evitar que pase el agua l铆quida.

El proceso de 贸smosis inversa

osmosis inversa y directaEl proceso de 贸smosis inversa聽consiste en realizar la 贸smosis en sentido conrario.聽Mientras que la 贸smosis se produce naturalmente sin necesidad de energ铆a, para revertir el proceso de 贸smosis es necesario aplicar energ铆a a la soluci贸n m谩s salina.

Una membrana de 贸smosis inversa es una membrana semipermeable que permite el paso de mol茅culas de agua pero no la mayor铆a de sales disueltas, org谩nicos, bacterias y pir贸genos.聽Sin embargo, debe 芦 empujar 禄 el agua a trav茅s de la membrana de 贸smosis inversa aplicando una presi贸n que sea mayor que la presi贸n osm贸tica natural para desalinizar (desmineralizar o desionizar) el agua en el proceso, permitiendo el paso de agua pura mientras retiene una mayor铆a de contaminantes.

Cuando se aplica presi贸n a la soluci贸n concentrada, las mol茅culas de agua pasan a trav茅s de la membrana semipermeable y no se permite el paso de los contaminantes.

驴C贸mo funciona el proceso de 贸smosis inversa?

La 贸smosis inversa funciona mediante el uso de una bomba de alta presi贸n para aumentar la presi贸n en el lado de la sal del RO y forzar el agua a trav茅s de la membrana de RO semipermeable, dejando casi todas (alrededor del 95% al 99%) de las sales disueltas en el rechazo. corriente.聽La cantidad de presi贸n requerida depende de la concentraci贸n de sal del agua de alimentaci贸n.聽Cuanto m谩s concentrada es el agua de alimentaci贸n, m谩s presi贸n se requiere para superar la presi贸n osm贸tica.

C贸mo funciona el proceso de 贸smosis inversaEl agua desalinizada que est谩 desmineralizada o desionizada se denomina agua de permeado (o producto).聽La corriente de agua que transporta los contaminantes concentrados que no pasaron a trav茅s de la membrana de RO se denomina corriente de rechazo (o concentrado).

A medida que el agua de alimentaci贸n ingresa a la membrana de RO bajo presi贸n (presi贸n suficiente para superar la presi贸n osm贸tica), las mol茅culas de agua pasan a trav茅s de la membrana semipermeable y las sales y otros contaminantes no pueden pasar y se descargan a trav茅s de la corriente de rechazo (tambi茅n conocida como el concentrado o la corriente de salmuera), que va al drenaje o se puede volver a introducir en el suministro de agua de alimentaci贸n en algunas circunstancias para ser reciclado a trav茅s del sistema de 贸smosis inversa para ahorrar agua.聽El agua que pasa a trav茅s de la membrana de 贸smosis inversa se llama permeado o agua de producto y generalmente tiene alrededor del 95% al 99% de las sales disueltas que se eliminan.

Es importante comprender que un sistema de 贸smosis inversa emplea filtraci贸n cruzada en lugar de filtraci贸n est谩ndar donde los contaminantes se recolectan dentro del medio filtrante.聽Con la filtraci贸n cruzada, la soluci贸n pasa por el filtro, o atraviesa el filtro, con dos salidas: el agua filtrada va en un sentido y el agua contaminada en otro.聽Para evitar la acumulaci贸n de contaminantes, la filtraci贸n de flujo cruzado permite que el agua elimine la acumulaci贸n de contaminantes y tambi茅n permite suficiente turbulencia para mantener limpia la superficie de la membrana.

驴Qu茅 contaminantes elimina la 贸smosis inversa del agua?

La 贸smosis inversa es capaz de eliminar hasta el 99% de las sales (iones) disueltas, part铆culas, coloides, org谩nicos, y bacterias. Se debe se帽alar que no elimina por completo la presencia de virus y bacterias.

Una membrana de 贸smosis inversa rechaza los contaminantes seg煤n su tama帽o y carga. Cualquier contaminante que tenga un peso molecular superior a 200 probablemente sea rechazado por un proceso de 贸smosis inversa que funcione adecuadamente. Para establecer una referencia, una mol茅cula de agua tiene un peso molecular de 18.

Asimismo, cuanto mayor sea la carga i贸nica del contaminante, es m谩s probable que no pueda atravesar la membrana de 贸smosis inversa. Por ejemplo, un ion de sodio tiene una sola carga, es decir, es monovalente. Por eso, la membrana de OI no la retiene. Esto tambi茅n pasa con el ion de calcio, que es bivalente, es decir, que tiene dos cargas.

No se eliminan bien los gases

Esta es la raz贸n por el que el proceso de 贸smosis inversa no elimina muy bien los gases. Esto sucede con el di贸xido de carbono porque no est谩 altamente ionizado, y tiene un peso molecular muy bajo.

Debido a que la 贸smosis inversa no elimina los gases, el agua de permeado puede tener un nivel de pH ligeramente m谩s bajo de lo normal. Esto var铆a en funci贸n de los niveles de di贸xido de carbono presentes en el agua bruta. Estos con frecuencia se convierten en 谩cido carb贸nico.

La 贸smosis inversa es muy eficaz en el tratamiento de agua salobre, superficial y subterr谩nea. Es una t茅cnica adecuada para instalaciones de caudales grandes y peque帽os.

Algunos ejemplos de industrias que utilizan agua de 贸smosis inversa incluyen la farmac茅utica, el agua de alimentaci贸n de calderas, los alimentos y bebidas, el acabado de metales y la fabricaci贸n de semiconductores. Sin embargo, como ingenieros de aguas para nosotros la principal aplicaci贸n es el proceso de desalaci贸n de agua marina.

Etapas del proceso de 贸smosis inversa

La 贸smosis inversa es un proceso de tratamiento de agua que elimina los contaminantes del agua mediante el uso de presi贸n para forzar las mol茅culas de agua a trav茅s de una membrana semipermeable.

Durante este proceso, los contaminantes se filtran y eliminan. Esto permite dejar un agua potable, limpia y deliciosa. La 贸smosis inversa es capaz de eliminar hasta el 99 por ciento de 65 contaminantes diferentes, incluidos plomo, fluoruro, cloro, y sales disueltas.

En un proceso de 贸smosis inversa convencional, encontramos cuatro etapas:

鉁 Filtraci贸n de sedimentos

聽Filtraci贸n de carb贸n

Membrana de 贸smosis inversa

Filtraci贸n de afino

 

鉁 Filtraci贸n de sedimentos

Esta etapa de prefiltro est谩 dise帽ada para filtrar sedimentos, limo y suciedad. Es especialmente importante porque el filtro de sedimentos evita que la suciedad llegue a las delicadas membranas de 贸smosis inversa. La suciedad puede da帽ar gravemente las membranas y detener el proceso de 贸smosis inversa.

鉁 Filtraci贸n de carb贸n

El filtro de carb贸n est谩 dise帽ado para eliminar el cloro y otros contaminantes. Este tipo de contaminantes afectan el rendimiento y la vida 煤til de la membrana de 贸smosis inversa.

Otra gran ventaja de esta etapa es mejorar el sabor y el olor del agua.

鉁 Membrana de 贸smosis inversa

La membrana de 贸smosis inversa semipermeable est谩 dise帽ada para permitir el paso del agua, pero filtrar casi todos los contaminantes adicionales.

Es la etapa clave en el proceso de 贸smosis inversa. El agua debe atravesar la membrana con la presi贸n adecuada para no da帽ar las costosas membranas. El agua sin sales atraviesa la membrana, a la vez que las sales concentradas quedan retenidas y se evacuaran por el conducto dise帽ado para ello.

鉁 Filtraci贸n de afino

En un sistema de 贸smosis inversa de cuatro etapas, un post-filtro final (filtro de carb贸n) 芦pulir谩禄 el agua para eliminar cualquier sabor y olor restante en el agua. Este 煤ltimo filtro asegura que tendr谩 un agua potable excelente.

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Sistemas con 1 y 2 etapas de 贸smosis inversa

En un sistema de 贸smosis inversa de una etapa, el agua de alimentaci贸n entra al sistema como una corriente y sale como agua concentrada o permeada.

Sin embargo, en un sistema de dos etapas, el concentrado (o rechazo) de la primera etapa se convierte en el agua de alimentaci贸n de la segunda etapa. El agua de permeado que se recoge de la primera etapa se combina con el agua de permeado de la segunda etapa. Las etapas adicionales aumentan la recuperaci贸n del sistema.

En un sistema de 贸smosis inversa, una matriz describe la disposici贸n f铆sica de los recipientes a presi贸n en un sistema de dos etapas. Los recipientes a presi贸n contienen membranas de osmosis inversa. Generalmente, se encuentran entre una y seis membranas de 贸smosis inversa en cada bastidor. Cada etapa puede tener una cierta cantidad de recipientes a presi贸n con membranas. El rechazo de cada etapa se convierte entonces en el flujo de alimentaci贸n para la siguiente etapa sucesiva. En el sistema de 贸smosis inversa de dos etapas el concentrado (o rechazo) de los dos primeros bastidores alimenta al bastidor siguiente.

osmosis inversa de dos etapas

El pretratamiento en el proceso de 贸smosis inversa

El pretratamiento adecuado con tratamientos mec谩nicos y qu铆micos es fundamental para que un sistema de 贸smosis inversa funcione correctamente. El objetivo es evitar incrustaciones y fallos prematuros de la membrana de 贸smosis inversa.

A continuaci贸n se muestra un resumen de los problemas comunes que experimenta un sistema de 贸smosis inversa debido a la falta de un tratamiento previo adecuado.

El ensuciamiento de las membranas de 贸smosis inversa

El ensuciamiento ocurre cuando los contaminantes se acumulan en la superficie de la membrana y se obstruye reducciendo su paso real.聽Hay muchos contaminantes en el agua de alimentaci贸n municipal que son inofensivos para el ojo humano e inofensivos para el consumo humano, pero lo suficientemente grandes como para ensuciar (o tapar) r谩pidamente un sistema de 贸smosis inversa.

Es frecuente detectar el ensuciamiento en el extremo delantero de un sistema de 贸smosis inversa. La consecuencia directa es una mayor ca铆da de presi贸n en el sistema de 贸smosis inversa y un menor flujo de permeado.聽Esto se traduce en mayores costos operativos y eventualmente en la necesidad de limpiar o reemplazar las membranas de 贸smosis inversa.

El ensuciamiento se producir谩 periodicamente de forma 芦natural禄. Esto es debido al extremadamente fino tama帽o del poro que tienen las membranas de 贸smosis inversa. Esto es independiente del programa de mantenimiento y limpieza.聽Sin embargo, al contar con un pretratamiento adecuado, minimizar谩 la necesidad de abordar los problemas relacionados con las incrustaciones de forma regular.

Causas del ensuciamiento en membranas de 贸smosis

El ensuciamiento tiene diversas causas. Las m谩s frecuentes son:

鉁 Materia particulada o coloidal (suciedad, limo, arcilla, etc.)

鉁 Org谩nicos (谩cidos h煤micos / f煤lvicos, etc.)

鉁 Microorganismos (bacterias, etc). Las bacterias presentan uno de los problemas de ensuciamiento m谩s comunes, ya que las membranas de osmosis inversa no toleran un desinfectante tan fuerte como el cloro. Por lo tanto, los microorganismos a menudo pueden prosperar y multiplicarse en la superficie de la membrana. Pueden producir biopel铆culas que cubren la superficie de la membrana y dan como resultado una fuerte suciedad.

鉁 Avance de los medios filtrantes aguas arriba de la unidad de 贸smosis inversa. Los lechos de carb贸n GAC y los lechos de ablandamiento pueden desarrollar una fuga debajo del drenaje y si no se realiza una filtraci贸n posterior adecuada, el medio puede ensuciar el sistema de 贸smosis inversa.

Al realizar pruebas anal铆ticas, puede determinar si el agua de alimentaci贸n a su RO tiene un alto potencial de ensuciamiento.聽Para evitar la contaminaci贸n de un sistema de 贸smosis inversa, se utilizan m茅todos de filtraci贸n mec谩nicos.

Los m茅todos m谩s populares para prevenir las incrustaciones son el uso de filtros multimedia (MMF) o microfiltraci贸n (MF).聽En algunos casos, la filtraci贸n de cartucho ser谩 suficiente.

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Los antiincrustantes para membranas

Los antiincrustantes son productos qu铆micos que sirven para reducir el potencial de incrustaci贸n del agua de alimentaci贸n. Se a帽aden al agua de alimentaci贸n antes de una unidad de 贸smosis inversa

Los antiincrustantes y los inhibidores de incrustaciones aumentan los l铆mites de solubilidad de los compuestos inorg谩nicos problem谩ticos. Al aumentar los l铆mites de solubilidad, puede concentrar las sales m谩s f谩cilmente. Por lo tanto, estos productos alcanzan una mayor tasa de recuperaci贸n y funcionan con un factor de concentraci贸n m谩s alto.

Los antiincrustantes, e inhibidores de incrustaciones, act煤an interfiriendo con la formaci贸n de incrustaciones y el crecimiento de cristales. La elecci贸n del antiincrustante a utilizar y la dosis correcta depende de dos factores: la qu铆mica del agua de alimentaci贸n y el sistema de 贸smosis inversa.

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Limpieza de membranas de 贸smosis inversa

Las membranas de 贸smosis inversa inevitablemente requerir谩n una limpieza peri贸dica. Normalmente se realiza entre 1 y 4 veces al a帽o. Esto depende de la calidad del agua bruta. Como regla general, si la ca铆da de presi贸n normalizada o el paso de sal normalizado ha aumentado en un 15%, entonces es el momento de limpiar las membranas de 贸smosis inversa.

Si el flujo de permeado normalizado ha disminuido en un 15%, tambi茅n es hora de limpiar las membranas de RO. Puede limpiar las membranas de 贸smosis inversa en la propia instalaci贸n. Otra opci贸n es contratar una empresa especializada, y enviarles el sistema de 贸smosis inversa para una verificaci贸n completa. Se ha demostrado que la limpieza de membranas fuera del sitio es m谩s eficaz. El motivo es que disponen de los equipos y tecnolog铆a necesaria para ofrecer una mejor limpieza que los patines de limpieza en el sitio.

La limpieza de la membrana de 贸smosis inversa implica limpiadores de pH alto y bajo para eliminar los contaminantes de la membrana. La incrustaci贸n se aborda con limpiadores de pH bajo y los org谩nicos, coloidal y bioincrustante se tratan con un limpiador de pH alto.

La limpieza de las membranas de 贸smosis inversa no se trata solo de utilizar los productos qu铆micos adecuados. Tambi茅n, hay otros factores involucrados, como los flujos, la temperatura y la calidad del agua. Incluso los patines de limpieza dise帽ados y dimensionados correctamente y muchos otros factores que los t茅cnicos cualificados conocen para limpiar adecuadamente las membranas de 贸smosis inversa.

Lo que debes recordar sobre la 贸smosis inversa

La 贸smosis inversa es una tecnolog铆a eficaz y probada para producir agua de calidad. Es un proceso adecuado para el abastecimiento de agua potable a la poblaci贸n y muchas aplicaciones industriales. El producto que se obtiene es agua desmineralizada o desionizada.

El tratamiento posterior al sistema de 贸smosis inversa puede aumentar la calidad del agua producto y se conoce como remineralizaci贸n. Sirve para complementar el proceso de 贸smosis y ajustarlo a las aplicaciones requeridas.

La supervisi贸n realizada por un t茅cnico con una formaci贸n especializada en un sistema de 贸smosis inversa es fundamental para evitar aver铆as y reparaciones costosas.

Con el dise帽o correcto del sistema y un buen mantenimiento, las membranas de 贸smosis inversa pueden aumentar notablemente su vida 煤til. As铆, se reduce el plazo de amortizaci贸n de la instalaci贸n y aumenta la calidad del agua tratada.

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