Técnicas de membrana para el tratamiento industrial del agua y de las aguas residuales

El proceso de membrana adecuado depende de los componentes del agua y de la calidad deseada del agua tratada. Para la eliminación de sólidos y coloides se suelen emplear la microfiltración o la ultrafiltración. La nanofiltración puede ser adecuada para la desalinización parcial y la separación selectiva de iones, mientras que la ósmosis inversa se utiliza cuando se requiere una desalinización profunda.

Para realizar una selección fiable, se necesitan, en particular, el análisis del agua, el caudal, el rendimiento deseado y la calidad objetivo.

La nanofiltración puede resultar útil cuando no se requiere una desalinización completa y se pretende reducir de forma específica iones polivalentes, componentes de la dureza o determinadas sustancias orgánicas disueltas de mayor tamaño.

Las aplicaciones típicas son el ablandamiento, la desalinización parcial y la reducción de sulfatos. Sin embargo, para una reducción significativa de la carga total de sales, suele ser más adecuado recurrir a la ósmosis inversa.

Sí. Las etapas de membrana suelen poder integrarse en las instalaciones existentes de tratamiento de agua y de aguas residuales. Algunos ejemplos típicos son la ultrafiltración previa a un sistema de ósmosis inversa ya existente, una etapa adicional de ósmosis inversa para mejorar la calidad del permeado o una etapa de nanofiltración para la desalinización parcial selectiva.

Son factores decisivos el pretratamiento existente, las reservas hidráulicas y la calidad del agua de entrada.

El rendimiento que se puede alcanzar varía en función del proyecto y depende, entre otros factores, de la salinidad, los componentes que causan la dureza, el silicato, el potencial de formación de incrustaciones, la temperatura y la configuración de la instalación. Por lo tanto, no tiene sentido establecer un valor general para las instalaciones industriales.

En el diseño, se elige el rendimiento más adecuado desde el punto de vista técnico y económico, de modo que la carga de la membrana, el volumen de concentrado y la estabilidad de funcionamiento estén en equilibrio.

La formación de incrustaciones se limita principalmente mediante un pretratamiento adecuado, la elección de la membrana adecuada y unas condiciones de funcionamiento controladas. Dependiendo del tipo de agua, puede ser necesario, por ejemplo, recurrir a la filtración, la ultrafiltración, el carbón activo, el tratamiento biológico o el pretratamiento físico-químico.

Además, es importante supervisar la presión, el caudal y la calidad del permeado, así como realizar una limpieza de las membranas adaptada a las necesidades.

Las incrustaciones se producen cuando las sales poco solubles del concentrado superan su límite de solubilidad. Este riesgo se evalúa durante la fase de diseño a partir del análisis del agua y del rendimiento previsto.

Entre las medidas posibles se encuentran la descalcificación, el ajuste del pH, la dosificación de antiescalantes, una recuperación adaptada y, en su caso, etapas adicionales de pretratamiento.

El concentrado resultante de los procesos de ósmosis inversa (RO) o de ósmosis natural (NF) contiene las sales retenidas y los componentes del agua en una concentración elevada. Dependiendo de la ubicación y la composición, puede verterse, someterse a un tratamiento adicional o conducirse a una etapa de concentración adicional.

El tratamiento del concentrado debe tenerse en cuenta ya en la fase de diseño de la instalación, ya que puede influir de manera significativa en la rentabilidad global de un proyecto de reutilización del agua.

Sí. La ósmosis inversa es un proceso muy utilizado en las plantas industriales de reutilización de agua cuando, tras el pretratamiento, es necesario reducir, sobre todo, las sales disueltas y los iones.

El permeado obtenido puede utilizarse, en función de la calidad requerida, por ejemplo, como agua de proceso, de limpieza, de refrigeración o de alimentación de calderas.

La ultrafiltración resulta especialmente útil cuando el agua de entrada contiene partículas, coloides o una carga microbiológica elevada. Estabiliza la calidad del agua antes del proceso de ósmosis inversa y, de este modo, puede reducir el riesgo de incrustaciones en el sistema de ósmosis inversa.

Por ello, en las plantas industriales de reutilización de agua, la combinación de UF y RO suele ser una solución técnicamente adecuada.

En el caso del agua desionizada, a menudo se recurre primero a la ósmosis inversa para reducir en gran medida las sales disueltas. Si se requiere una conductividad aún menor, puede seguirse de una etapa adicional de pulido.

Para ello, dependiendo de los requisitos de calidad, se pueden utilizar, por ejemplo, intercambiadores iónicos o EDI.