Análisis Exhaustivo丨Tecnologías de Membranas para el Tratamiento de Agua (UF, NF, RO): Profundizando en Ventajas y Desventajas

Membrana de nanofiltración (NF):

• Puede interceptar sustancias a nanoescala (0,001 micrones).

• Funciona en un rango entre ultrafiltración (UF) y ósmosis inversa (RO).

• Rechaza moléculas orgánicas con un peso molecular de aproximadamente 200-800 Daltons.

• Capaz de rechazar el 20%-98% de las sales disueltas, con tasas de eliminación más bajas de iones monovalentes en comparación con los iones multivalentes.

• Se utiliza principalmente para eliminar los compuestos orgánicos y el color de las aguas superficiales, la dureza y el radio de las aguas subterráneas y eliminar parcialmente las sales disueltas.

• Se utiliza para la extracción y concentración de sustancias valiosas en la producción alimentaria y farmacéutica.

• La presión de funcionamiento varía típicamente entre 3,5 y 30 bar.

Membrana de ósmosis inversa (RO):

• El mejor producto de separación por membrana; rechaza eficazmente todas las sales y compuestos orgánicos disueltos con un peso molecular > 100 Daltons, permitiendo el paso de las moléculas de agua.

• Ampliamente aplicado en desalinización de agua de mar y agua salobre, maquillaje de agua de alimentación de la caldera, agua pura industrial y producción de agua ultrapura de grado electrónico, purificación de agua potable,tratamiento de aguas residuales, y procesos de separación especializados.

Membrana de ultrafiltración (UF):

• Puede interceptar macromoléculas y proteínas de entre 1 y 20 nanómetros de tamaño.

• Permite que pasen pequeñas moléculas y sólidos disueltos (sales inorgánicas) mientras rechazan coloides, proteínas, microorganismos y moléculas orgánicas grandes.

• La presión de funcionamiento varía típicamente entre 1 y 5 bar.

Diferencias entre las membranas UF, NF y RO

• El valor de las emisiones de gases de efecto invernadero es el valor de las emisiones de gases de efecto invernadero.Tecnología de separación por membrana presurizada: bajo presión, pequeñas moléculas de soluto y disolvente pasan a través de una membrana con poros específicos, mientras que las moléculas de soluto más grandes se retienen.Purificación parcial de la solución.

• Nanofiltración (NF):Funciona entre UF y RO. Se utiliza principalmente para la desalinización municipal o industrial. Alcanza un rechazo de sal > 90%.La NF ofrece importantes ahorros de costes si no se requiere estrictamente la más alta pureza del agua.

• Se aplicará el método de reversión por ósmosis (RO):Una tecnología de filtración por separación por membrana que utiliza la diferencia de presión como fuerza motriz.producción de agua espacial, agua purificada, agua destilada; agua para diluir bebidas en la producción de alcohol; pretratamiento de agua en las industrias farmacéutica y electrónica; concentración, separación, purificación,y composición de soluciones en procesos químicos; desalinización/ablandamiento para el agua de alimentación de la caldera; desalinización de agua de mar/agua salobre; suministro de agua y tratamiento de aguas residuales para las industrias de fabricación de papel, galvanizado, impresión y teñido.

Comparación de las membranas RO vs UF:

• Los poros de la membrana de RO son aproximadamente 1/100 del tamaño de los poros de la membrana de UF. En consecuencia, los equipos de RO pueden eliminar eficazmente contaminantes químicos como metales pesados, pesticidas,y cloroformo del aguaLa UF puede eliminar las partículas contaminantes y las bacterias, todas las cuales también se eliminan eficazmente por la RO.

• Tanto los sistemas RO como UF utilizan elementos de membrana como su componente central.

  1. Calidad del agua y normas reglamentarias:Por ejemplo, la norma de recuento de bacterias para los efluentes: los sistemas UF en "Purificadores generales de agua" permiten hasta 100 CFU/ml; los sistemas RO son más estrictos, permitiendo sólo 20 CFU/ml.La calidad de los efluentes de RO es significativamente superior.

  2. Filosofía del uso del agua:Los sistemas RO proporcionan una salida de corriente dividida: agua purificada para beber/concentrado para lavar.aunque puede utilizarse para beber si la calidad del agua de alimentación es excelente.. (Nota: Esto depende en gran medida de la calidad del agua de la fuente y de la capacidad específica del sistema UF).

Ventajas de la ultrafiltración (UF):

• Generalmente no requiere una bomba, no consume electricidad, eliminando los problemas de seguridad eléctrica.

• Menos conexiones, menores requisitos de presión de agua, lo que resulta en menores tasas de fallas y fugas.

• Una estructura simple, un coste más bajo.

• Fácil operación, bajos costes de operación, no requiere aditivos químicos.

• Funciona en condiciones suaves (sin cambio de fase, cambio mínimo de temperatura/pH), preservando la actividad de las macromoléculas biológicas.

• Se utiliza principalmente para desalinizar, deshidratar y concentrar macromoléculas biológicas.

Ventajas de los sistemas de ósmosis inversa (RO):

• Alta seguridad del agua; elimina eficazmente varias impurezas dañinas.

• Se desempeña bien durante las emergencias de suministro de agua (suponiendo que el pretratamiento sea adecuado).

• Mejor sabor al agua.

• Reduce efectivamente la dureza del agua, minimizando la formación de escamas en los recipientes de calentamiento de agua.

Aplicaciones de las diferentes membranas en el tratamiento del agua:

• Nanofiltración (NF):Preparación de agua potable y purificación avanzada; tratamiento de aguas residuales (aguas residuales municipales, efluentes textiles/de tinción, efluentes de curtiduría, efluentes de galvanoplastia, efluentes de fabricación de papel).

• Se aplicará el método de osmosis directa (FO):Desalinización de agua de mar, tratamiento de aguas residuales industriales, tratamiento de lixiviación de vertederos.

• Se aplicará el método de reversión por ósmosis (RO):Purificación de aguas convencionales, tratamiento de aguas residuales municipales, tratamiento de aguas residuales de metales pesados, tratamiento de aguas residuales oleaginosas, etc.

Tecnología de membrana de tratamiento de agua: principios y flujos de proceso

Utiliza la tecnología de membrana como método de filtración principal, complementado con pretratamiento y otros equipos para lograr los objetivos de purificación.

Proceso de agua purificada RO en dos etapas:
Raw Water → Quartz Sand Filter → Activated Carbon Filter → Safety Filter → Multi-stage Pump → Primary RO Membrane (Concentrate Recovery) → Multi-stage Pump → Secondary RO Membrane (Concentrate Recovery) → Purified Water

Proceso de agua purificada RO de una sola etapa:
Agua cruda → Filtro de arena de cuarzo → Filtro de carbón activado → Filtro de seguridad → Bomba de varias etapas → Membrana RO primaria (recuperación de concentrado) → Agua purificada

Proceso de agua mineral / agua de manantial de montaña / agua purificada:
Agua cruda → Filtro de arena de cuarzo → Filtro de carbón activado → Filtro de seguridad → Ultrafiltración (UF) Membrana → Agua mineral / Agua de manantial de montaña / Agua purificada

Proceso de agua ultrapura / agua desionizada:
Raw Water → Quartz Sand Filter → Activated Carbon Filter → Safety Filter → Multi-stage Pump → Primary RO Membrane (Concentrate Recovery) (or use Two-Stage RO) → Primary Mixed Bed (MB) Unit → Secondary Mixed Bed (MB) Unit → Ultrapure Water