Osmosis Inversa

 

INTRODUCCIÓN OSMOSIS INVERSA.Es una tecnología relativamente moderna, es el tratamiento de aguas más utilizado a escala industrial en la desalinización de agua salobres. La gran ventaja de la osmosis inversa de otras tecnologías es a un coste constante podemos retirar el 95% de las sales que a é l lolblerg queentelaselim agiu sal sa ea s,n, igauuan lm naas psreáacntic ica ato mta elnm teenteel 100% de los virus y bacterias que se encuentran el agua de alimentación.

 

OSMOSIS INVERSA

 

Osmosis directa Es un proc proces eso o na natu tura rall que que tien tienen en lugar en todas las células vivas, permite obtener agua pura a partir part ir del del agua agua del del medi medio o natu natura ral, l, por la difusión y paso de las membranas de las células de carácter   SEMIPERMEABLE   . El proceso de paso de agua a través de esta membrana semipermeable continua hasta equilibrio.

el

punto

de

 

 MEMBRANAS SEMIPERMEABLES Es cu cual alqu quiier mem embr bran ana a ya se sea a vege vegeta tal, l, animal o sintética, que deja pasar con más facilidad el agua que las sales contenidas en una disolución. Ejemplo: las plantas extraen el agua pura contenida en el suelo a través de las raíces, para diluir la alta concentración de sabia, que se va concentrando constantemente por la evaporación de agua por las hojas.

 

OSMOSIS INVERS Es el proceso para obtener agua pura, part pa rtie iend ndo o de ag agua ua co cont ntam amin inad ada a o sal salob obre re.. Este proceso se realiza aplicando una presión exterior hidráulica al agua con mayor concentración de sales, de tal manera que creamos una corriente inversa de agua pura a través de la membrana semipermeable semiperme ablelugar . La difusión a través de la membrana, tiene para el agua y no para las sales, por lo que dejará todos sus contaminantes esta purificación de agua.

 

DIFERENCIA

 

PRINCIPIOS TECNICOS DE L

OSMOSIS

INVERS Sin el tubo, tiramos agua pura en el ramal que hemos llenado con agua salo sa lobr bre, e, ll lleg egar arem emos os a al alcan canzar zar un nivel en el cual no se produce difusión a través de la membrana, con lo que el sistema queda en equilibrio, no se produce caudal de agua pura ni en inverso ni en directo.

D fi n irceamodse la lsaoluciópnresmióans osem óti tic conc co ncen entr trad adas as com como o la pr pres esió ión n hidráulica ejercida por la columna líquida cuya altura es la diferencia de niveles entre los dos ramales del tubo en U.

 

La presión osmótica se designa por la letra griega pi, i depende entre otros factores de la concentración de la misma de tal manera que a mayor concentración mayor presión osmótica tendremos, se puede tomar la presión osmótica como:

 

Presión neta de trabajo    es

un tubo de la figura que esta esta estabilizada el sistema sistema queremos hacer que produzca el paso inverso a través de la la mem membra brana na de la soluc solución ión co conce ncentr ntrada ada dil diluid uida. a. Debemos aplicar una presión exterior superior, definimo defi nimoss ala soluc solución ión concen concentrada trada a la de su presión presión osmótica .



La presión neta de trabajo lo definimos diferencias diferencias que hay en la presión exterior menos la presión osmótica en la solución de los membranas

 

Presión neta de trabajo 

Son co Son conc ncep epto toss de defi fini nido doss ha hast sta a ah ahor ora a co como mo la pr pres esió ión n exterior de las membranas que se obtienen por el bombeo del agua son llevadas por las tuberías de la membrana y por allí estede proceso existen por la perdida por la fricción agua son configuraciones dede la presión membrana en la contrapresión neta.

 

 varias fenómenos del agua 

Los cuales son membranas que suponen una adsorc ads orción ión de los mine minerale rales, s, sale sales, s, son disuelt disueltas as en el agua por la pared semipermeable es la membrana que qu e lle lleva exis iste ten nci cia, a, la lami mina nass de membra mbrana nass y el espesor muy fino.

 

productividad de las 

En es este te caso caso de membranas prod pr oduc ucti tivi vida dad d o pr proc oces eso o de dell os osmo mosi siss inversa es el área de la membrana membrana en la producción producción de la presión neta neta es un factor factor de diseño del del osmosis osmosis inversa.

 

 Membranas y módulos módulos de osmosis inversa 

Es fundament fundamental al la instalaci instalación ón de las membrana membranass por los ava vanc nce es tecno nolo log gía qu que e se a logr grad ado o mem emb bra rana nass permeables, que permiten la separación de molec mo lecula ulares res,, caso muy débiles débiles por lo tanto tanto son pocos pocos utilizada util izadass actualmente actualmente,, las membranas membranas acetados acetados por lo tanto son de materiales mucho mas resistente con un soporte de polisolfona es un químico elaborado para la resistencia de las membranas

 

Recuperación de trabajo de membrana

DISPOCION DE Diferencias de MODULOS Recuperación números de membranas instaladas

total de la membrana

 

Concentración de polirizacion

Rechazo de sales

Caudal mínimo de rechazo

Salinidad promedio en el interior de la membrana

Paso de sales

Procedimientos para aumentar la recuperación

 

   A    S    I   T    S    C    I    O    C    A    M    S   R    P    O    A    A    L   L    E   A    D    A     Í    A    A    R   D    C    I    O    L    E    T   P    A

Diseñar Diseñ ar a T° muy elevada elevada puede acortar puede acortar la vida de las membranas Cada membrana tiene una producción

La recuperación de cada elemento no superior al diseño

La calidad de permeado empeora con el aumento de la recuperación.

 

CORRECION DE LA PRODUCTIVIDAD POR TEMPERA TEMPERATURA. TURA.

Se define coeficiente corrector por temperatura de trabajo y la productividad a 25°C. para temperaturas mayores de 25° se aplica la formula: TCF= PT/P 25°C = 1´´03 T° menores e20 y presiones menores de 23 kg./ cm2 utilizaremos la fórmula. TCF= 0´ 35+ (0´ 26* T)

 

En la tabla se dan los TFC para las siguientes temperaturas

 

AREA DE LA MEMBRANA INSTALADA. La superficie de la membrana instalada para la obtención de una determinada d eterminada producción producción es el factor fundamental para diseñar una instalación, este factor se conoce como GPD e indica la cantidad de agua permeada en galones que pasa por cada pie cuadrado de membrana. Los valores GPD son los siguientes : Agua residual 8 – 10 326 – 407 litros/m2/dí litros/m2/día a Agua de mar 10 – 20 407 – 814

Agua salobre de superficie 20

814

 

Es muy útil conocer el GPD de una instalación y para su calculo basta dividir los galones por día por el área total de membrana instalada en pie cuadrado. Algunos ejemplos son los siguientes : Membrana 2’5 x 21

Membrana 2’5 x 40 Membrana 40 40 Membrana 8 40

12 FT2 1’1 1’11 1 m2 26 FT2 2.41 m2

80 FT2 7’42 m2 330 FT2 30’6 m2 m2

 

RECUPERACION O PORCENTAJE DE CONVERSION. Se define la recuperación de una instalación como el porcentaje del agua de alimentación que se obtiene como producto. El rechazo lo definiremos como QA – QP. Si cerráramos cerráram os la válvula de rechazo tendríamos una planta que trabajaría al 100% de de recuperación, pero todas las sales se quedarían recuperación, en la membrana y rápidamente se deterioraría. Es necesario pues realizar esa purga o rechazo. Al igual que el GPD depende del agua a tratar , así tenemos las siguientes rec recomendaciones omendaciones :

 



Agua de mar 10%



Aguas negras y residuales 10%

 

Aguas salobres superficiales 15% Aguas superficiales descalcificadas 17%



Agua de pozo descalcificada 19%



Aguas Agu as ult ultraf rafilt iltrad radas as 25%

Aguas osmoti osmotizadas zadas 40% Rechazo designada por CC, suponiendo que la concentración de alimentación sea CA. 

RECUPERACION

CC

33% 41%

1’5

50%

2 CA

67%

3 CA

CA 1’7 Ca

 

CONCENTRACION DE POLIRIZACION Sobre la superficie de la membrana, siempre s iempre se crea una tapa con altas concentraciones de sales que no se elimina correctamente por el arrastre de la corriente que circula y que puede producir precipitación precipit ación de sales. Esta concentración es más elevada cuanto mayor sea la recuperación en la membrana. valores de concentración de polarización para distintos valores de recuperación :

 

Recuperación 5%  10% 

Concentración de polarización 1’035 1’072



15%

1’110



20%

1’150



25%

1’191



30%

1’233



40%

1’323



50%

1’420

 

CAUDAL MINIMO DE RECHAZO. El caudal mínimo de rechazo de una membrana debe ser tal que el agua circule por su interior creando turbulencias y no será inferior al recomendado, recomendado, ya que qu e en caso contrario el régimen puede el riesgo convertirse en laminar condelocirculación que se s e incrementa de ensuciamiento y polarizaci polarización ón CAUDAL MINIMO DE RECHAZO Membrana 2’5 x 21

400 l/h

Membrana 25 x 40

400 l/h

Membrana 4 x 40

900 l/h

Membrana 8 x 40

4500 l/h