La ósmosis forzada (Forward Osmosis) es un proceso mediante el cual se produce agua de gran calidad a partir de un efluente acuoso con mayor o menor grado de contaminación, utilizando una membrana semipermeable y una solución con una elevada presión osmótica. En el proceso se consume muy poca energía, puesto que se lleva a cabo a presiones muy bajas y a temperatura ambiental, siendo ésta una de las ventajas más destacadas.
Para la explotación del fenómeno natural en aplicaciones concretas, se pueden utilizar dos fluidos con diferentes presiones osmóticas para que, por ejemplo, agua pura de una solución de agua marina, fluya a través de la membrana para diluir una solución con una presión osmótica aún mayor. Es importante destacar que este fenómeno natural se produce a temperatura ambiente y sin la necesidad de aplicar una presión importante. La única energía necesaria externa es la que se requiere para superar la resistencia a la fricción en ambos lados de la membrana (normalmente, 2-3 bar). La solución de elevada presión osmótica se la conoce como «agente osmótico» (draw solution) y debe de ser de manipulación sencilla y segura, de preparación sencilla y de separación fácil del producto final.
En comparación con un sistema de ósmosis inversa convencional, la ósmosis forzada presenta una larga lista de ventajas:
- Se opera a presiones reducidas.
- Gran ahorro energético, especialmente en el caso de soluciones con presiones osmóticas elevadas.
- Gran resistencia de las membranas al ensuciamiento.
- Buena tolerancia de las membranas al cloro.
- Elevada vida útil de las membranas.
- Costes de operación más bajos.
No obstante, la ósmosis forzada no produce agua de alta calidad en una única etapa, puesto que después de la etapa de ósmosis forzada el agua está mezclada con el agente osmótico y se precisa de una segunda etapa para separar el agente osmótico del agua producida. En la segunda etapa, se regenera el agente osmótico a la vez que se produce el agua de alta calidad.
Los dos procesos, el de ósmosis forzada y el de regeneración del agente osmótico, están unidos por la recirculación de la solución del agente osmótico, la cual tiene una presión osmótica superior a la del alimento. El agente osmótico concentrado permite que se produzca el flujo de agua pura desde la solución alimento. Como consecuencia, el agente osmótico se diluye con el flujo de agua pura que atraviesa la membrana. El agente osmótico diluido, posteriormente, se concentra al separarlo del agua pura en el sistema de regeneración. La combinación de la operación de los dos sistemas es un parámetro clave en el diseño del sistema para que la operación del conjunto sea sencilla, robusta y fiable.
La ósmosis forzada puede ser utilizada en una amplia variedad de aplicaciones posibles, ya que permite el tratamiento de aguas marines y salmueras, de aguas con sales minerales y metales, de efluentes con alta carga orgánica y de efluentes con sílice entre otros tipos de efluentes, siendo las más destacadas las que se relacionan a continuación:
- Producción de agua en zonas con problemas de escasez.
- Tratamiento de efluentes cuando la normativa obligue a la reutilización.
- Implantación de un sistema de vertido cero.
- Tratamiento de efluentes complejos y difíciles de tratar con tecnologías convencionales.
- Alternativa viable cuando se requiera reducir el consumo de energía.
Condorchem Envitech pone al alcance de sus clientes el diseño e implantación de sistemas óptimos de ósmosis forzada. Concretamente, dispone de tres opciones de tratamiento mediante esta tecnología, en las que el agente osmótico es una solución termolítica, capaces de satisfacer las necesidades de muy diversos clientes,. Las opciones tecnológicas son las siguientes:
OPCIÓN 1
• Solución focalizada en la membrana.
• Elevada recuperación de agua, incluso en el caso de efluentes que ensucian considerablemente la membrana.
• Tratamiento para efluentes con sílice, contaminación orgánica y minerales.
OPCIÓN 2
• Tecnología considerada el buque insignia de la ósmosis forzada
• Máxima recuperación de agua de alta calidad
• Tratamiento de salmueras de hasta 250.000 ppm de sólidos disueltos totales.
OPCIÓN 3
• Recuperación completa del agua. Solución de vertido cero.
• Combina tecnología MBC con cristalizadores.
• Mejora de la eficiencia en relación a los procesos de evaporación multiefecto.
