Equipos de ósmosis inversa para el tratamiento de aguas industriales

En Condorchem Envitech disponemos de una amplia experiencia en el diseño e instalación de equipos de ósmosis inversa para el tratamiento de aguas residuales generadas en procesos industriales.

Hemos instalado plantas de ósmosis inversa para el tratamiento de aguas, ya sea como parte de un proceso de tratamiento de aguas residuales industriales, o para la obtención de agua ultrapura para procesos productivos.

Disponemos de un extenso catálogo de membranas de ósmosis inversa, las cuales se clasifican en función de su estructura (simétricas o asimétricas), de su naturaleza (integrales o compuestas de capa fina), de su forma (planas, tubulares o de fibra hueca), de su composición química (inorgánicas u orgánicas), de su superficie (lisas o rugosas) y de la presión de trabajo (muy baja, baja, media o alta).

Las membranas de ósmosis inversa que trabajan a presión muy baja (5-10 bar) se utilizan para obtener agua ultrapura, mientras que las que trabajan a presión baja (10-20 bar) son de aplicación en la eliminación de nitratos y sustancias orgánicas del agua. Para procesos de separación y concentración se requieren membranas que operan a presión media (20-40 bar). Por último, para desalar agua de mar se necesita una membrana que trabaje a alta presión (50-80 bar).

Hemos instalado equipos de ósmosis inversa para las siguientes aplicaciones:

• La ósmosis inversa es efectiva en el tratamiento de aguas residuales generadas por diferentes industrias, como la industria química, farmacéutica, electrónica, de alimentos y bebidas, entre otras. Puede eliminar contaminantes específicos, como productos químicos, metales pesados, sales inorgánicas y compuestos orgánicos presentes en estas aguas residuales. La membrana semipermeable actúa como una barrera para estos contaminantes, permitiendo que solo el agua pura pase a través de ella.
• Reutilización del agua: La ósmosis inversa permite tratar las aguas residuales industriales para que puedan ser reutilizadas en procesos industriales o incluso para riego agrícola. Al eliminar los contaminantes y reducir la concentración de sales, el agua tratada mediante ósmosis inversa puede cumplir con los estándares requeridos para su reutilización.
• La ósmosis inversa permite separar, concentrar y recuperar productos químicos valiosos presentes en las aguas residuales. Esto puede generar ahorros económicos significativos y reducir el impacto ambiental de la industria.
• La ósmosis inversa es comúnmente utilizada como etapa de pretratamiento para otros procesos de tratamiento de aguas residuales. Al eliminar los sólidos disueltos y reducir la carga de contaminantes, la ósmosis inversa puede mejorar la eficiencia y prolongar la vida útil de otros sistemas de tratamiento, como la evaporación al vacío, la desinfección ultravioleta, u otros procesos de de membranas.
• Son equipos de gran eficiencia para la desalación de agua y producción de agua potable a partir de aguas salinas (de entre 1.000 y 10.000 mg/L de sales) o de agua de mar (10.000 mg/L de sales). Los equipos de Condorchem Envitech son capaces de operar a presiones a veces de hasta 5 veces menor que los equipos convencionales (50-70 bar), lo que conlleva una notable disminución de los costes de operación. Estos equipos pueden producir caudales de agua potable de entre 1 y 1.000 m3/día.
• Purificación de agua de red: El agua de red, en función de la situación geográfica, puede contener un elevado contenido de sales y otras materias que, aunque no sean nocivas, le confieren una serie de cualidades organolépticas desagradables. Los equipos de purificación de agua de red de Condorchem Envitech permiten producir agua de una excelente calidad organoléptica. Su innovador diseño modular permite obtener caudales de 1-3 L/min para aplicaciones domésticas y un amplio rango de caudales mayores para aplicaciones industriales (60 L/min a 14.400 L/min).

En este artículo se puede profundizar más en las aplicaciones de la ósmosis inversa.

Un aspecto a tener en cuenta es que las membranas de ósmosis inversa se van ensuciando a medida que van acumulando tiempo de funcionamiento. Esto hace que sean necesarias limpiezas periódicas con productos químicos que dependerán del tipo de suciedad que se acumule. Por un lado, se acumulan partículas inorgánicas precipitadas. Por otro, se forma una biopelícula que se nutre de las partículas acumuladas. Este ensuciamiento provoca una menor eficiencia de la membrana, un aumento de la presión de trabajo y, por tanto, un incremento de los costes energéticos.

• Permite la obtención de agua de una elevada calidad
• Posibilita la reutilización de efluentes
• Permite implantar una estrategia de vertido cero de efluentes
• Se trata de sistemas compactos y completamente automatizados
• A menudo, para ciertas aplicaciones, es la mejor tecnología aplicable

• Industria alimentaria
• Industria farmacéutica y médica
• Industria química y biotecnológica
• Industria electrónica
• Producción de agua para el consumo humano
• Producción de agua de riego en agricultura
• Reutilización y sistemas de vertido cero

La ósmosis inversa es una tecnología que permite separar, mediante la aplicación de presión, el solvente de una disolución concentrada. El solvente atraviesa una membrana, semipermeable, pasando de la solución concentrada a la solución diluida. Mediante la ósmosis inversa se acaba obteniendo dos flujos, por un lado, el solvente prácticamente puro y, por el otro lado, una solución aún más concentrada que la solución de partida.

El rechazo de las membranas de ósmosis inversa puede ser recuperado en el proceso, vertido sin más o tratado con otros procedimientos de concentración mediante plantas de evaporación y cristalización para obtener el vertido cero.

Es una tecnología eficiente, limpia y compacta que permite obtener agua de gran calidad a partir de aguas salobres e incluso de agua de mar. También es una gran aliada para el tratamiento de efluentes que deben ser reutilizados. Cada vez se utilizan membranas más avanzadas tecnológicamente las cuales permiten obtener flujos de permeado razonables trabajando a presiones cada vez más bajas.

La ósmosis es un fenómeno natural que tiende a igualar la concentración de dos soluciones, una concentrada y la otra diluida, cuando éstas son separadas mediante una membrana semipermeable. Para igualar el potencial químico a ambos lados de la membrana, de forma espontánea aparece un flujo de solvente a través de la membrana que va de la solución diluida a la solución concentrada. Este flujo es proporcional a la diferencia de concentraciones y desaparece cuando las concentraciones se igualan.

Si cuando se produce el flujo osmótico a través de la membrana se ejerciese una ligera presión sobre la solución más concentrada, se observaría que el flujo se reduce. Y si la presión ejercida fuese mayor, llegaría un punto en el que el flujo sería cero. La presión exacta que consigue detener el flujo es la presión osmótica y depende de la naturaleza del soluto y de la concentración de la solución. A partir de este punto, si la presión ejercida es aún mayor, se observa que el flujo se invierte y el solvente atraviesa la membrana desde la solución concentrada hacia la solución diluida.

Cabe destacar que el mecanismo por el cual se produce la ósmosis no se asemeja al del proceso de ultrafiltración, a pesar de que en ambos casos se utilice una membrana. La ósmosis se basa en un fenómeno de difusión del solvente en la membrana, por lo que en función del tipo de membrana, una gran variedad de especies no la pueden atravesar independientemente de su bajo peso molecular.

Mediante la ósmosis inversa se puede separar con una elevada eficacia un solvente de los solutos que lleva disueltos, obteniendo permeados con una concentración de sales del orden del 1-5% de la concentración inicial.

Las membranas semipermeables, que de forma selectiva permiten el paso del solvente a la vez que retiene las sales, son un elemento clave en el proceso. Inicialmente se fabricaban de acetato de celulosa, pero recientemente las de poliamida han demostrado ser más eficientes al facilitar el control del tamaño del poro y, por tanto, de la permeabilidad.

En general, las membranas de ósmosis inversa son muy poco permeables a los iones y a las partículas cargadas electroestáticamente, mientras que presentan muy poca resistencia al paso de los gases disueltos (oxígeno, dióxido de carbono, etc.) y a las moléculas sin carga electroestática de bajo peso molecular.

Un parámetro clave de funcionamiento de la ósmosis inversa, que puede suponer una amenaza para la productividad y que debe de ser estrechamente controlado, es el ensuciamiento de la membrana. Éste es debido a variadas causas, como precipitados de sales presentes en la alimentación y que en el concentrado pueden sobrepasar el producto de solubilidad, sedimentos formados por coloides y otras partículas en suspensión, y por último, el crecimiento de microorganismos sobre la superficie de la membrana.

La técnica de limpieza de las membranas dependerá de la composición del alimento, del tipo de membrana y de la causa principal del ensuciamiento. Por lo general, se alternan periodos de enjuagado de las membranas, en los que se hace circular soluciones limpiadoras a alta velocidad por la superficie de les membranas, con periodos en los que las membranas se sumergen en soluciones limpiadoras. Éstas suelen ser:

• Para eliminar los precipitados de sales, una solución ácida (de ácido clorhídrico, fosfórico o cítrico) y agentes quelantes como EDTA.
• Para eliminar sedimentos y compuestos orgánicos, soluciones alcalinas combinadas con surfactantes.
• Para eliminar microorganismos, soluciones de cloro y derivados del cloro que permiten esterilizar las membranas.

Un buen programa de limpieza de las membranas alarga su vida útil y en la mayoría de los casos es conveniente un proceso de pretratamiento del alimento, en el que a menudo suele ser recomendable que esté formado por una filtración seguida de una ultrafiltración.