separacion por membranas

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tecnologia de membranas

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  • Tecnologa de Membranas Operaciones de separacin con membranaOperaciones con membranas basadas en un potencial de presin

    Osmosis inversa o hiperfiltracin (OI)La smosis inversa est basada en la bsqueda fundamental del equilibrio. Si dos fluidos que contienen diferente concentracin de slidos disueltos son puestos en contacto, estos se mezclarn hasta que la concentracin se uniformice. La aplicacin ms tpica de este proceso es la desalacin de agua salada.

    Aplicando una presin superior a la presin osmtica, el agua fluir en sentido inverso; el agua fluye desde la columna con elevado contenido en slidos disueltos hacia la columna con bajo contenido en slidos disueltosEl agua fluye desde una columna con bajo contenido en slidos disueltos a una columna con alto contenido en slidos disueltos.

  • Tipos de smosis

    smosis Directa (DO): Usa baja presin. El solvente pasa a travs de la membrana debido a la diferencia de concentracin de soluto en los dos lados. El equilibrio se alcanza cuando suficiente agua se ha transportado para igualar la concentracin de soluto en los dos lados de la membrana.

    smosis inversa (RO): Usa alta presin, mayor que la OP. as, el portador es permeado preferentemente, mientras que el retenido contiene el soluto rechazado (contaminante). Entonces, la membrana divide el agua de los contaminantes. El objetivo principal es purificar agua y no diluir los contaminantes.

  • Presin Osmtica: propiedad coligativa de las soluciones salinas y que es funcin de su concentracin (molaridad), se mide en unidades de presin. smosis: fenmeno natural smosis inversa: necesita aplicacin de presin

  • FuncionamientoLa smosis inversa consiste en presurizar una solucin salina sobre una membrana semipermeable en una magnitud suficiente para provocar o facilitar el paso del agua pura a travs de ella.Estos equipos permiten obtener agua destinada a usos industriales a partir de aguas de alto contenido salino entre 1,5 y 7,0 g/l.

  • PROCESO DE OSMOSIS INVERSAOsmosisOsmosis InversaSeminario Minera y Recursos Hdricos, 25-27 Octubre 2006

  • Parmetros del Proceso

    Presin de Operacin: al aumentar la presin disminuye la permeabilidad

    Temperatura de Operacin: Al aumentar la temperatura se favorece la separacin.

    Velocidad de Flujo de Alimentacin: mejora la permeabilidad se favorece la separacin Concentracin de la solucin: aumenta la presin osmtica y la viscosidad pH: - acetato de celulosa 4 7.5 - poliamida 2 - 11

  • la osmosis inversa rene caractersticas de excepcin, como:Permite remover la mayora de los slidos (inorgnicos u orgnicos) disueltos en el agua (hasta el 99%).

    Remueve los materiales suspendidos y microorganismos.

    Realiza el proceso de purificacin en una sola etapa y en forma continua.

    Es una tecnologa extremadamente simple, que no requiere de mucho mantenimiento y puede operarse con personal no especializado.

    El proceso se realiza sin cambio de fase, con el consiguiente ahorro de energa.

    Es modular y necesita poco espacio, lo que le confiere una versatilidad excepcional en cuanto al tamao de las plantas: desde 1 m3/da, a 1.000.000 m3/da.

  • Criterios de seleccion-La separacin puede llevarse a cabo continuamente. -El consumo de energa es bajo. -Los procesos de membranas pueden combinarse fcilmente con otros procesos de separacin. -La separacin se puede producir en condiciones moderadas. -Las propiedades de las membranas son variables y se pueden ajustar. -No se necesitan aditivos.

  • VentajasLas membranas de smosis inversa utilizadas eliminan el 97-99% de las sales originales del agua a tratar.Presentan una relacin muy favorable entre el consumo de energa elctrica y el volumen de agua obtenida.El consumo de productos para el acondicionamiento del agua a tratar es mnimo.Desventajas: - La polarizacin por concentracin y el ensuciamiento de la membrana. - Baja selectividad o bajo flujo obtenido. - El factor de incrustacin es ms o menos lineal.

  • Debe tenerse en cuenta los lmites hidrulicos internos de los elementos que componen el sistema Caudal adecuado para extraer continuamente del sistema de concentrado con el flujo y la velocidad suficiente para remover toda la suciedad y las sales.

  • Este proceso es capaz de rechazar contaminantes o partculas con dimetros tan pequeos como 0,0001 m.

    Se utiliza principalmente para desalinizacin de agua de mar, en la cual las concentraciones de SDT estn en el rango 35 45 gr/l.

    Las presiones necesarias para el agua de mar en el rango 5 a 8 MPa.

    Flujo a travs de las Membranas

    RO NF UF MF Flujo 5 40 20 80 3 200 50 - 500L/m2/hrRetencin >90% NaCl >95% lactosa >4 kD >0,01 m

  • 235811023581022358235810423582358106105103ARENA DE MARULTRAFILTRACIONMICRONESANGSTROMS

  • Separacin de componentes de diferente tamao por microfiltracin, ultrafiltracin, nanofiltracin y smosis inversa

  • La siguiente tabla muestra los procesos ms usados de membranas conducidos por presin (Pressure Driven, PD) y los valores tpicos de operacin de los mismos:

    PROCESOTAMAO DE POROFLUJO(L/m2 h)PRESIN (psi)MF0.1 to 2 mm100 100015 - 60UF0.005 to 0.1 mm30 30010 100NF0.0005 to 0.005 mm20 15040 200 psig (90 tpicamente)RO< 0.5 nm 10 - 35200 300

  • Los Procesos PD de membranas son especialmente tiles cuando un amplio rango de contaminantes posibles variando en el espectro de remocin entero deben ser removidos. Por ejemplo, la separacin de macro partculas de especies inicas.

  • La smosis Inversa puede ser usada en una legin de aplicaciones. Algunas de ellas son: desalinizacin de agua de mar, tratamiento de suero de queso, soluciones de acabado de metales, efluentes de plantas de blanqueado y teido y agua de desecho de las plantas de tratamiento de aguas residuales.aplicaciones

  • Tecnologa de Membranas3.3. Aplicaciones de la OI en el tratamiento de aguas residuales:Industria de electro deposicin:Las aguas residuales de este tipo de industrias contienen metales pesados que han de ser eliminados o recuperados por razones medioambientales y/o econmicas. La 0I es hoy una tcnica aceptada para el tratamiento de las aguas de aclarado de este tipo de industrias.Aguas municipales:La OI se utiliza para separar slidos disueltos presentes en estas aguas y que no son eliminados por los mtodos tradicionales de tratamiento. Utilizando OI se pueden reducir los slidos disueltos en un 93%, la turbidez, color y slidos en suspensin en un 100%, nitratos en un 75% y DQO en ms del 65%. Otras aplicaciones:-Tratamiento de residuos peligrosos.-Industria petroqumica.Aguas contaminadas con herbicidas, existiendo tambin estudios sobre efluentes contaminados con benceno, amidas, aminas, fenol, cloruro de metileno, etc..La OI constituye una alternativa a los tradicionales mtodos de tratamiento en estas industrias, como son los lodos activos y la flotacin.

  • Tecnologa de Membranas3.3. Aplicaciones de la OI en el tratamiento de aguas residuales:La OI posee aplicaciones importantes tanto en el tratamiento de agua como de aguas residuales.Industria textil:Mediante OI se puede, en este tipo de industria:- Purificar y reutilizar parte de las aguas residuales producidas y aprovechar su energa calorfica.- Recuperar componentes de inters, fundamentalmente colorantes.Industria papelera:Produce volmenes muy elevados de aguas residuales con temperaturas superiores a 60C y valores de pH superiores a 9 y elevado contenido de slidos. El objetivo inicial de la utilizacin de la smosis inversa fue reducir el volumen de agua residual enviado a los evaporadores para concentracin y reutilizacin posterior de productos.

  • Tecnologa de Membranas2. Operaciones de separacin con membranaOperaciones con membranas basadas en un potencial de presin

    Las aplicaciones de la smosis inversa son: - Ablandamiento del agua - Produccin de agua potable - Produccin de agua procesada - Produccin de agua ultrapura (industrias electrnicas) - Concentracin de solventes moleculares para industrias alimentarias y lcteas

    **CHECAR**Pressure driven membrane processes are specially useful where a wide range of possible contaminants have to be removed over the entire removal spectrum i.e. macro particles to ionic species.

    *REVERSE OSMOSISIn Reverse Osmosis a pump is used to raise the pressure and the feed is distributed among a number, n, of modules. The reject is collected and taken for further treatment, disposal or sale. The permeate is recovered and constitute the clean stream.Reverse Osmosis can be used in a legion of applications. Some of them are: seawater desalting, treatment of cheese whey, metal finishing solutions, bleach and dye plant effluent and waste water from sewage treatment works.Checar bleach***