Los procesos de desalinización del agua separan las sales disueltas y otros minerales del agua. Las fuentes de agua de alimentación pueden incluir agua salobre, agua de mar, pozos, aguas superficiales (ríos y arroyos), aguas residuales y aguas de alimentación y de proceso industriales. La separación por membranas requiere fuerzas motrices como la presión (aplicada y de vapor), el potencial eléctrico y la concentración para superar las presiones osmóticas naturales y forzar eficazmente el agua a través de los procesos de membrana. Como tal, la tecnología es intensiva en energía y la investigación está continuamente evolucionando para mejorar la eficiencia y reducir el consumo de energía.
La desalinización del agua de mar tiene el potencial de producir de forma fiable suficiente agua potable para mantener a grandes poblaciones situadas cerca de la costa. En la actualidad, se están construyendo o planificando numerosas plantas de desalinización de agua de mar por filtración de membranas a lo largo de la reseca costa de California, y está previsto que la planta de desalinización de Carlsbad, de 50 millones de galones diarios (mgd), entre en funcionamiento en 2016.
La ósmosis inversa (OI) y la nanofiltración (NF) son los principales procesos de membranas impulsados por presión. Las configuraciones de las membranas incluyen espirales, fibras huecas y láminas, siendo las espirales las más utilizadas. Las membranas contemporáneas son principalmente materiales poliméricos, aunque el acetato de celulosa se sigue utilizando en mucho menor grado. Las presiones de funcionamiento de la ósmosis inversa y de la nanofiltración oscilan entre 3,4 y 68 bares (345 y 6.896 kPa).
Los procesos de electrodiálisis (ED) y de electrodiálisis inversa (EDR) son accionados por corriente continua (DC) en la que los iones (a diferencia del agua en los procesos accionados por presión) fluyen a través de membranas selectivas de iones hacia electrodos de carga opuesta. En los sistemas EDR, la polaridad de los electrodos se invierte periódicamente. Las membranas aniónicas y catiónicas de transferencia de iones (perm-selectivas) separan los iones del agua de alimentación. Estos sistemas se utilizan principalmente en aguas con bajo contenido total de sólidos disueltos (TDS).
La ósmosis directa (FO) es un proceso de desalinización comercial relativamente nuevo en el que un gradiente de concentración de sal (presión osmótica) es la fuerza motriz a través de una membrana sintética. La alimentación (como el agua de mar) está en un lado de la membrana semipermeable y una solución de «extracción» de mayor presión osmótica está en el otro lado. Sin aplicar ninguna presión externa, el agua de la solución de alimentación migrará naturalmente a través de la membrana hacia la solución de extracción. La solución diluida se procesa entonces para separar el producto de la solución de arrastre reutilizable.
La destilación por membrana (MD) es un proceso de desalinización de agua por membrana que actualmente tiene un uso comercial limitado. La DM es un proceso híbrido de OI y destilación en el que se utiliza una membrana sintética hidrofóbica para permitir el flujo de vapor de agua a través de los poros de la membrana, pero no de la propia solución. La fuerza motriz de la MD es la diferencia de presión de vapor del líquido a través de la membrana.
La AMTA es la única organización de la industria que se centra específicamente en los procesos de membrana, incluyendo la ósmosis inversa (RO), la nanofiltración (NF), la microfiltración (MF), la ultrafiltración (UF), la desalinización por electrodiálisis inversa (EDR) y los biorreactores de membrana (MBR). El sitio web de la AMTA ofrece una amplia gama de hojas informativas propias y una completa biblioteca digital de presentaciones, carteles y documentos sobre todos los temas relacionados con el tratamiento de membranas, los sistemas de membranas y los temas de regulación y cumplimiento.
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Procesos de desalinización de agua – Planta de desalinización por ósmosis inversa