Daphnia 18: Procesos de membrana para tratamiento de efluentes

Procesos de membrana para tratamiento de efluentes

En las dos últimas décadas se ha avanzado mucho en el conocimiento de los mecanismos implicados en el transporte de moléculas a través de las membranas permeables y de las fuerzas que actúan en estos procesos.

La reutilización de las aguas depuradas es una de las claves básicas de cualquier política de desarrollo sostenible en países en los que este recurso natural es escaso. En California, en Israel y en Arabia Saudí se han estudiado e investigado tratamientos para las aguas urbanas agotadas y se emplean, desde hace años, para irrigaciones agrícolas. Este reuso requiere características constantes del agua, una calidad adecuada para el tipo de cultivo y para evitar la contaminación del suelo y del subsuelo. Por otra parte, los efluentes industriales con contaminantes peligrosos necesitan un tratamiento terciario adecuado, tanto para su posterior vertido como para su reutilización en la propia planta, denominado fisico-químico. Suelen ser muy específicos, adaptándose a la composición particular de cada empresa o proceso industrial.

Estas condiciones han impuesto tradicionalmente unos costes muy elevados que han reducido las posibilidades de recuperación y reutilización del agua. En la actualidad, los imperativos legales, la escasez de agua y, sobre todo, el desarrollo desde mediados de los 80 de la tecnología de membranas y sus distintas aplicaciones han abierto nuevas oportunidades para hacer económicamente viables las iniciativas en estos campos.

Las tecnologías de membranas aplicadas al tratamiento de aguas se basan en dos elementos:

  • El desarrollo de nuevos e innovadores materiales.
  • La comprensión de los mecanismos de transporte de moléculas en disoluciones y coloides.

Las membranas se fabrican a partir de nuevos materiales extremadamente porosos, con una permeabilidad sumamente selectiva a las moléculas de los compuestos químicos diluídos en función del diámetro de sus poros. Se trabaja en medidas que abarcan el rango existente desde las micras (1 micra= 1/1.000 mm) hasta los nanómetros (1 nanómetro = 1/1.000 micras). En la actualidad las más extendidas son las membranas de acetato de celulosa y las de poliamidas aromáticas y casi todas las grandes multinacionales químicas (Dow, 3M, Dupont,..) han desarrollado procedimientos a escala industrial encaminados a su fabricación.

En las dos últimas décadas se ha avanzado extraordinariamente en el conocimiento de los mecanismos implicados en el transporte de moléculas a través de las membranas permeables y de las fuerzas que actúan en estos procesos. Esencialmente, en el tratamiento de efluentes se explotan tres mecanismos:

  • Los derivados de la filtración a escala microscópica: microfiltración, ultrafiltración y nanofiltración,
  • la osmosis inversa,
  • la electrodiálisis.

La filtración utiliza el efecto tamiz discriminando entre las moléculas según sus dimensiones. El volumen que atraviesa la membrana aumenta con la presión que se aplica y disminuye por la resistencia a la circulación originada por la propia membrana y por la que aparece en la superficie y en el interior de la misma al acumularse “capas” del compuesto. Estos dos fenómenos son los que determinan la vida útil del material. Para aumentar su duración se diseñan las unidades de filtración incorporando etapas de filtrado convencional para evitar que partículas de gran tamaño contaminen la membrana, sistemas de retrolavado que la limpian mediante pulsos intermitentes en sentido contrario al de la circulación, y flujo tangencial que dificulta la formación de depósitos de partículas en la membrana.

Los procesos de ósmosis inversa se fundamentan en el paso del disolvente de una solución mas diluída a otra más concentrada a través de una membrana semipermeable por aplicación de presión en esta última. Cuanto mayor sea la presión aplicada, mayor volumen de disolvente fluirá.

Cuando los contaminantes aparecen separados en sus respectivos iones, es posible reforzar el paso a través de la membrana aprovechando la fuerza electromotriz generada por una diferencia de potencial. Este proceso se denomina electrodiálisis.

Más información:

Angel Muñoa
Departamento de Medio Ambiente C.S. de CC.OO.
C/ Fernández de la Hoz, 12
28010 Madrid
Tel: 91-310 7653. Fax: 91 310 4804

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