En la industria del tratamiento de agua se utilizan diversos elementos de membrana, siendo las más comunes las membranas de ultrafiltración y las de ósmosis inversa. Ambas son consumibles en los equipos de tratamiento de agua. El tamaño de poro de la membrana de ósmosis inversa es solo 1/100 del de la membrana de ultrafiltración, por lo que los equipos de tratamiento de agua por ósmosis inversa pueden eliminar eficazmente metales pesados, pesticidas, cloroformo y otros contaminantes químicos del agua. Los purificadores de agua por ultrafiltración no son tan eficaces. Estos purificadores pueden eliminar contaminantes particulados y bacterias, los cuales también se eliminan mediante ósmosis inversa.
1. Diferencias en las propiedades entre la membrana de ultrafiltración y la membrana de ósmosis inversa:
La membrana de ósmosis inversa es una membrana semipermeable artificial con ciertas características, fabricada mediante la simulación de una membrana semipermeable biológica. Generalmente está hecha de materiales poliméricos. El diámetro de los poros de la membrana suele oscilar entre 0,5 y 10 nm, y la permeabilidad está relacionada con la estructura química de la propia membrana.
La membrana de ultrafiltración es un tipo de membrana de filtración microporosa con un tamaño de poro uniforme y un rango de tamaño de poro nominal de 0,001 a 0,02 micras. Al aplicar la presión adecuada en un lado de la membrana, se pueden filtrar las moléculas de soluto más pequeñas que el tamaño del poro, separando así las partículas con un peso molecular superior a 500 daltons (unidades de masa atómica) y un tamaño de partícula superior a 10 nanómetros. La membrana de ultrafiltración fue una de las primeras membranas de separación poliméricas desarrolladas, y el dispositivo de ultrafiltración se industrializó en la década de 1960.
2. Ventajas y desventajas de las membranas de ultrafiltración y de ósmosis inversa:
Ventajas de la ultrafiltración: generalmente no requiere bombas, no consume energía eléctrica ni presenta problemas de seguridad eléctrica; tiene menos juntas, baja presión de agua, una tasa de fallos y una probabilidad de fugas de agua relativamente bajas; estructura simple y bajo precio;
Desventajas: escasa eficacia en la eliminación de contaminantes químicos en el agua; escasa eficacia en situaciones especiales de suministro de agua; sabor ligeramente desagradable del agua; incapacidad para reducir la dureza del agua, como por ejemplo, la alta dureza del agua del grifo, lo que puede provocar que el recipiente para hervir agua se ensucie.
La membrana de ultrafiltración puede eliminar macromoléculas, coloides, proteínas, partículas, etc., presentes en la solución, y se caracteriza por su baja presión, alta producción de agua y fácil operación. Al evaluar el efecto del tratamiento con un dispositivo de ultrafiltración de fibra hueca para la purificación profunda del agua, se demostró que este dispositivo elimina eficazmente la contaminación secundaria del agua en la red de tuberías y mejora aún más su calidad.
Ventajas de los equipos de tratamiento de agua por ósmosis inversa: calidad del agua segura, eliminación eficaz de todo tipo de impurezas nocivas; mejor rendimiento en situaciones especiales de suministro de agua; mejor sabor del agua; reducción eficaz de la dureza del agua y menor incrustación en el depósito de agua hirviendo;
Desventajas: bombas, consumo de energía, problemas de seguridad eléctrica; muchas juntas, alta presión de agua, tasa de fallos relativamente alta y probabilidad de fugas de agua; estructura compleja y precio relativamente elevado.
3. Ámbito de aplicación de las membranas de ultrafiltración y de ósmosis inversa:
Rango de aplicaciones de la membrana de ósmosis inversa
En los sectores de electricidad, petroquímica, hierro y acero, electrónica, medicina, alimentación y bebidas, administración municipal y protección ambiental, entre otros, desempeña un papel importante en la desalinización de agua de mar y agua salobre, agua de alimentación para calderas, preparación de agua pura industrial y agua ultrapura de grado electrónico, producción de agua potable pura, tratamiento de aguas residuales y procesos especiales de separación.
Rango de aplicaciones de la membrana de ultrafiltración
El agua pura y el agua ultrapura se utilizan como pretratamiento de ósmosis inversa y tratamiento terminal de agua ultrapura en el proceso de preparación; el agua industrial se utiliza para separar bacterias, fuentes de calor, coloides, impurezas en suspensión y compuestos orgánicos macromoleculares; purificación de agua potable y agua mineral; concentración, purificación y clarificación en la industria de fermentación, preparación de enzimas y farmacéutica; concentración y separación de zumos; separación, concentración y clarificación en la industria de la soja, láctea, azucarera, vinícola, de té, vinagre, etc.; purificación y recuperación de aguas residuales industriales y domésticas; recuperación de pintura electroforética.
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Fecha de publicación: 24 de septiembre de 2020