Operación y Mantenimiento de Plantas de Tratamiento por Ósmosis Inversa

Introducción a los Parámetros Básicos Químicos de una Planta de Ósmosis Inversa

En una Planta de Tratamientos de Aguas por Ósmosis inversa, los siguientes parámetros básicos y todos los recomendados por el suministrador de la planta deben ser controlados.

– Análisis químicos rutinarios.
– Composición del agua bruta a ser tratada.
– Eficiencia del pretratamiento.
– Parámetros básicos calculados.
– Evolución de los sólidos disueltos.
– Caudal normalizado de permeado.

Para controlar el funcionamiento de la Planta de Tratamientos de aguas por Ósmosis Inversa se miden una serie de parámetros físico-químicos de acuerdo con unos programas preestablecidos que abarcan todas las etapas del proceso de desalación.

Aunque el control de calidad del agua final es también una parte del proceso, facilita mucho la comprensión dividir los parámetros a medir en dos grandes grupos.

Dos grandes grupos de Parámetros a medir:

• Parámetros de control del proceso: La medición de estos parámetros tiene por finalidad conocer el funcionamiento de las distintas etapas de la instalación. Las frecuencias que son orientativas y dependerán de las instrucciones de cada fabricante o instalador y de la calidad del agua bruta o de captación.
• Parámetros de control de calidad del agua producida: La medición de estos parámetros tiene por objeto conocer la calidad del agua final que se obtiene en la instalación. En este grupo se deberá tener en cuenta la vigente legislación sobre aguas de consumo humano, tanto en lo relativo a parámetros analíticos como a frecuencias.

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Cómo Funciona la Ósmosis Inversa

Proceso de Ósmosis Inversa

En primer lugar, es importante comenzar aclarando que las palabras Ósmosis y Ósmosis Inversa se tratan de conceptos diferentes.

Cuando empleamos la palabra Ósmosis, nos estamos refieriendo a la palabra Griega, que significa «empujar», ósea cuando empleamos este término nos referimos a un fenómeno natural con el que el agua pasa por una membrana semipermeable que separa dos disoluciones acuosas de distinta concentración.

Sin embargo, la Ósmosis Inversa, es un proceso inventando por el hombre. El objetivo es obtener agua purificada partiendo de un caudal que es relativamente impuro.

Como hemos comentado anteriormente, el fenómeno de la Ósmosis está presente en la naturaleza. Vamos a definirlo de la siguiente manera:

• Ósmosis: Es el paso espontáneo de un líquido (agua), desde una solución diluida hacia una más concentrada, a través de una membrana semipermeable que presenta la particularidad de ser permeable al agua (disolvente), pero no a la práctica totalidad de los sólidos disueltos (soluto).

Por otro lado, en el proceso de la Ósmosis Inversa, el agua fluye selectivamente, a través de una membrana semipermeable polimérica, desde una solución concentrada, hacia otra teórica e idealmente «desalinazada».

En este caso, es importante precisar la diferencia entre dos términdos, Agua Desalada y Agua Desalinizada, normalmente confundidos, pero en el sector del tratamiento de Aguas, es importante diferenciar sus significados:

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Así, debido a que el comportamiento real de la membrana
permite un mínimo paso de sales (oscila aproximadamente entre un 0,1 y un 10% de la concentración de sales en la solución de alimentación, en función del tipo de sal y de membrana), digamos que la membrana es permeable al agua y relativamente impermeable a las sales, por lo que el producto final o agua desalada, no estará «desalinizada«, o lo que es lo mismo, desmineralizada (ultrapura).

El proceso de OI se basa pues en el conocimiento de la presión osmótica de la solución a desalar.

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✔ Los pasos a seguir a la hora de diseñar el bastidor de ósmosis inversa son los siguientes:

1. Estudio de la fuente y calidad (análisis) de agua de aporte, flujo del aporte y permeado, y calidad requerida en el permeado.
2. Selección de la agrupación de etapas y número de pasos.
3. Selección de la membrana y tipo de elementos.
4. Elección del flujo medio de permeado también conocido como «flujo de diseño».
5. Cálculo del números de elementos total necesarios.
6. Cálculo del número de elementos por caja de presión.
7. Selección del número de etapas.

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Diseño de un Sistema de Ósmosis Inversa

Tratamiento de Aguas por Ósmosis Inversa

El diseño de un sistema de tratamiento de agua por ósmosis inversa, es crítico para obtener el máximo rendimiento de dicho sistema.

Un elevado número de factores pueden influir en la productividad del sistema.

Una planta de tratamiento de agua por ósmosis inversa está formada por una sección de pretratamiento, el sistema de membranas (bastidor de ósmosis inversa) y la sección de postratamiento.

Los bastidores de ósmosis inversa constan de una línea de entrada de alimentación (agua de aporte) y líneas de salida para el permeado y el rechazo.
Un sistema de ósmosis inversa se caracteriza por dos parámetros: el flujo de permeado y el factor de rechazo de sales.

Estos parámetros deben ser referenciados para un tipo de agua a tratar determinada (agua salobre, agua de mar, etc.), presión de alimentación, temperatura y factor de recuperación. El objetivo del diseñador de este tipo de plantas para un flujo de permeado determinado, es reducir la presión de alimentación y los costes de las membranas, mientras que se optimiza la calidad del permeado y el factor de recuperación.

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✔ Los pasos a seguir a la hora de diseñar el bastidor de ósmosis inversa son los siguientes:

1. Estudio de la fuente y calidad (análisis) de agua de aporte, flujo del aporte y permeado, y calidad requerida en el permeado.
2. Selección de la agrupación de etapas y número de pasos.
3. Selección de la membrana y tipo de elementos.
4. Elección del flujo medio de permeado también conocido como «flujo de diseño».
5. Cálculo del números de elementos total necesarios.
6. Cálculo del número de elementos por caja de presión.
7. Selección del número de etapas.

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¿Qué es la Ósmosis Inversa?

Descripción del proceso de Ósmosis Inversa

La tecnología de la Ósmosis Inversa está basada en el proceso natural de ósmosis, en el cual dos soluciones que tienen una concentración salina distinta y que están en contacto a través de una membrana semipermeable tienden a igualar sus potenciales químicos.

En este fenómeno, se produce un movimiento de fluido desde la solución más diluida hacia la más concentrada, deteniéndose cuando se alcanza un equilibrio de potencial químico.
La fuerza gracias a la cual es posible este fenómeno se llama presión osmótica, y está directamente relacionada con la concentración en sales de ambas soluciones.

Si dos soluciones de diferente concentración en sales se colocan en dos recipientes separados por una pared impermeable, cada una alcanzará una altura determinada exclusivamente por su volumen de líquido. Si se sustituyera esta pared por una membrana semipermeable (permeable al agua pero no a las sales) se produciría un movimiento de fluido desde la solución más diluida a la más concentrada debido a la tendencia a igualar los potenciales químicos.

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✔ Definiciones:

• Producto o permeado: Es el agua “producida” por la Osmosis Inversa.
• Salmuera o rechazo: Es el agua “rechazada” por la Osmosis Inversa que se devuelve.
• Alimentación o agua bruta: Es el agua con que alimentamos a la Osmosis Inversa.
• Conversión: Es la relación en porcentaje entre el agua producto y el agua bruta.
• Presión osmótica: Es la diferencia de presión que hay ente dos líquidos de diferente salinidad separados  por una membrana semipermeable.
• Salinidad: El conjunto de sales disueltas que lleva el agua.
• SS (Sólidos en suspensión): La cantidad de sólidos que lleva el agua.
• Fouling: Ensuciamiento en las membranas que puede ser de origen mineral u orgánico.

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