Desalación: Los procesos de membrana más relevantes y tradicionales del mercado

Los procesos de membrana más tradicionales y relevantes son:

• Ósmosis inversa.
• Electrodiálisis.
• Microfiltración, ultrafiltración y nanofiltración.
• Podemos a su vez dividirlos en dos grupos: la electrodiálisis cuya fuerza motriz no es de presión sino de potencial eléctrico y, por tanto las membranas que se utilizan en la electrodiálisis cuentan con grupos con cargas eléctricas diferentes, concretamente aniónicas y catiónicas.

Por otro lado, estarían los cuatro primeros (microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración y ósmosis inversa) que son procesos de membrana caracterizados por el hecho que la fuerza impulsora que facilita el paso de sustancias a través de la membrana es por gradiente de presión.

El procedimiento de cada sistema de depuración consisten los cuatro procesos de membranas por gradiente de presión y qué diferencias existen entre ellos, ya que si bien el principio básico de todos ellos es la separación física, las diferencias entre ellos son evidentes.

Microfiltración y ultrafiltración

La microfiltración y la ultrafiltración que permite la separación mecánica de sólidos suspendidos o disueltos mediante un tamiz.

La principal diferencia entre ambos procesos es el tamaño de la membrana, que determina qué solutos pueden ser eliminados en el proceso de filtración. Las sustancias de mayor tamaño que los poros de la membrana son retenidas totalmente, e incluso algunas sustancias más pequeñas que los poros también pueden ser retenidas parcial o totalmente dependiendo de la selectividad de la membrana.

Las membranas de microfiltración tienen un tamaño de poro que permite separar tamaños de partículas de distinta naturaleza dentro del rango: 0.1 μm – 10 μm, y las membranas de ultrafiltración entre 0,03 y 0,1 μm.

La productividad de ambos procesos es alta, aunque la permeabilidad es mayor en las membranas de microfiltración.

La ultrafiltración también se caracteriza por unas diferencias de presión requeridas bajas.

Las membranas de son generalmente membranas porosas y se clasifican por el peso molecular de la molécula más pequeña contenida, que oscila entre 1.000 y 500.000, es decir, moléculas y macromoléculas.

Se aplica para la eliminación de sustancias orgánicas, y en el tratamiento de aguas residuales.

Nanofiltración

La nanofiltración es un proceso intermedio entre la ósmosis inversa y la ultrafiltración por los niveles de separación que permite y por las presiones de aplicación que requiere.son de estructura microporosa y pueden retener partículas con un tamaño de 0,1 nm-0,001 µm, lo que permite separar del agua la mayoría de moléculas, las de peso molecular más bajo queden retenidas en la membrana parcialmente.

Por lo que este proceso permite la separación de sustancias orgánicas, microorganismos y sales.
Se utiliza para la eliminación de metales pesados de las aguas residuales, para descontaminación de las aguas residuales, para la eliminación de nitratos, para la eliminación del color y también como pretratamiento antes de la ósmosis inversa.

Ósmosis Inversa

Este proceso de membranas retiene prácticamente todas las moléculas más pequeñas de partículas y sales, incluidas las sales, mientras que las moléculas de agua pueden pasar libremente a través de la membrana.

La característica principal de este proceso es que con las membranas de ósmosis inversa el rechazo de solutos no ocurre mediante filtración,sino que el mecanismo de transporte característico es el de disolución-difusión a través de la membrana, es decir que el proceso de separación se debe a la diferente solubilidad y difusividad en la membrana de los distintos componentes de la solución acuosa y por tanto se trata de un proceso físico-químico. Las membranas de OI son hidrófilas para que las moléculas de agua sean atraídas fácilmente y por difusión.

Las membranas de ósmosis inversa al ser densas, y no porosas, tienen valores inferiores de permeabilidad, debiéndose trabajar a valores superiores de presión que permitan superar la presión osmótica para lograr que exista un flux razonable de fluido desde la fase concentrada al permeado.

La ósmosis inversa es la técnica que más se utiliza en la actualidad ya que permite la eliminación de sales, así como de compuestos orgánicos de bajo peso molecular, permitiendo producir un agua potable de una gran calidad.