De que estan hechas las membranas para la osmosis ??

 El material con el que se fabrican las membranas tienen su historia tambien.

En general se pueden decir que los procesos de membranas usan una barrera permeable para filtrar componentes seleccionados de mezclas. Los sistemas de procesamiento con membranas pueden disminuir los costos de energía, eliminar emisiones y mejorar la calidad del producto en alguna aplicación.

Al irse entendiendo mejor el uso de separación por membranas, habrá mayores aplicaciones que quieran mayores fluxes. Definimos el flux como el volumen de permeado por unidad de área y tiempo.

El flux varía de acuerdo al rango de separación de la membrana, y el modo en que varía es diferente en cada rango

La relación lineal entre el flux y la presión con la ósmosis inversa se hace más problemática en el rango de Microfiltración. A presiones mayores de 1 bar; el flux decrece. Para mantener los fluxes cuando se usa una membrana en el rango de Microfiltración es esencial prevenir incrustaciones de los rechazos en la superficie de la membrana o dentro del soporte de la membrana. Esta acumulación de material aumenta la resistencia al flujo de permeado.

Las membranas de filtración original se hacían de acetato de celulosa. Sin embargo el material no soporta niveles de pH que salgan de 2 a 9 y en temperaturas arriba de 35°C. Además las membranas de acetato de celulosa tienen una resistencia química limitada.

Para resolver estas limitantes se han desarrollado cerámicos y membranas poliméricas, incluyendo polisulfonatos fluoruro de polivildieno y poliacrilonitrilos. Comparadas con las de acetato de celulosa, las membranas de polisulfonatos están hechas para desempeño en un rango de pH entre 1 a14, a una temperatura máxima de 110°C, con buena resistencia química.

Los cerámicos se usan en sistemas tubulares, generalmente en aplicaciones donde se necesita resistencia a pH extremos y niveles de temperatura extremos.

Muchos de estos materiales han sido combinados en estructuras de composita como los metales cerámicos o en estructuras multipoliméricas, en donde una membrana delgada de un material, por ejemplo, polisulfonato es añadido a la superficie de un material de soporte diferente como el poliéster.

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Ultrafiltracion

La ultrafiltración es el tipo de Filtración donde se utilizan membranas.

La membrana de ultrafiltración capilar es un polímero resistente al cloro, con características hidrofilias. Esto las hace ideales para el tratamiento de aguas superficiales.l tamaño de poro no es tan fino como en la Nanofiltración y tampoco requiere tanta energía para efectuar la separación, y es mas pequeño que el de las membranas de microfiltración

La membranas de Ultrafiltración están dispuestas en forma de capilares y están construidas con materiales plásticos que son porosos semipermeables.
La Ultrafiltración es capaz de concentrar sólidos suspendidos, bacterias, algunas proteínas, algunos colorantes.

GENERADOR DE CLORO

Es un sistema que trabaja de manera muy sencilla. Es necesario iniciar con suficiente sal: “Si la unidad no está funcionando correctamente desde el principio, es porque la tecnología no está iniciando con suficiente sal en el agua”,dice Doug Ward. Una alberca residencial grande requiere alrededor de 700 libras para iniciar su sitema. Ofrece las mismas características Germicidas de los Cloros convencionales para albercas (el cloro liquido y el sólido) pero con la ventaja de que se genera en la alberca y con la fórmula mas sencilla y menos dañina para el ser humano. La sal, es la que normalmente utilizamos en nuestra casa para los alimentos. Seguramente usted se preguntara ¿sal al agua?… un porcentaje mínimo de sal se requiere para producir cloro mediante el proceso electrolítico (entre 3 y 4.5 kilos por cada 1000 lts de agua depende del modelo a instalar) en si, es la décima parte de la sal que contiene el agua de los Océanos (36 kilos por cada 1000 lts) es decir, poco menos de la sal que contiene una lagrima humana, o la misma que normalmente contiene el liquido limpiador de lentes de contacto. Esta, mediante un proceso electrolítico, genera el cloro necesario para mantener nuestra alberca libre de gérmenes y bacterias, con la principal ventaja que es no utilizar el cloro nunca mas.

Lo que debe de hacer es simplemente instalarse un aparato electrónico en la tubería de la alberca, se agrega sal al agua y Listo.

El proceso de generación de cloro se repite constantemente y lo único que se debe hacer será agregar sal al agua de la Piscina, esto depende en gran medida del numero de retrolavados que se realicen al filtro y la cantidad de bañistas que salpican el agua fuera de la alberca. Al agregar agua nueva la sal se diluye, haciendo necesario mantener un residual de sal en el agua constante de 3000 a 5000 ppm (depende del modelo a instalar) y así obtener el residual de cloro necesario en el agua de 1.00 a 2.00 ppm para mantenerla libre de bacterias con calidad y cristalina.

Entre algunas de las ventajas se encuentran:

  • No tendra la piel reseca efecto muy normal con el uso de químicos para piscina
  • No mas cabello desteñido o que cambia de color
  • No mas abrillantadores y decantadores para el agua
  • El agua no tendra olor a cloro
  • La sal actúa como desinflama torio y alivia el dolor muscular.
  • Evita que se tengan los ojos irritados por el cloro

  

Resina Anionica

LA RESINA ANIONICA EN EL PROCESO DE PURIFICACION DE AGUA.Por sus propiedades como disolvente y su utilización en diversos procesos industriales, el agua normalmente tiene muchas impurezas y contaminantes. Las sales metálicas se disuelven en el agua separándose en iones, cuya presencia puede ser indeseable para algunos usos del agua.

Las resinas de intercambio iónico poseen un radical fijo y un ión móvil o ión de sustitución. El ión móvil es el ión que es intercambiado por iones que desean eliminarse de la solución y este intercambio sólo funciona entre iones de igual carga eléctrica: cationes por cationes y aniones por aniones.

En general las resinas de intercambio iónico operan en columnas, para favorecer el proceso de intercambio, parecido a la destilación o la destilación en bandejas. La reacción de intercambio se desplaza en el lecho de resina, generalmente hacia los niveles inferiores.

Por sus propiedades y su intercambio ionica la Resina es utilizable en el ramo de pufiricacion de Agua para esto se pueden clasificar de la siguiente manera:

Resinas catiónicas de ácido fuerte

Resinas catiónicas de sodio: eliminan la dureza del agua por intercambio de sodio por el calcio y el magnesio.

Resinas catiónicas de hidrógeno: pueden eliminar todos los cationes (calcio, magnesio, sodio, potasio,etc) por intercambio con hidrógeno.

Resinas catiónicas de ácidos débiles: eliminan los cationes que están asociados con bicarbonatos

c. Resinas aniónicas de bases fuertes: eliminan todos los aniones. Su uso se ha generalizado para eliminar aniones débiles en bajas concentraciones, tales como: carbonatos y silicatos.

 Resinas aniónicas de base débil: eliminan con gran eficiencia los aniones de los ácidos fuertes, tales como sulfatos, nitratos y cloruros.

En pocas palabras la resina es muy util en un proceso de purificacion y obtener un producto con mas calidad.

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CARTUCHOS DE CARBON ACTIVADO

El carbón activado es preparado a partir de diversos materiales, tales como, carbón, madera, cáscaras de coco, turba y petróleo. El carbón se transforma en “activado” cuando es calentado a altas temperaturas (800 a 100oC) en la ausencia de oxigeno. El resultado es la creación de millones de poros microscópicos en la superficie del carbón. Esta enorme cantidad de área superficial proporciona grandes oportunidades para que tenga lugar el proceso de adsorción. El carbón activado tiene una fuerte atracción adsortiva para otras moléculas (orgánicas) basadas en el carbono, y es excelente en retener firmemente moléculas más pesadas tales como compuestos orgánicos aromáticos (aquellos que pueden ser olidos).

El carbón activado también es conocido por su extraordinaria habilidad en eliminar el cloro y su gusto y olor relacionados por la reducción química para una forma no detectable por los sentidos (por ej.: cloruros).

Los filtros de carbón activado remueven los compuestos orgánicos volátiles (VOC), los pesticidas y herbicidas, los compuestos con tribalometano, radon, los solventes y otros productos hechos por hombre y que encontramos en las aguas.

El VOC tiene todo tipo de reactivos químicos con importantes propiedades en comun. Ellos son volátiles, se evaporan fácilmente, y ellos contienen carbón, (llamado carbón orgánico). Cuando están presente en el agua a baja concentración, algunos VOC producen un suave y agradable olor.

Beber el agua que contiene más o meno de VOC, a niveles superiores de los standards, no debe ser consumida. VOC puede atacar el cuerpo a través de la piel que absorba esa subtancia o por la inhalación del vapor de agua. Ademas, porque es poco conocido la presencia y los efectos de estos productos químicos, una atención especial debe prestarse para detectar y eliminar los VOC desde la fuente.

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SEDIMENTACION

Es el asentamiento por gravedad de las partículas sólidas contenidas en el agua. Se realiza en depósitos anchos y de poca profundidad.
La sedimentación puede ser simple o secundaria. La simple se emplea para eliminar los sólidos más pesados sin necesidad de tratamiento especial mientras mayor sea el tiempo de reposo, mayor será el asentamiento y consecuentemente la turbiedad será menor haciendo el agua mas transparente.
El reposo prolongado natural también ayuda a mejorar la calidad del agua debido a la acción del aire y los rayos solares; mejor sabor y el olor, oxida el hierro y elimina algunas substancias.
La secundaria se emplea para quitar aquellas partículas que no se depositan ni aun con reposo prolongado, y que es la causa principal de turbiedad. En este caso, se aplican métodos de coagulación con sustancias como el alumbre, bajo supervisión especializada.

La sedimentación es un proceso que forma parte de lapotabilización del agua y de la depuración de aguas residuales.

Potabilización del agua

En la potabilización del agua, el proceso de sedimentación está gobernado por la ley de Stokes, que indica que las partículas sedimentan más fácilmente cuando mayor es su diámetro, su peso específico comparado con el del líquido, y cuando menor es la viscosidad del mismo. Por ello, cuando se quiere favorecer la sedimentación se trata de aumentar el diámetro de las partículas, haciendo que se agreguen unas a otras, proceso denominado coagulación y floculación.

Tratamiento de las aguas residuales

En el tratamiento de las aguas residuales, este proceso se realiza para retirar la materia sólida fina, orgánica o no, de las aguas residuales, aquí el agua pasa por un dispositivo de sedimentación donde se depositan los materiales para su posterior eliminación, el proceso de sedimentación puede reducir de un 20 a un 40% la DBO5[1] y de un 40 a un 60% los sólidos en suspensión.

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ULTRAFILTRACION

La ultrafiltración es el tipo de Filtración que utiliza membranas para separar diferentes tipos de sólidos y líquidos.

El tamaño de poro no es tan fino como en la Nanofiltración y tampoco requiere tanta energía para efectuar la separación, y es mas pequeño que el de las membranas de microfiltración.

El influente es conducido al sistema por baja presión, donde membranas especiales de alta resistencia lo reciben para deliberarlo de materiales de alto peso molecular y sólidos suspendidos.

Los fluidos viajan por la superficie de las membranas en forma horizontal a muy alta velocidad impidiendo la formación de lodos que obstaculicen y resten eficiencia de las mismas.

Cada membrana es fabricada especialmente para cubrir exactamente sus necesidades. Los sistemas de ultrafiltración son capaces de remover por encima del 90% de los contaminantes, esto significa reducir costos de disposición y/o reciclado hasta de un 10%. Requiere un mínimo de energía para su funcionamiento y poca atención del operador. Son de capacidad variable, ya que van de 50 a 180,000 gpd. Remueve aceite emulsionado, refrigerantes, sólidos suspendidos, etc.

Una de las ventajas de un proceso de filtración por membranas es esencialmente el FLUJO CRUZADO comparado con el FLUJO DIRECTO

Existen varios tipos de membranas de Ultrafiltración para aplicaciones diferentes:

·        Membranas Espirales que permiten que el agua a filtrar recorra toda la membrana y sea recogida en un canal central. Reduce costos de energía al reducir requerimientos de bombeo. Se puede operar a altas presiones y altas temperaturas.

·        Membranas Tubulares (de ½” o 1″ de diámetro). Trabaja muy bien en altas concentraciones de contaminantes, su limpieza puede ser tanto química como mecánica y su taponamiento es mínimo. Soporta altas temperaturas y altos rangos de pH.

·        Membranas Fibra Hueca (Hollow Fiber) Son como pequeños popotes, lo que nos da una cantidad de área de filtración muy amplia comparado con el mínimo espacio.

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DESINFECCION DE AGUA POTABLE

La desinfección del agua para uso humano tiene por finalidad la eliminación de los microorganismos patógenos contenidos en el agua que no han sido eliminados en las fases iniciales del tratamiento del agua.

La desinfección del agua es necesaria como uno de los últimos pasos en la planta de tratamiento de agua potable, para prevenir que esta sea dañina para nuestra salud. Muchas veces, tratándose de agua de manantiales naturales o de pozo, la desinfección es el único tratamiento que se le da al agua para obtener agua potable. La desinfección puede hacerse por medios químicos o físicos.

Los compuestos químicos más utilizados para la desinfección del agua son:

  • Hipoclorito de sodio (NaClO), Ácido hipocloroso (HClO), Clorito de sodio (NaClO2). El cloro es uno de los elementos más comunes para la desinfección del agua. El cloro se puede aplicar para la desactivación de la actividad de la gran mayoría de los microorganismos, y es relativamente barato.
  • Dióxido de cloro (ClO2)
  • Ozono (O3)
  • Halógenos: Yodo
  • Metales: cobre (Cu2+), plata (Ag+)
  • Permanganato (KMnO4)
  • Jabones y detergentes
  • Sales de amonio
  • Peróxido de hidrógenos

Los procesos físicos más utilizados para la desinfección del agua son:

  • Generación de ácido hipocloroso mediante proceso de hidrólisis (sin aditivos).
  • Luz ultravioleta
  • Fotocatálisis
  • Radiación electrónica
  • Rayos gamma
  • Sonido
  • Calor

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FLOCULACION IONICA

Es un paso del proceso de potabilización de aguas de origen superficial y del tratamiento de aguas servidasdomésticas, industriales y de la minería

Los compuestos que pueden estar presentes en el agua pueden ser:

  • Sólidos en suspension
  • Partículas coloidales (menos de 1 micra), gobernadas por el movimiento browniano; y,
  • Sustancias disueltas (menos que varios nanómetros).

La floculación iónica es el proceso a través del cual se modifican las moléculas disueltas en un fluido, mediante la acción de los llamados floculadores iónicos. Éstos son los elementos materiales compuestos por tubos de acero inoxidable, plata o cobre, que conectados en su extremo a polos de corriente directa, positiva o negativa, generan la actividad iónica. Los floculadores iónicos sumergidos en el fluido producen un campo de baja intensidad de actividad iónica constante, que incrementa la energía de los electrones de enlace; entonces, los átomos que componen las moléculas diluidas en el medio sufren un cambio en su estructura que las lleva a su forma más elemental, confirmando la teoría electrolítica de la disociación.

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PROCESOS DE DESMINERALIZACION

 Por proceso de desmineralización o desionización de agua se entiende la eliminación de las sales disueltas (iones catiónicos y aniónicos), los métodos más comunes de desmineralización son:

Intercambio iónico:
 
     Los procesos de desmineralización industrial en la actualidad se basan en el intercambio iónico. Usando resinas de intercambio iónico se pueden eliminar casi el 100% de las salesque contiene el agua, pero no compuestos orgánicos, bacterias o virus. 

Destilación:

     Es el método más antiguo para obtener agua pura, el agua se calienta hasta llegar al punto de ebullición, después se enfría y por condensación se obtiene un agua sin sales disueltas. En la industria, actualmente no se usa por el excesivo coste energético que supone.
     La destilación no elimina totalmente los elementos que contiene el agua. durante la destilación algunos compuestos volátiles pueden evaporarse con el resto de agua para luego condensarse con ella.

Osmosis inversa:

     En realidad la ósmosis inversa no es un procesode desmineralización ya que no elimina todas las sales contenidas en el agua, pero sí es capaz de reducir considerablemente los iones que contiene, las bacterias, los virus y compuestos orgánicos.

La ósmosis inversa es capaz de eliminar aproximadamente:

*Más del 95% de compuestos orgánicos y pesticidas.
*Más de 90% sales disueltas como el sodio, calcio, carbonatos, arsénico, bicarbonatos, magnesio, aluminio, fosfatos, flúor, cianuro, sulfato, cobre, níquel, zinc, plata, bario, radio y cloro.
*Entre el 70% y 80% de los nitratos.
*Entre el 55% y 65% del boro.
(Estos valores son aproximados y pueden variar en función del tipo de membrana, el fabricante y las presiones de trabajo).

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