Aplicación de membranas recicladas en el tratamiento de aguas residuales de baja carga iónica.

Abstract

Debido a la escasez de agua en la que se encuentra Chile debido a la sequía y a la contaminación es que urge buscar soluciones a este problema, lo que ha impulsado el desarrollo de nuevas tecnologías. El objetivo general de este trabajo es estudiar la viabilidad del reúso de las membranas modificadas de ósmosis a la forma de membranas de ultrafiltración para el tratamiento de aguas residuales con bajo contenido de iones. El trabajo se basa en el estudio experimental, con énfasis en el proceso de filtración, en especial la “calidad” del permeado y su comparación con el permeado obtenido mediante membranas comerciales de ultrafiltración para determinar el grado de modificación de esta. Primero se compararon los perfiles de densidad de flujo a lo largo de 4 horas para analizar el ensuciamiento de la membrana modificada de ósmosis inversa usando presiones transmembrana de 2.5, 3.5 y 5 bar. Luego se estudió una membrana comercial de ultrafiltración con tamaño de corte nominal de 10 kDa para tratar aguas residuales en un equipo piloto de UF, usando presiones transmembrana de 2, 3, 4 y 5 bar. Más adelante, se estudió la membrana modificada bajo las mismas condiciones, esto es, el mismo equipo piloto de UF y presiones transmembrana de 2, 3, 4 y 5 bar. Se compararon los resultados del permeado obtenido por ambas membranas, en particular contenido de cloruro, pH, turbidez, TDS y conductividad. El ensuciamiento de la membrana disminuyó con el aumento de la presión de operación. Los parámetros obtenidos a partir del permeado con la membrana modificada se encuentran en rangos normales, sin embargo, el contenido de cloruro, conductividad y TDS presentes en el permeado son muy bajos en comparación a una membrana de ultrafiltración. La presión de 3.5 bar fue donde más se acercó el comportamiento de ambas membranas. En relación a la densidad de flujo se obtuvo un grado de modificación de membrana de 62.07%, mientras que considerando los parámetros de TDS y contenido de cloruro se obtiene un 16.55% y 17.45% de grado de modificación respectivamente y se evidencia que la membrana modificada se encuentra en un punto intermedio entre membrana de ultrafiltración y nanofiltración. Finalmente, este estudio indica que el tratamiento de aguas sanitarias con membranas modificadas de ósmosis inversa bajo las condiciones de operación empleadas es viable, en consecuencia, el agua obtenida puede ser empleada para actividades como la agricultura en sectores rurales sin acceso constante de agua, sin embargo, falta por analizar la factibilidad económica del proyecto.

Due to the scarcity of water in Chile due to drought and pollution, it is urgent to find solutions to this problem, which has prompted the development of new methods and technologies. The general objective of this work is to study the feasibility of reusing modified ósmosis membranes in the form of ultrafiltration membranes for the treatment of wastewater with low ion content. The work is based on the experimental study, with emphasis on the filtration process, especially the quality of the permeate and its comparison with the permeate obtained by commercial ultrafiltration membranes to determine the degree of modification of the latter. First, flux density profiles were compared over 4 hours to analyze the fouling of the modified reverse ósmosis membrane using transmembrane pressures of 2.5, 3.5 and 5 bar. Then, a commercial ultrafiltration membrane with nominal cut-off size of 10 kDa was studied to treat wastewater in a UF pilot plant using transmembrane pressures of 2, 3, 4 and 5 bar. Further, the modified membrane was studied under the same conditions, i.e., the same UF pilot plant and transmembrane pressures of 2, 3, 4 and 5 bar. The results of the permeate obtained by both membranes were compared, in particular chloride content, pH, turbidity, TDS and conductivity. Membrane fouling decreased with increasing operating pressure. The parameters obtained from the permeate with the modified membrane are in normal ranges, however, the chloride content, conductivity and TDS present in the permeate are very low compared to an ultrafiltration membrane. The pressure of 3.5 bar was where the performance of both membranes was the closest. In relation to the flux density, a membrane modification degree of 62.07% was obtained, while considering the TDS and chloride content parameters, a 16.55% and 17.45% modification degree was obtained, respectively, and it is evident that the modified membrane is at an intermediate point between ultrafiltration and nanofiltration membranes. Finally, this study indicates that the treatment of sanitary water with modified reverse ósmosis membranes under the operating conditions used is feasible, consequently, the water obtained can be used for activities such as agriculture in rural sectors without constant access to water; however, the economic feasibility of the project remains to be analyzed.