En un mundo cada vez más consciente de la importancia de preservar nuestros recursos naturales, la gestión eficiente del tratamiento de aguas residuales se convierte en una prioridad ineludible. En este contexto, las tecnologías de filtración desempeñan un papel crucial en la purificación de aguas contaminadas y el resguardo de nuestros ecosistemas acuáticos.
En este artículo, te presentamos las tecnologías de filtración de aguas residuales, examinando su impacto positivo en la preservación del medio ambiente y las ventajas de aplicar estas tecnologías. ¡Comencemos!
1. Filtración de medios
La arena y otros tipos de filtración de medios específicos se utilizan para eliminar la materia en suspensión, así como las partículas flotantes y hundibles. Las aguas residuales fluyen verticalmente a través de un lecho fino de arena y/o grava. Las partículas se eliminan mediante absorción o encapsulación física. Si hay una pérdida de presión excesiva en el filtro, hay que enjuagarlo.
Pero, ¿en dónde se aplican los filtros de medios? Los filtros de arena se utilizan en diversos sectores y procesos en los que es necesario eliminar las materias en suspensión del agua o de las aguas residuales, como en los ejemplos siguientes:
- Eliminación del hierro de las aguas subterráneas mediante aireación y filtración con arena.
- Depuración final de aguas residuales, seguimiento de la precipitación de metales y sedimentación.
- Depuración final de aguas residuales producidas en la fabricación de hierro, acero y aleaciones no ferrosas.
También se utiliza como depuración final (o antes de la filtración con carbón activo) para permitir la reutilización. Y, ¿cuáles son las ventajas de la filtración de medios? Estas son algunas de sus principales ventajas:
- Sistema sencillo y los medios pueden sustituirse con relativa facilidad.
- El sistema es flexible y puede utilizarse como pretratamiento o como filtro de pulido.
- Un filtro puede tener grandes capacidades de caudal.
2. Microfiltración
La microfiltración (MF) es la filtración de una suspensión líquida a través de una membrana con poros de aproximadamente 0.1 a 10 um de diámetro. Es un proceso impulsado por presión que se utiliza para retener microorganismos y otras partículas sólidas en suspensión de un líquido de proceso, al tiempo que transmite solutos que son más pequeños que el tamaño de los poros de la membrana selectiva.
Entonces, ¿para qué sirve la microfiltración? La microfiltración suele servir como pretratamiento para la ultrafiltración, o como postratamiento de los métodos de filtración de medios. Las partículas en suspensión, incluidos sedimentos, algas e incluso bacterias y protozoos como Cryptosporidium y Giardia, se retienen en cierta medida.
Esta es una alternativa a la filtración de arena clásica, pero ¿en qué sectores se emplea la microfiltración? La MF de flujo cruzado se utiliza en la:
- Industria láctea (queso, leche).
- Industria alimentaria (clarificación de zumos de frutas, vino, cerveza).
- Industria metalúrgica (separación de emulsiones de aceite y agua).
- Industria textil (tratamiento de efluentes).
- Industria farmacéutica (esterilización en frío).
Existen varias tecnologías de microfiltración, incluida la filtración por bolsa, los filtros de cartucho de alto flujo, los filtros autolimpiantes y las membranas. Dependiendo de la aplicación y la calidad de la alimentación, las membranas MF pueden funcionar en modo de flujo muerto o de flujo cruzado.
La microfiltración es un proceso de filtración que utiliza membranas con poros muy pequeños para separar partículas sólidas suspendidas, microorganismos y otras impurezas presentes en un fluido, generalmente agua. Estas son algunas de las ventajas de la microfiltración:
- Baja presión de funcionamiento requerida.
- Bajo consumo de energía para una instalación semiautomática, en comparación con la nanofiltración o la ósmosis inversa
- Relativamente económico.
- No es necesaria la transferencia de fase que consume energía, como por ejemplo las técnicas de evaporación.
- La calidad del permeado producido no está determinada por la gestión.
3. Ultrafiltración
La ultrafiltración (UF) es un proceso de membrana accionado por presión. El proceso de ultrafiltración utiliza una membrana que solo permite el paso de partículas de tamaño inferior a 20 nm. El tamaño de los poros varía entre 20 nm y 0,1 micras.
Pero, ¿en qué sectores se emplea la ultrafiltración? La UF es adecuada como pretratamiento en la preparación de agua potable o agua de proceso. Tiene excelentes propiedades para eliminar la materia en suspensión y las bacterias. La UF se aplica en las siguientes industrias y procesos:
- Industria química
- Industria textil
- Industria láctea
- Industria alimentaria
- Pretratamiento para nanofiltración u ósmosis inversa;
A medida que la alimentación pasa a través de la barrera de membrana, se acumula una torta de filtración en la superficie de la membrana, lo que aumenta la resistencia al flujo. Un breve flujo inverso de filtrado elimina los sólidos retenidos de las superficies de las fibras de la membrana. Cuando la acumulación de suciedad en los módulos de membrana aumenta la presión transmembrana o reduce el caudal, suele ser necesario un ciclo de limpieza.
Una ventaja clave de la ultrafiltración es su capacidad para retener partículas y moléculas de un tamaño mayor, mientras permite el paso de agua y compuestos más pequeños. Estas son las principales ventajas de la ultrafiltración:
- Baja presión de funcionamiento requerida (superior a la MF).
- Menor consumo energético que la nanofiltración o la ósmosis inversa.
- Buen rendimiento del permeado en función del agua de alimentación y de la elección de la membrana.
- Desinfección mediante la eliminación de bacterias. Hasta cierto punto, la UF permite eliminar virus, fagos, coloides y macromoléculas.
4. Nanofiltración
La nanofiltración (NF) se sitúa entre la ultrafiltración y la ósmosis inversa, con valores típicos de corte de tamaño de poro en el rango de 150-500 Dalton, dependiendo de la estructura molecular. Una membrana de nanofiltración también es selectiva a los iones. Esto es, la capacidad de distinguir varios iones entre sí, lo que la hace ideal para el tratamiento especializado de efluentes industriales.
Siendo así, ¿en qué sectores se aplica la nanofiltración? Las tecnologías de NF se emplean en diversas aplicaciones industriales, como el reciclaje de efluentes CIP en la industria alimentaria y de bebidas, y la eliminación de color/recuperación química en efluentes textiles. La NF también se utiliza en el tratamiento de aguas dulces, de proceso y residuales.
Las membranas de NF también se utilizan para la eliminación de materia orgánica natural del agua, especialmente sabores, olores y colores, y en la eliminación de trazas de herbicidas de grandes flujos de agua. También pueden utilizarse para la eliminación de cantidades residuales de desinfectantes en el agua potable.
Los sistemas de NF suelen funcionar igual que cualquier proceso normal de ósmosis inversa, pero normalmente lo hacen a presiones más bajas. Debido a la amplia gama de aplicaciones de la NF, es necesario determinar el rechazo de una membrana NF mediante pruebas experimentales de filtración con moléculas preseleccionadas. Pero, ¿cuáles son las ventajas de usar la nanofiltración? Estos son los principales:
- Reducción del contenido de sal y de materia disuelta (TDS) en el agua salobre.
- Reducción de metales pesados.
- Reducción de nitratos y sulfatos.
- Reducción del color, los taninos y la turbidez.
- Ablanda el agua dura cuando se utilizan membranas ablandadoras específicas.
- Sin productos químicos, por ejemplo, no necesita sal ni productos químicos durante su funcionamiento.
- El pH del agua después de la nanofiltración no suele ser agresivo.
¡Ahora ya sabes cuáles son las tecnologías de filtración en el tratamiento de aguas residuales! Como ves, con la innovación constante y la aplicación de enfoques más eficientes, podemos aspirar a un mundo donde el acceso a agua limpia sea una realidad para todos, y donde nuestras acciones respeten y protejan los preciados recursos hídricos de nuestro planeta.
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