- 2025-11-06
Ósmosis inversa y nanofiltración
La filtración por membrana es el proceso de separación o eliminación de partículas y coloides de un líquido. Este proceso se logra mediante una barrera física (una membrana semipermeable) que restringe el paso de partículas a través de sus poros.
El agua que entra en el módulo de membrana se denomina "corriente de alimentación".
El líquido que pasa a través de la membrana semipermeable se denomina "corriente de permeado o producto".
El líquido al otro lado de la membrana, que contiene las partículas retenidas, se denomina "corriente de retenido/concentrado/rechazo/residuo".
Los tipos de procesos de filtración por membrana más utilizados se basan en la diferencia de presión a través de la membrana. Estos procesos incluyen:
Microfiltración (MF)
Ultrafiltración (UF)
Nanofiltración (NF)
Ósmosis inversa (OI)
Desafíos
La ósmosis inversa frente a la nanofiltración es un tema muy debatido en la industria del tratamiento de agua. Los defensores de estas dos tecnologías de filtración por membrana siempre han enfatizado las ventajas de cada sistema de purificación de agua y creen que cada uno tiene sus propias ventajas. Los sistemas de ósmosis inversa (OI) y nanofiltración (NF) presentan similitudes en apariencia y función. Sin embargo, los sistemas de nanofiltración utilizan tecnología más moderna y añaden características adicionales que les permiten realizar ciertas tareas que los sistemas de ósmosis inversa no pueden realizar eficientemente.
Por ejemplo, se ha comprobado que los sistemas de ósmosis inversa filtran nutrientes valiosos que son beneficiosos para el cuerpo humano. Los sistemas de nanofiltración están diseñados para evitar esto y son mucho más capaces de eliminar los iones divalentes que causan la dureza del agua que los sistemas de ósmosis inversa. La ósmosis inversa se ha utilizado durante más tiempo que la nanofiltración y sigue siendo la opción preferida en aplicaciones donde es necesario eliminar las moléculas de soluto más pequeñas, como la sal y diversos minerales monovalentes.
Soluciones
Aplicaciones Industriales:
Con el desarrollo de membranas de película delgada y compuestas, el rango de aplicación de la tecnología de ósmosis inversa se ha expandido desde los procesos tradicionales de desalinización de agua de mar a diversos campos de tratamiento de aguas residuales. El rango de aplicación de los sistemas de ósmosis inversa incluye aguas residuales orgánicas, aguas residuales de galvanoplastia, aguas residuales de tratamiento de superficies metálicas, aguas residuales de pulpa y papel, aguas residuales de minería y petroquímica, aguas residuales textiles, aguas residuales de procesamiento de alimentos, aguas residuales radiactivas, tratamiento de agua de riego, aguas residuales municipales, tratamiento de aguas superficiales y aguas subterráneas contaminadas, especialmente para la eliminación de N-nitrosodimetilamina (NDMA) y otros precursores de subproductos desinfectantes orgánicos (DBP).
La nanofiltración ha recibido mucha atención por su propósito de ablandar el agua y eliminar diversos contaminantes del agua potable. La nanofiltración puede reducir o eliminar sólidos disueltos totales (TDS), dureza, color, agroquímicos, sustancias de alto peso molecular y ácidos fúlvicos (que pueden formar trihalometanos después de la cloración). La nanofiltración también se utiliza para eliminar sustancias orgánicas e inorgánicas de diferentes aguas residuales. La nanofiltración es un sistema eficiente de tratamiento de agua, ideal para el tratamiento secundario o terciario de aguas residuales en la industria, la agricultura o la reutilización indirecta de agua potable.
Conclusión:
Las ventajas de la separación por membranas en comparación con otras soluciones de tratamiento de agua son evidentes. Si bien los procesos conceptuales de nanofiltración y ósmosis inversa pueden ser similares, cada uno presenta factores y usos únicos. La nanofiltración consume menos energía y produce un mayor flujo a baja presión; es ideal para aplicaciones que no requieren que la corriente de alimentación esté completamente libre de sólidos disueltos. Por otro lado, la ósmosis inversa es una solución para obtener agua absolutamente pura, aunque su producción consume más energía.
Ventajas
Los diversos procesos de filtración por membrana se pueden clasificar y comparar según las siguientes categorías:
1.) Fuerza impulsora
2.) Mecanismo de eliminación
3.) Principio de funcionamiento
4.) Aplicaciones industriales
Este artículo se centrará en la ósmosis inversa (OI) y la nanofiltración (NF); son los dos tipos de filtración por membrana más utilizados. A continuación, analizaremos con más detalle ambos sistemas (NF y OI) según las categorías mencionadas anteriormente.
1.) Fuerza impulsora:
Tanto los sistemas de NF como de OI se basan en la presión hidráulica para lograr la separación deseada, es decir, la transferencia de partículas a través de una membrana semipermeable.
2.) Mecanismo de eliminación:
A diferencia de la microfiltración (MF) y la ultrafiltración (UF), que son procesos de separación que se basan únicamente en la exclusión por tamaño (tamizado), la NF y la OI no solo proporcionan una separación basada en el tamaño, sino también la capacidad de adsorber especies iónicas de la capa de agua adsorbida a la superficie de la membrana.
3.) Principio de funcionamiento:
La ósmosis inversa es un proceso de filtración que aplica presión al agua, obligándola a pasar a través de una membrana y eliminando partículas y sólidos disueltos. El agua se ve forzada a fluir desde el lado concentrado al diluido.La nanofiltración, a menudo descrita como una versión simplificada de la ósmosis inversa, utiliza menos membranas finas que los sistemas de ósmosis inversa. Esto se refleja en que requiere casi la mitad de la presión del agua de alimentación que los sistemas de ósmosis inversa.
Existe una considerable superposición en los tamaños de partículas eliminados por la nanofiltración y la ósmosis inversa. Normalmente, los sistemas de nanofiltración pueden eliminar partículas de hasta 0,001 μm, mientras que los sistemas de ósmosis inversa pueden eliminar partículas de hasta 0,0001 μm.
