Aplicación de la ósmosis inversa y nanofiltración en el acondicionamiento de aguas para calderas

Abstract

Se estudió el comportamiento de membranas de ósmosis inversa y nanofiltración a utilizar en el pretratamiento del agua para la alimentación de calderas. Se analizó la velocidad de permeado y la selectividad de las membranas respecto de la presión, temperatura y concentración del agua de alimentación. Se estudiaron siete membranas; dos de nanofiltración y cinco de ósmosis inversa. Los mejores análisis de la retención fueron para las membranas ESPA1, CPA2 y PAC, con retenciones mínimas del 99.3%, cuando las concentraciones son del 0.1 %, NaCl. La modelización se desarrolló con base en los principios de solución-difusión, solución-difusión-imperfección, poros finos y termodinámica irreversible, y se determinó un modelo con cada uno de ellos, utilizando para el efecto correlaciones lineales y no lineales. Se definió expresiones para la velocidad de permeación, velocidad de permeación del soluto y la retención, identificando en cada caso los valores de los coeficientes. El proceso de modelización se optimizó por el criterio de los mínimos cuadrados y una función objetivo, que establece una calificación de las predicciones de los modelos, para los errores por defecto o por exceso a los valores reales de la experimentación. Los modelos fueron evaluados conforme a la función objetivo, de donde se determinó aplicar el modelo de poros finos, por sus mayores aproximaciones en las predicciones al comportamiento de las membranas ESPA1, CPA2 y PAC, además de brindar mayores opciones de calibración y ajuste. Se elaboró un diseño con cada una de las membranas seleccionadas, de un sistema de acondicionamiento de aguas para una caldera, con aguas de dureza alta, media y baja, los cuales se compararon con el diseño obtenido mediante software comercial. Para cada uno de ellos se hizo su evaluación económica, y se comparó el coste del metro cúbico de agua tratada con el de otros tratamientos como el intercambio iónico.