Quimica Industrial

Tratamiento del agua potable por ósmosis inversa

El agua potable es un recurso vital para el consumo humano. Para potabilizar el agua es necesario el uso de diversos sistemas de ingeniería y tecnologías que permitan alcanzar las condiciones físico-químicas y bacteriológicas ideales para  para el consumo humano. En muchas ocasiones, el origen del agua potable radica en el agua de Mar. Por tanto, es indispensable utilizar una tecnología que permita desalinizar dicha agua para hacerla potable. Dentro de los tecnologías utilizadas para desalinizar tenemos las siguientes: ósmosis inversa, desalinización nuclear, destilación, evaporación relámpago, formación de hidratos entre otros.

En esta sección se detallará el tratamiento de agua potable a través del proceso de ósmosis inversa. Para ello, es necesario definir algunos términos que se utilizaran en este articulo referente a tratamiento de agua potable.

Definiciones

Desalinización de agua de Mar: Se refiere a la extracción físico-química de la sal en el agua de Mar a través de grandes Plantas procesadoras.

Agua Potable: Es el agua la cual bajo ciertos tratamientos químicos y físicos es apta para el consumo humano según los estándares de calidad.

Ósmosis Directa o Natural: Es cuando en dos soluciones del mismo disolvente la solución de menor concentración viaja a través de una membrana semipermeable hacia la solución de mayor concentración hasta lograr el equilibrio.

Ósmosis Inversa: Es cuando en dos soluciones del mismo disolvente la solución de mayor concentración viaja a través de una membrana semipermeable hacia la solución de menor concentración hasta lograr el equilibrio.

Salmuera: Es un subproducto de la desalinización de agua de Mar para la obtención de agua dulce o potable. Contiene sobresaturación de sal que en la mayoría de los casos tiene a ser despojado al Mar nuevamente trayendo como consecuencias daños al ambiente.

Proceso de obtención de agua potable por ósmosis inversa

Captación

  • Se realiza la captación de agua  a través de conductos o tuberias cercanas a los pozos acuíferos de mar.
  • Se ajusta el pH según sea necesario para proceder a separar a los solidos presentes.
  • El agua pasa a traves de rejillas donde los sólidos de gran tamaño se retienen.

Pre-tratamiento

  • El agua es agitada con paletas y se le inyecta dos productos químicos: Hipoclorito de sodio para desinfectar y cloruro de hierro, un aglomerador de partículas solidas tales como desechos y arena.
  • Posteriormente pasa la segunda fase del pre tratamiento donde se separa la arena a traves de filtros. La arena es retenida por un flujo de aire que hace girar la arena  en circulo.  El agua sale por arriba y la arena se deposita en la parte baja del filtro. En este punto el agua se clarifica de manera claramente visible.
  • En esta fase se hace pasar el agua clarificada en un filtro de diatomita, una roca que contiene fósiles de algas mas fina que la arena, la cual tiene por finalidad filtrar las articulas microscópicas.

Extracción de Sal Osmosis Inversa

  • El agua clarificada pasa a través de unas membranas en forma de cilindro que contiene capas polimericas con poros mil veces mas finos que el diametro de un cabello humano. Su finalidades atrapar los cristales de sal.
  • La planta bombea el agua bajo una altisima presión a traves de unos conductos que contienen un determinado numero de membranas.
  • Cuando el agua llega al centro del conducto ya no tiene nada de sal. La salmuera se extrae a los lados de la membrana.
  • El personal operacional calificado supervisa el funcionamiento de cada una de las membranas.
  • El agua en las membrana permeable sale con una concentración muy baja alrededor de 10ppm,

Tratamiento de desechos residuales

  • Los desechos previamente separados son enviados a unas cuencas donde se le aplica un determinado tratamiento quimico.
  • Cuando los sólidos se asientan al fondo, el agua sucia retorna al inicio de la planta para ser limpiada y reciclada.
  • El agua remanente en los sólidos sedimentados se extrae con rodillos y se envía al vertedero.
  • La sal extraída se diluye y se devuelve al mar para que no afecte el nivel de salinidad del agua.

Remineralización

A los largo del proceso se pierden los minerales naturales del agua. Si no se sustituyen el sabor del agua no sería agradable. Por tal motivo, se añaden dióxido de carbono y cal liquida al agua, lo cuales se encargan de regularr el pH y aumentar su alcalinidad. Asi recupera los minerales del agua y su sabor original.

Ventajas de la desalinización

  • Es útil en zonas donde el suministro de agua dulce es muy limitado.
  • Es una fuente alternativa en épocas de sequía o escases severa.
  • Se producen un alto rendimiento de agua dulce y potable. Por ejemplo la planta de Aruba tiene una capacidad de producción de 50 millones de litros/día.

Desventajas de la desalinización

  • Durante el proceso se producen residuos que son tratados para evitar daños o impactos al ambiente, tales como salmuera, sólidos entre otros.
  • La salmuera al arrojarse al Mar en exceso disminuye el oxigeno del medio afectando la fauna y flora acuática.
  • Los productos utilizados en la limpieza de las membranas si no se eliminan adecuadamente pueden afectar la salud del consumidor.
  • El uso de energia requerida para el proceso de osmosis inversa es muy Alto, así como su costos operativos.

 

Fuente: Tratamiento de agua potable por ósmosis inversa, Autor: Chevron, 2002. Desalinización y sistema de disposición final del agua de rechazo o salobre al mar, Autor: Carlos Barrera, Noviembre 2015

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