Informe ósmosis inversa PDF

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Informe de laboratorio sobre ósmosis inversa...

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FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES INGENIERÍA AMBIENTAL TECNOLOGÍAS APROPIADAS I INFORME DE LABORATORIO PRÁCTICA DE ÓSMOSIS INVERSA

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LABORATORIO TRATAMIENTO PARA AGUAS: ÓSMOSIS INVERSA

1. OBJETIVOS Objetivo General Conocer los componentes que interactúan en el proceso de Osmosis Inversa. Objetivos Específicos Identificar cada una de las etapas que componen el proceso de Osmosis Inversa. Reconocer los equipos y el papel que desempeñan los mismos en el proceso de osmosis inversa.

2. MARCO TEÓRICO 2.1 Ósmosis La ósmosis es un fenómeno en el que se produce el paso o difusión de un disolvente a través de una membrana semipermeable (que permite el paso de disolventes, pero no de solutos), desde una disolución más diluida a otra más concentrada. Es el movimiento de moléculas a través de una membrana parcialmente permeable porosa, que va de una región de mayor concentración a otra de menor, en esta acción la membrana tiende a igualar las concentraciones en los dos lados. Éste es un fenómeno de índole físico químico que se relaciona con el comportamiento del agua en su efecto solvente de determinada solución, y ante una membrana semipermeable para el agua pero para no para aquella solución a disolver (soluto). Siempre se habla de líquidos de diferente densidad. Este proceso encierra una difusión simple a través de una membrana semipermeable de agua, y es un fenómeno biológico trascendental en el sistema celular de los seres vivos en todo el sistema. Y

particularmente en el ser humano, se habla de ósmosis respecto del movimiento de los fluidos y líquidos en el cuerpo. [ CITATION Inf16 \l 9226 ]

Imagen 1. Ósmosis. (Fuente: InfoBiología, 2016)

2.2 Ósmosis Inversa Por medio de la aplicación de presión a una solución concentrada en sales y otros contaminantes se hace pasar una porción de un flujo a través de una membrana semipermeable produciendo por un lado agua pura y por otro agua concentrada en sales y otros contaminantes los cuales son arrastrados por la porción de flujo que no es filtrado. Por lo tanto una porción del agua entrante se convierte en agua pura y otra se convierte en desperdicio. Esto se conoce como porcentaje de recuperación y se calcula dividiendo la cantidad de agua purificada entre el total de agua alimentada al inicio y multiplicando el resultado por cien. [ CITATION Agu16 \l 9226 ]

Imagen 2. Proceso de Ósmosis Inversa. (Fuente: Agua y Aire S.A, 2016)

3. RELATORÍA LABORATORIO ÓSMOSIS INVERSA La práctica de laboratorio de Ósmosis Inversa se realizó en el laboratorio de Servicios Públicos de la Facultad de Medio Ambiente y Recursos Naturales de la Universidad Distrital. El proceso se divide en dos fases: 3.1 Pretratamiento Ésta fase consiste en realizar un tratamiento primario (por medio de filtros) al agua que ingresa al sistema, con el fin de aumentar la eficiencia del proceso. Ésta fase se realiza a través de un tratamiento de intercambio catiónico. Durante la parte del pretratamiento se trabaja con la presión de un tanque hidroflo. Éste equipo es un sistema que compuesto de una bomba y un tanque aumenta la presión del agua con una velocidad constante, generando siempre la misma cantidad de presión dependiendo la cantidad y fuerza que se requiera. [ CITATION Plo16 \l 9226 ] En esta fase el agua pasa por tres filtros: 

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Filtro Multimedios: Tiene la finalidad de remover sólidos suspendidos en el agua de tamaños de hasta 15 micrómetros. Esto quiere decir que todo sólido en suspensión (tierra, polen, basuras pequeñas, etc.) mayor a 15 micrómetros quedará retenido en el filtro para después ser desechado por el drenaje en el retrolavado. Esta función tiene como beneficio que el agua tratada queda parcialmente libre de sólidos en suspensión los cuales afectan la calidad potable y del proceso. Los filtros multimedios generalmente están compuestos por varias capas de medios filtrantes de diferentes densidades y tamaño de partículas, acomodados uno sobre el otro, el filtro del laboratorio tiene como lechos filtrantes: Grava, antracita y arena. [ CITATION Uni162 \l 9226 ] Filtro suavizador: Es un equipo que elimina la dureza del agua por medio de intercambio iónico, es decir, su estructura química le permite atrapar iones de calcio (Ca+) y de magnesio (Mg+). Está compuesto por: Grava y resina catiónica. Filtro de Carbón Activado: Este equipo está especialmente diseñado para poder remover el cloro y la materia orgánica que es la causante del mal olor, color y sabor en el agua. También remueve orgánicos como fenoles, muchos pesticidas y herbicidas del agua. La activación del carbón produce una excelente superficie de filtración y le permite al carbón activado tener una gran capacidad de absorción de impurezas del agua. Éste filtro es necesario en el proceso, ya que el cloro tapona las membranas de Osmosis Inversa. [ CITATION Sol161 \l 9226 ]

En el sistema existen puntos de muestreo del agua antes y después de los filtros. Además, éste funciona por flujo ascendente, al igual que el retrolavado. La planta está diseñada para operar 24 horas al día y las válvulas se pueden programar para hacer un retrolavado diariamente. Debido a que la planta en el laboratorio no está conectada permanentemente y a que el proceso se realiza con agua potable, el retrolavado no se programa, ya que allí se enciende únicamente cada vez que se va a realizar la practica o día de por medio.

Antes de pasar al proceso de Ósmosis Inversa el agua pasa por un Módulo Ultravioleta: A través de los rayos UV, se modifica el ADN de los microorganismos, éste modifica la membrana celular exterior para evitar su reproducción. No los elimina, solo inhibe su reproducción. Los componentes principales del sistema de desinfección con luz UV son las lámparas de vapor de mercurio, el reactor y los balastros electrónicos (ballasts). La longitud de onda óptima para desactivar eficazmente los microorganismos se encuentra en el rango de 250 a 270 nm. [ CITATION Env00 \l 9226 ] Todos los procesos realizados en el pretratamiento también contribuyen a alargar la vida útil de las membranas usadas en el proceso de osmosis inversa, las cuales son muy costosas. El pretatamiento se puede o no encontrar en el proceso de tratamiento del agua por Osmosis inversa. En caso de no realizar un pretratamiento las membranas de osmosis se van a colmatar más rápido. 3.2 Osmosis inversa En esta fase primero se encuentra el Cartucho de Microfiltración: Dentro de éste hay una membrana que se va a encargar de retirar los sólidos que quedaron en el agua después del pretratamiento (solidos menores a 0,5 micras). Existen cartuchos de microfiltración de diferentes tipos de materiales, el que se encuentra en el laboratorio es de polipropileno cordado. El filtro debe sustituirse cuando se colmata, se sabe por las mediciones, por los manómetros y su presión alterada. Idealmente los filtros deberían reemplazarse cada 6 meses. La colmatación de la membrana depende del tipo de material, éstos difieren en sus costos. El agua ingresa de afuera hacia adentro del filtro, circula por el cilindro y sale por el centro a modo de escalera, ingresa por arriba afuera y sale por abajo, debe salir con cierta presión. En este punto se requiere una presión mayor a la del hidroflo, para esto se requiere el uso de otra bomba adicional. Posterior a la bomba se encuentran los 4 cilindros metálicos que componen el sistema de tratamiento de la ósmosis inversa. A la primera membrana de osmosis inversa el agua entra por la parte de abajo del cilindro. Estos cilindros tienen adentro una membrana, con varias capas muy largas cada una, el material de la membrana son variaciones de polipropileno como: poliéster, polisulfonas y polietileno. Las membranas de ósmosis inversa van a retener todas las sales disueltas y los microorganismos, todo lo que pasó de los sólidos de las etapas anteriores. Las primeras capas de las membranas se van a encargar de retener las sales, las demás se van a encargar de dar soporte a las otras capas, debido a que las membranas trabajan a presiones muy altas y para cumplir su función deben estar muy compactas. El agua entra, perfora capa por capa y sale por el centro. La última membrana se colmata más que la primera. Las membranas se pueden conectar entre sí por medio de un anillo si es necesario, por ejemplo a nivel industrial se realiza de ésta manera.

Después de pasar por la última membrana de osmosis, el agua llega dos tanques, uno de ellos contiene agua más oscura que el otro. Uno es el tanque de concentrado que es el agua potable que está pasando inicialmente por el sistema, este contiene los iones que fueron retenidos por la membrana. El otro tanque es el de permeado que es el agua que se obtiene después de la osmosis inversa, el agua que se obtiene del tanque de permeado es agua ultrapura y no se puede beber, no tiene minerales, y ocasionar deshidratación. El agua obtenida se puede usar para la industria farmacéutica, de alimentos o de agricultura, pero éste uso dependerá de las membranas utilizadas en la realización del proceso. El caudal de rechazo en el proceso es del 20%, ese caudal se puede modificar según las necesidades En el laboratorio no se puede hacer nada con el agua tratada, así que se diseñó un sistema de recirculación del agua con dos taques. Si la planta dura mucho tiempo sin encenderse, su funcionamiento se ve afectado, esto se puede verificar por medio del encendido de los bombillos, los cuales deben estar de color verde.

Referencias Agua y Aire S.A. (2016). Ósmosis Inversa . México. Environmental Protection Agency. (2000). Folleto informativo de tecnología de aguas residuales: Desinfección con luz ultravioleta. Washington, D.C. InfoBiología. (2016). InfoBiología. Obtenido de http://www.infobiologia.net/p/osmosis.html Plomería Avila. (2016). Grupo Ávila. Obtenido de http://plomeriabogota24horas.com/sistemashidroflo-bombas-de-agua.html Soluciones para Agua . (2016). Soluciones para Agua . Obtenido de http://www.solucionesparaagua.com.mx/Productos/FCarbonActivado.php Unitek. (2016). RWL Water . Obtenido de http://www.unitek.com.ar/productos-suavizadoresfiltros.php...