La OI y la NF pueden describirse como procesos de difusión controlada en que la transferencia de masa de iones a través de las membranas está controlada por difusión. Consecuentemente, estos procesos pueden llevar a la remoción de sales durezas, patógenos, turbidez, desinfección de subproductos precursores (SPPs), compuestos orgánicos sintéticos (COS), pesticidas y la mayoría de los contaminantes del agua potable conocidos hoy en día. La mayoría de los gases disueltos, como el sulfuro de hidrógeno (H2S) y el dióxido de carbono (CO2), y algunos pesticidas pasan a través de las membranas de OI y NF. Sin embargo, la tecnología de las membranas puede utilizarse para tratar un mayor número de contaminantes del agua potable, más que ninguna otra tecnología de tratamiento.

La OI es capaz de rechazar contaminantes o partículas con diámetros tan pequeños como 0.0001 μm, mientras que la NF puede rechazar contaminantes tan pequeños como de 0.001 μm.

 

CARACTERÍSTICAS DE LOS PROCESOS DE NANOFILTRACIÓN Y ÓSMOSIS INVERSA

 

Las prestaciones de la tecnología de nanofiltración son intermedias entre la UF y OI. Utiliza membranas con valores de pesos moleculares de corte de 150 D – 1000 D y coeficientes de rechazo de cloruro sódico de 0.2 – 0.80 %. NF se aplica para el tratamiento de aguas con una concentración salina de 200 mg/L – 5000 mg/L con presiones de trabajo de 5 bar – 10 bar, de ahí que también se denomine ósmosis inversa de baja presión. Permite una pequeña retención de iones monovalentes, lo que mejora su comportamiento en el rechazo y reutilización de soluciones de baja salinidad, mientras que aporta una eliminación cercana al 100% de iones multivalentes, resultando en una alta selectividad de solutos.

 

El rechazo de especies en nanofiltración está gobernado principalmente por repulsión estérica y de carga. Otras ventajas atribuidas a la nanofiltración incluye su alta permeabilidad al disolvente, retención de solutos neutros como moléculas orgánicas, con peso molecular superior a 150 Da, construcción modular que facilita su escalado, facilidad de limpieza química y capacidad para resistir altas temperaturas, hasta aproximadamente 70 ºC, lo que reduce el consumo de energía a la hora de calentar agua de aporte en los procesos industriales. El proceso de ósmosis inversa consiste en generar, mediante una membrana permeable al agua, una solución acuosa con bajo contenido en sal a partir de otra con alto contenido en sal. Es la tecnología utilizada para producir agua desalada a partir de agua de mar. Igual que en MF y UF, la causa que genera la fuerza impulsora para lograr la separación de la sal es una diferencia de presión transmembrana.

Sin embargo, en la OI el proceso de separación se debe a la diferente solubilidad y difusividad en la membrana de los componentes de la solución acuosa. Los valores de operación de la diferencia de presión transmembrana y concentración de la solución son 7 – 70 bar y 200 – 30.000 ppm, respectivamente.

 

 MEMBRANAS PARA ÓSMOSIS Y NANOFILTRACIÓN

 

En OI y NF se utilizan membranas densas, anisótropas, en configuraciones del tipo módulos enrollados en espiral, de 20 cm – 30 cm de diámetro y 100 - 150 cm de largo; que se disponen en número de 5 – 7 en el interior de carcasas de plástico reforzadas con fibra de vidrio. También se utilizan membranas del tipo fibra hueca, de 100 mm de diámetro, dispuestas en módulos que contienen 1000 unidades. La elección del tipo de membranas dependerá de las características del agua a tratar, ya que las configuraciones con membranas tipo fibra hueca presentan mayores problemas de ensuciamiento que las configuraciones tipo enrollamiento en espiral