Cualquiera que haya estudiado biología al menos en la escuela secundaria (y haya prestado atención) está familiarizado con el concepto de membrana, en particular una membrana semipermeable. Las células biológicas vivas están envueltas en membranas semipermeables que mantienen sus funciones separadas del entorno. El aspecto semipermeable permite que solo ciertos iones y moléculas orgánicas entren o salgan de la célula. La membrana puede ser selectiva en capacidad pasiva o activa. Los procesos de purificación y microfiltración de UF utilizan una membrana semipermeable para separar los microcontaminantes de una corriente de agua.

¿Cuál es la diferencia entre la purificación y la microfiltración de UF? Primero explicaremos cómo funciona una membrana semipermeable. A continuación, explicaremos las diferencias entre los procesos de tratamiento de UF y membranas de microfiltración para el tratamiento de agua y aguas residuales.

¿Cómo funciona una membrana semipermeable?

Una de las formas es a través del transporte activo a través de una superficie de membranas que se produce de diferentes maneras. Cada uno de estos transportes requiere que la célula gaste una cierta cantidad de energía para hacerlo. Una forma es a través de canales de transporte que atraen y expulsan nutrientes y desechos metabólicos respectivamente. Otra es la endocitosis, por la cual la pared celular forma algo parecido a una pseudo boca, se envuelve alrededor de un objeto externo y luego brota dentro de la célula como una vesícula. Su opuesto es la exocitosis. Las vesículas internas se fusionan con la membrana y su contenido se secreta en la solución circundante.

Otra forma es a través de mecanismos pasivos que se conocen como difusión y ósmosis. La difusión es el movimiento de iones y moléculas de áreas de alta concentración a áreas de baja concentración para crear un estado de equilibrio en ambos lados de la membrana. A medida que estos iones se mueven, crean una diferencia de presión osmótica. La ósmosis funciona en difusión opuesta, buscando crear equilibrio moviendo un fluido solvente (típicamente agua) al área de mayor concentración.

El proceso de ósmosis / difusión pasiva es un mecanismo que es fácil de replicar a una escala mucho mayor. Hay muchas aplicaciones potenciales para dicha tecnología, pero en particular, es su utilidad en el tratamiento de agua y aguas residuales. La purificación por micro y ultrafiltración son dos de estas tecnologías de membranas. Son procesos de filtración / separación muy similares con una diferencia que los hace ideales para sus propias aplicaciones particulares.

Fundamentalmente similar

La microfiltración y la purificación de UF son más parecidas que diferentes. Como se mencionó en la introducción, ambas son tecnologías de separación pasivas, basadas en membrana. Estos procesos del sistema funcionan aplicando presión diferencial a través de una membrana semipermeable y esa presión fuerza el agua y las pequeñas partículas a través de los poros de la membrana mientras que los sólidos más grandes se retienen en el otro lado.

Estos procesos también hacen que los pasos de pretratamiento sean beneficiosos para la ósmosis inversa. Las membranas necesitan mucho cuidado, por lo que pueden durar el mayor tiempo posible sin reemplazo. El pretratamiento del filtro reduce las concentraciones de partículas sólidas más grandes y reduce las posibilidades de ensuciamiento de la membrana.

Las membranas para estos sistemas de microfiltración y purificación de UF también están disponibles en las mismas configuraciones. La placa y el marco, tubular, fibra hueca y espiral son opciones posibles. Estas diferentes configuraciones ofrecen sus propios pros y contras. También hay diferentes materiales de los que pueden estar compuestas las membranas, a saber, polímeros y cerámica.

Beneficios similares:

• Sin productos químicos

• Calidad constante del producto independientemente de la calidad del alimento

• Compacto

Costos similares:

• Equipos

  • tanques, bombas, patines, controles, etc.

• Materiales de construcción

• Caracterización del agua

  • Lo que hay en el agua / aguas residuales determina lo que hay que hacer para tratarlo adecuadamente. Las composiciones más complejas o las altas concentraciones de contaminantes requerirán etapas de pretratamiento o procesos más intensivos en energía o membranas más resistentes para manejar estas condiciones. Las bajas concentraciones y las composiciones contaminantes simples tienden a requerir menos tratamiento previo y, por lo tanto, reducen los costos operativos.

• Caudales

  • Las tasas de flujo más altas están asociadas con mayores costos operativos y de capital

• Planificación

• Los requisitos de espacio

• Instalación

  • Sistemas preempaquetados vs sistemas sin ensamblar

• Gastos de envío

• Costos operativos

Las diferencias

Todo se reduce al tamaño de poro. En la escala de separación de membrana, la micro y ultrafiltración son más gruesas que la nanofiltración y la ósmosis inversa, pero aún son más finas que la filtración de medios. Los poros del microfiltro están dentro del rango de micrones 0.1 a 10 y los poros de membrana de ultrafiltración dentro de los micrones 0.01 a 0.1. El método seleccionado para un sistema de tratamiento se basa en el tamaño de las partículas más pequeñas que se retendrán en el agua de alimentación. La diferencia en su tamaño de poro determina las aplicaciones para las cuales el proceso de purificación por ultrafiltración o tratamiento de microfiltración sería el más aplicable para la aplicación específica.

Eliminación

Basado en el rango de tamaño de poro de estas dos tecnologías de separación, a continuación hay una lista de algunos de los contaminantes más pequeños que cada tecnología es capaz de eliminar o reducir de las corrientes de agua cruda.

Microfiltración (MF)

• Algas

• Las bacterias

• Protozoos patógenos (Giardia lamblia y Crypotosporidium)

• Sedimento (arena, arcilla, ciertos metales / partículas complejos)

La ultrafiltración

Todos los contaminantes MF pueden eliminar más:

• Endotoxinas

• Plásticos

• Silica

• Limo

• Los virus

Aplicaciones

Tanto la microfiltración como la purificación de UF son útiles para el tratamiento de agua / aguas residuales en una amplia gama de entornos industriales y comerciales. Esto incluye el procesamiento de muchos tipos de productos finales. A continuación, se detallan algunas de las muchas aplicaciones posibles para cada proceso de filtro de membrana.

Microfiltración

• Esterilización en frío de bebidas y productos farmacéuticos.

• Separación de bacterias del agua.

• Clarificación de jugos de frutas, vino o cerveza.

• refinación del petróleo

La ultrafiltración

• Reducción del índice de densidad de limo para ósmosis inversa

• Eliminación de virus del agua

• Separación de emulsiones de aceite / agua

• Eliminar patógenos de la leche

• Las aplicaciones médicas

¿Tiene alguna pregunta sobre los procesos de purificación de micro o UF para su aplicación de tratamiento específica?

Póngase en contacto con los expertos en tratamiento de agua de Genesis Water Technologies, Inc. en 1-877-267-3699 o comuníquese con nosotros por correo electrónico a customersupport@genesiswatertech.com para discutir sus problemas de tratamiento y la solución adecuada que satisfaga sus necesidades específicas.