Abstract:
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En el proyecto se estudia el rechazo de siete especies iónicas (sodio, amonio, potasio, magnesio, cloruro, sulfato e hidrógeno fosfato) en una membrana de nanofiltración (NF) con una configuración en espiral.
El seguimiento del hidrógeno fosfato (HPO42-) es de especial relevancia en este PFC ya que es característico de las aguas residuales y además contiene fósforo (P) que se pretenderá valorizar bajo la forma de fertilizante. Las demás especies iónicas se han escogido por ser características de ríos en Cataluña (NH4+, K+) y por ser iones mayoritarios en las aguas salobres (Na+, Cl-, SO42-, Mg2+).
En primer lugar se lleva a cabo una revisión del estado del arte de los procesos de nanofiltración (NF) con especies iónicas así como de la recuperación y valorización del P. Como parte experimental, se utiliza una planta piloto de NF en la que el concentrado y el permeado son recirculados a un tanque de alimentación. De esta forma la membrana es alimentada con soluciones salinas sintéticas que contienen cuatro de las especies anteriormente mencionadas, dos como sal dominante y dos como sal traza (el hidrógeno fosfato está presente en todas las mezclas como ión de la sal traza). Se pretende así determinar la influencia de las diferentes mezclas en el rendimiento de eliminación del HPO42-.
Para ello, durante los experimentos se recoge una muestra de la alimentación y seguidamente se aumenta la presión trans-membrana desde la presión osmótica de la disolución hasta 2 MPa para poder recoger muestras del permeado, analizarlas mediante cromatografía y determinar su rechazo.
A continuación, se modelizan los datos experimentales mediante el modelo Solution-Diffusion-Film Model (SDFM) y se obtienen las curvas de rechazo en función del flujo trans-membrana.
Los resultados muestran globalmente un mayor rechazo de las especies multivalentes frente a las monovalentes y un aumento del rechazo de todos los iones cuando la sal dominante contiene un ión divalente. En cuanto al rechazo del HPO42- es el más elevado de todos los iones superando en todos los casos el 90% y su rechazo no se ve prácticamente afectado ni por el tipo de sal dominante ni por el catión traza de la mezcla.
Finalmente, se realiza un estudio económico del proyecto en el que se determina que su coste es de 20600 €. También se hace un estudio ambiental a escala laboratorio y de los posibles impactos que tendría a escala industrial. |