Estudio del rechazo de especies iónicas en procesos de nanofiltración PDF Download

Author: Miguel Marín Daniel
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : es
Pages :

View

Book Description
En este proyecto se estudia la modelización del transporte de especies iónicas (concretamente fosfatos y carbonatos) a través de membranas planas de nanofiltración (NF), en procesos de potabilización de aguas salobres. El fin de la investigación es la aplicación y validación de un modelo matemático predictivo del comportamiento de iones en disolución cuando se trabaje con una membrana de NF. Las pruebas experimentales se realizan en una planta piloto, a escala de laboratorio, compuesta por un módulo de membrana plana trabajando con flujo transversal, donde el permeado y el concentrado procedentes del paso por membrana son recirculados al tanque de alimentación. El sistema se alimenta con soluciones que contienen iones sodio, potasio, magnesio, amonio, cloruro, sulfato, nitrato, carbonato o fosfato. De los mencionados, se pondrá mayor énfasis en el carbonato y el fosfato, debido a que el resto de iones ya se estudiaron en proyectos anteriores. Las soluciones sintéticas de alimentación se basan en una sal dominante y una sal traza, cuya diferencia de concentración es de varios órdenes de magnitud en favor de la sal dominante. En cada experimento se hace circular la solución salina preparada por la planta piloto equipada con la membrana NF-270 de Dow Chemical, tomando muestras según se varían las condiciones experimentales. Tras realizar los experimentos, se analizan las muestras de permeado y alimentación mediante cromatografía iónica. El rechazo de los iones por parte de la membrana de NF se modeliza utilizando el Solution-Diffusion-Film Model (SDFM), un modelo matemático predictivo que tiene en cuenta los fenómenos de transporte transmembrana del soluto y la formación de una capa de polarización en la cara anterior de la membrana. Como nota adicional, se realizan también unas comprobaciones de variación del comportamiento de la membrana según el pH al cual se trabaja. Para concluir, se sugieren mejoras en la planta de pruebas: un nuevo sistema para tomar mediciones y evitar averías innecesarias, y la insonorización de la bomba de impulsión de la solución de alimentación. Se realiza un repaso sobre el impacto ambiental del proyecto, concluyendo en que éste es mínimo y se adjunta el presupuesto del total del estudio.

Author: Catarine Cristine Simpliciano
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : es
Pages :

View

Book Description
En este proyecto se estudia la caracterización del transporte de especies iónicas en procesos de nanofiltración. Primeramente se realiza un estudio de los procesos de membranas, principalmente de los procesos que envuelven la separación de sales disueltas, como la nanofiltración (NF), la ósmosis inversa (OI) y la electrodiálisis (ED). Una vez definidas estas técnicas, se argumenta la utilización de la NF en este proyecto y se estudian las principales aplicaciones de la NF para la eliminación de especies iónicas encontradas en la bibliografía, sus mecanismos de transporte y los modelos utilizados para predecir el comportamiento de estas membranas, como los modelos Donnan Steric Partitioning Pore Model (DSPM) y Solution-Diffusion Film Model (SDFM). Para la realización de los experimentos se dispone de una planta piloto de laboratorio basada en un módulo de membrana plana que opera en configuración de flujo transversal, donde el permeado y el concentrado obtenidos son recirculados al tanque de alimentación. Los experimentos realizados se han llevado a cabo mediante la membrana plana de nanofiltración, NF 270 Mediante la planta piloto de laboratorio se realizan varios experimentos con diferentes soluciones salinas de alimentación. Estas soluciones pueden contener iones sodio, amonio, potasio, calcio, magnesio, fluoruro, cloruro, nitrato, bromuro, sulfato, y/o yoduro. Se preparan un total de 4 disoluciones sintéticas de alimentación: las tres primeras se basan en dos sales dominantes y dos sales traza, mientras la última se basa en la composición de sales del Rio Llobregat. Se recogen muestras de alimentación al principio y al final del experimento y se toman muestras de permeado en el aumento de la presión transmembrana a cada periodo de tiempo. Una vez realizados los experimentos, se analizan las muestras de alimentación y permeado mediante cromatografía iónica. Con los resultados obtenidos se construyen curvas de rechazo de las especies iónicas en función de sus flujos transmembrana como forma de caracterización del transporte de estas mediante NF. Finalmente, se presentan las conclusiones extraídas de los estudios realizados. Se observa que el rechazo de los iones divalentes es muy alto, mientras que el de los monovalentes es más moderado y que dependiendo de la sal dominante en el medio experimental, el comportamiento de los cationes y de los aniones cambia.

Author: Daniel Trillo Vega
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : ca
Pages :

View

Book Description
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.

Author: Jim Curtis
Publisher:
ISBN: 9780692395066
Category :
Languages : en
Pages :

View

Book Description