Optimización de los procesos de tratamiento de agua con membranas poliméricas

Resumen

La presente tesis doctoral consta de una introducción general para que el lector se familiarice con la terminología y aspectos más relevantes que hay que conocer de la osmosis inversa y así entender algunos problemas que se han pretendido abordar en cada uno de los capítulos que la conforman. En los tres primeros capítulos se afrontan problemas relacionados con la contaminación y deterioro de las membranas de osmosis inversa y en los capítulos 4 y 5 problemas relacionados con la contaminación de agua. En el capítulo 1 se aborda el problema del ensuciamiento orgánico de las membranas de osmosis inversa y para ello se ha verificado, mediante un pilotaje, como la utilización de membranas de ultrafiltración sumergidas, es una tecnología capaz de tratar el agua de río, concretamente del río Racons, que presenta como problemática sus valores altos de materia orgánica y turbidez. Mediante el tratamiento con membranas de ultrafiltración, se produce un permeado adecuado para alimentar las membranas de ósmosis inversa con valores muy bajos y estables de materia orgánica y turbidez. El capítulo 2 está relacionado con el ensuciamiento inorgánico de membranas y en él se han desarrollado tres métodos de laboratorio para seleccionar anti-incrustantes de modo eficaz, frente a distintos tipos de incrustaciones: los sulfatos, la sílice y el hierro. A través de los resultados obtenidos, se puede apreciar claramente como la composición química de los anti-incrustantes condiciona la eficacia para cada tipo de incrustación. La problemática de la degradación química de membranas por oxidación se aborda en el capítulo 3 en el que se presenta un diseño innovador de un nuevo bastidor de membranas que permite reutilizar a nivel industrial las membranas de ósmosis inversa una vez que han perdido vida útil y han sido recicladas. En el cuarto capítulo se ha comparado la cloración tradicional con tres alternativas de desinfección (electrocloración, tratamiento con dióxido de cloro y pretratamiento con membranas de ultrafiltración) utilizadas para reducir la producción de contaminantes halogenados en el agua (trihalometanos) que se generan en dichos procesos de desinfección. Tras el análisis de varias muestras de agua y comparación entre las alternativas de desinfección se demuestra que la electrocloración produce mayor concentración de trihalometanos. Finalmente, en el último capítulo se aborda la problemática de la contaminación del agua por metales pesados, para lo cual se han sintetizado tres polímeros porosos ricos en nitrógeno para aplicación industrial como adsorbentes de dichos metales, lográndose valores de adsorción en algunos casos superiores a los obtenidos con resinas de intercambio iónico, utilizadas actualmente a nivel industrial.