RT info:eu-repo/semantics/masterThesis
T1 Estudio del comportamiento de membranas de electrodiálisis reversible para el tratamiento de galerías con alto poder incrustante.
A1 Sánchez Segura, Alba
A2 Máster Universitario en Química
AB La escasez de agua potable se está volviendo un problema muy grave en muchas regionesdel planeta debido al rápido desarrollo de la industria y al crecimiento de la población. Espor ello por lo que se apuesta cada vez más por el tratamiento del agua y su adecuaciónpara el consumo humano bajo los parámetros de la normativa vigente.En las islas oceánicas, como es el caso de las Islas Canarias, el agua es un recurso críticoy es necesario aprovechar las explotaciones subterráneas, tales como pozos, sondeos,galerías de drenajes o minas de agua para satisfacer la demanda. En la isla de Tenerifeestán contabilizadas 1.520 excavaciones en el subsuelo de la isla para la obtención deagua de las cuales sólo el 41% suministran agua a la población. Debido a la actividadvolcánica de esta isla, el agua subterránea de la zona noroeste se ve afecta por los gasesvolcánicos que hacen aumentar considerablemente el valor de fondo de ciertosparámetros básicos como puede ser el pH del agua o el contenido en flúor, sulfatos ycalcio. Para que estas aguas puedan ser suministradas a la población es necesario tratarlaspara que los parámetros entren en lo establecido con la normativa.Para el tratamiento de aguas subterráneas existen diferentes tecnologías como lamicrofiltración, la ultrafiltración, la nanofiltración, la ósmosis inversa y la electrodiálisis.Al hacer un análisis de las diferentes tecnologías y sus posibilidades de uso, se llega a laconclusión de que la electrodiálisis es la mejor opción debido a la composición químicadel agua a tratar.La electrodiálisis es un proceso de separación electroquímico en el que los iones pasan através de membranas selectivas de una solución menos concentrada a otra de mayorconcentración, por acción de una corriente continua. Los cationes migran hacia el cátodopasando a través de las membranas catiónicas de un compartimento diluido a uno másconcentrado donde quedan retenido por una membrana aniónica. Los aniones por su partemigran hacia el ánodo atravesando una membrana aniónica, quedándose en uncompartimento de concentrado y quedando retenida por la membrana catiónica.La electrodiálisis reversible se basa en el mismo principio que la electrodiálisis, peroinvirtiendo periódicamente la polaridad de los electrodos y cambiando las válvulas quecontrolan las corrientes de agua. Con este modo de funcionamiento se limpian lasmembranas, liberando partículas coloidales que puedan estar adsorbidas en la superficie de las membranas y puedan provocar un aumento de la caída de presión sobre lamembrana, un aumento en el consumo de energía, una reducción de la producción y undeterioro de la membrana disminuyendo su vida útil.El agua en estudio, procedente de una galería de la isla de Tenerife, presenta unaconcentración de aluminio que produce el ensuciamiento inorgánico de las membranasEDR, que deben ser sometidas con regularidad a limpiezas químicas que tienen comoobjetivo eliminar las incrustaciones existentes. Pese a estas limpiezas, después de unperiodo de tiempo tratando el agua de la galería no es posible eliminar las incrustaciones,lo que supone la aplicación de valores de voltajes superiores a los normales para continuareliminando las sales y el aumento de la frecuencia de las limpiezas químicas.Con la intención de reducir la concentración de aluminio en el agua de la galería a la quese hace referencia y disminuir así el ensuciamiento inorgánico de la superficie de lasmembranas que dificulta la eliminación del flúor, se implementó como pretratamiento unsistema de intercambio iónico. Este proceso permite que los iones de la disolución seintercambien por otro de igual signo que se encuentren unidos a las partículas sólidas dela resina de intercambio iónico. Dependiendo de las propiedades de los gruposfuncionales que conforman la resina pueden diferenciarse principalmente cuatro tipos deresinas: catiónica de ácido fuerte, catiónica de ácido débil, aniónica de base fuerte yaniónica de base débil. Se eligió una resina comercial catiónica de ácido débil capaz deretener la dureza del agua, y el aluminio reaccionará con la dureza retenida en la resinadesplazándola. De esta manera se espera disminuir la concentración de aluminio en agua.Para llevar a cabo el estudio de la eliminación de aluminio se utilizó una planta pilotoprovista de un botellón de pretratamiento de resina de intercambio iónico que realiza laregeneración de la resina de manera automática y una unidad EDR multietapa de dosetapas eléctricas y cuatro etapas hidráulicas. Se realizaron ensayos durante 48 horas paraanalizar el rendimiento del proceso y la eliminación de los iones, así como ensayos largosde 30 días. En ambos ensayos se comprobó que no se consigue reducir la concentraciónde aluminio y por lo tanto no se elimina el problema de ensuciamiento inorgánico de lasmembranas. Como ensayo adicional se analizó el efecto de la variación del pH en lacorriente de alimentación. Otro de los parámetros que se estudió fue la velocidad deensuciamiento de las membranas Como alternativa de pretratamiento se plantean ensayos a escala de laboratorio de JarTest para estudiar las condiciones óptimas en las que los floculantes recomendados porla empresa pudiesen resulta una solución al problema que se presenta con el aluminio.
YR 2021
FD 2021
LK http://riull.ull.es/xmlui/handle/915/22883
UL http://riull.ull.es/xmlui/handle/915/22883
LA es
DS Repositorio institucional de la Universidad de La Laguna
RD 24-nov-2024