Estudio de los mecanismos de ensuciamiento y bioensuciamiento de las membranas de osmosis inversa en la reutilización de aguas residuales urbanas

Abstract

El objetivo general de esta tesis doctoral consiste en estudiar las interacciones, mecanismos y condiciones de operación desencadenantes del ensuciamiento coloidal y microbiológico en membranas de ósmosis inversa de poliamida aromática empleadas para la reutilización de aguas residuales urbanas. El conocimiento de estos procesos sirve para el desarrollo de mejores tipos de membranas, mejores secuencias de lavado y condiciones de operación del sistema, etc, lo que permite obtener un agua que pueda ser utilizada en diferentes usos. Para ello resulta necesario estudiar las interacciones membrana-componentes coloidales y membrana-componentes microbiológicos del agua residual. Además, y dado que las condiciones de régimen de circulación del fluido en la superficie de las membranas condicionan también el grado de ensuciamiento a que éstas se ven sometidas, es necesario también estudiar las interacciones membranas-condiciones hidrodinámicas del sistema. Tras el estudio de cada variable, se prueban diferentes secuencias de lavado para tratar de eliminar, de forma específica, el ensuciamiento químico y microbiológico que se produce sobre la membrana. Los resultados experimentales han demostrado que, la presencia de microorganismos en el agua de entrada a la unidad de ósmosis inversa genera una biopelícula compleja que conduce a un deterioro de los rendimientos de la unidad, Una adecuada desinfección mejora dicho rendimiento. De otro lado, se ha demostrado también que el ensuciamiento de las membranas por coloides se debe a la deposición de las mismas sobre las mismas. Esto se ve incrementado por la fuerza iónica de la disolución. La torta formada genera una resistencia al flujo del agua que hace que éste disminuye y empeora el rendimiento de la unidad. Asimismo, el tipo de configuración de los módulos de membranas (espiral o configuración plana) guarda una estrecha relación con las condiciones hidrodinámicas del sistema, y por tanto con el ensuciamiento de las mismas. Finalmente se ha demostrado que las secuencias de limpieza ensayadas han conseguido la recuperación casi la totalidad de las características originales de la membrana