Calidad del afluente y pretratamiento del proceso de membrana de ósmosis inversa

El ensuciamiento de la membrana se refiere a los cambios irreversibles que ocurren cuando las partículas, las sustancias coloidales o las macromoléculas de un material interactúan física, química o mecánicamente con una membrana. Esta interacción conduce a la adsorción o deposición en la superficie de la membrana o dentro de sus poros, causando el estrechamiento o bloqueo de los poros, lo que a su vez reduce el flujo de permeado y perjudica las características de separación.

Según el tipo de incrustaciones, las incrustaciones de membranas se pueden clasificar en cuatro tipos:

1. Incrustaciones inorgánicas: Causada por sales inorgánicas escasamente solubles que forman fácilmente incrustaciones, como carbonatos y sulfatos.

2. Incrustaciones orgánicas: Se debe principalmente a sustancias orgánicas disueltas como sustancias húmicas, polisacáridos y proteínas presentes en el agua de alimentación.

3. Incrustación coloidal: Implica la acumulación de partículas coloidales en la superficie de la membrana.

4. Incrustaciones biológicas: Resultado del crecimiento y las actividades metabólicas de los microorganismos, que conducen a la formación de biopelículas en la membrana.

Estudios recientes han demostrado que las propiedades de la superficie de la membrana influyen directamente en el grado de ensuciamiento en los siguientes aspectos:

1. Hidrofilicidad de la superficie de la membrana: La mayoría de los contaminantes son hidrofóbicos. La superficie de una membrana hidrofílica puede unirse con las moléculas de agua, formando una capa de hidratación de "agua libre" que inhibe el contacto directo y la adsorción de incrustaciones en la superficie de la membrana.

2. Rugosidad superficial de la membrana: Cuanto más cerca esté el tamaño de las incrustaciones de la rugosidad de la superficie de la membrana, más probable será que se produzca la adsorción y la deposición en la superficie de la membrana.

3. Carga de la superficie de la membrana: Las incrustaciones cargadas pueden experimentar atracción o repulsión electrostática con la superficie de la membrana. Cuando las cargas de los ensuciantes y la superficie de la membrana son opuestas, la atracción electrostática acelera la adsorción de ensuciantes.

4. Tamaño de los poros de la membrana: Cuando el tamaño de los poros de la membrana es mayor que el tamaño de partícula de los contaminantes, los contaminantes pueden entrar directamente en los poros de la membrana, lo que provoca la obstrucción de los poros.

Comprender estos factores es crucial para desarrollar estrategias que mitiguen el ensuciamiento de la membrana y mejoren el rendimiento de la membrana en diversas aplicaciones.