{"id":26213,"date":"2020-03-02T09:06:47","date_gmt":"2020-03-02T09:06:47","guid":{"rendered":"https:\/\/mineralmilling.com\/medios-de-filtracion-en-plantas-de-desalinizacion-arcilla-expandida-vs-antracita\/"},"modified":"2021-04-29T11:57:36","modified_gmt":"2021-04-29T11:57:36","slug":"medios-de-filtracion-en-plantas-de-desalinizacion-arcilla-expandida-vs-antracita","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mineralmilling.com\/es\/medios-de-filtracion-en-plantas-de-desalinizacion-arcilla-expandida-vs-antracita\/","title":{"rendered":"Medios de filtraci\u00f3n en plantas de desalinizaci\u00f3n: arcilla expandida vs antracita"},"content":{"rendered":"

\n\tMedios de filtraci\u00f3n en plantas desaladoras: arcilla expandida contra antracita<\/b>\n\t<\/h1>\n\t

La desalinizaci\u00f3n moderna es un proceso esencial para proporcionar agua tanto para la agricultura como para el suministro de agua potable en regiones donde las precipitaciones adecuadas son raras o altamente impredecibles. La planta desalinizadora contempor\u00e1nea toma agua de mar y la somete a un proceso de \u00f3smosis inversa. La \u00f3smosis inversa es el mecanismo en el que se utiliza una membrana parcialmente permeable para eliminar iones y mol\u00e9culas no deseadas del agua.<\/p>\n

La eficiencia del proceso de \u00f3smosis inversa (RO) radica principalmente en la eficacia de la propia membrana y del pretratamiento del agua de origen. Como tal, la planta desalinizadora moderna emplea varios tipos de filtros, a menudo en secuencia, para eliminar una gran proporci\u00f3n de contaminantes antes de que puedan llegar a la membrana. El agua de mar a menudo tiene concentraciones de s\u00f3lidos disueltos superiores a 35 g por L(1).<\/p>\n\t\t\t\t\"diagrama\n\t\t\t\t\"diagrama\n\tDos
\ntecnolog\u00edas de filtro ampliamente utilizadas<\/a>
\n<\/u> son Light Expanded Clay Aggregate (LECA, proceso de arcilla expandida) y antracita, y ambas ser\u00e1n discutidas aqu\u00ed. La idea b\u00e1sica es que el agua de mar pasa a trav\u00e9s de estos materiales configurados como filtros antes de que llegue a la membrana. Cuando llega a la membrana, est\u00e1 en gran parte desprovista de s\u00f3lidos disueltos, haciendo que el proceso de RO general sea m\u00e1s eficiente.\n

Muchas de las causas de la suciedad de la membrana del agua de mar no tratada no son f\u00e1cilmente visibles para el ojo humano. Las principales causas incluyen compuestos de s\u00edlice disuelto, mol\u00e9culas org\u00e1nicas adsorbidas, microorganismos, \u00f3xidos met\u00e1licos y varios coloides de hierro y aluminio(2). Los m\u00e1s eficaces son las configuraciones de filtraci\u00f3n de medios duales, y son estas las que se utilizan m\u00e1s ampliamente en todo el mundo(3). La filtraci\u00f3n directa (es decir, una filtraci\u00f3n simple a trav\u00e9s de arena o a trav\u00e9s de un filtro de malla) se considera generalmente ineficaz, especialmente contra contaminantes org\u00e1nicos(4).<\/p>\n

Imperativo para las operaciones de RO, debido a la inmensa escala en la que operan, cualquier filtro debe ser confiable durante largos per\u00edodos de tiempo y relativamente barato. LECA y antracita se ajustan a estos requisitos. El pretratamiento del agua de mar es el m\u00e9todo m\u00e1s eficaz para garantizar la no incrustante de la membrana RO(5).<\/p>\n\t\t\t\t\"planta\n

\n\tAgregado de arcilla expandida ligera\n\t<\/h2>\n\t

LECA es un agregado ligero formado por arcilla est\u00e1ndar de calentamiento a ca. 1.200 oC en un horno rotatorio. Durante el proceso de calentamiento y rotaci\u00f3n, la arcilla se seca, se forma en formas de bolas y se vuelve altamente porosa. Esta porosidad la lleva a poseer buenas propiedades absorbentes, habiendo sido utilizada previamente para eliminar metales pesados como el cadmio de los flujos de residuos de f\u00e1bricas de pintura(6).<\/p>\n

En el espacio de purificaci\u00f3n de agua, donde la investigaci\u00f3n ha demostrado que LECA es capaz de adsorbir compuestos de fl\u00faor de soluci\u00f3n acuosa, ya sea por s\u00ed mismo o modificado con cloruro de magnesio o per\u00f3xido de hidr\u00f3geno(7). Adem\u00e1s, los filtros de medios dobles que contienen arena y MgCl2<\/sub>\/H2<\/sub>O2<\/sub>-LECA modificado son capaces de eliminar los compuestos de cromo del agua(8) – y estas LECA dopadas son capaces de ser regeneradas a trav\u00e9s del tratamiento con \u00e1cido diluido.<\/p>\n

Uno de los contaminantes m\u00e1s perniciosos es el ars\u00e9nico. Si esto entra en el sistema de agua, podr\u00edan producirse muertes. Los investigadores han demostrado que el uso de LECA modificada por reactivos de Fenton ha sido eficaz en la eliminaci\u00f3n de 99 de arsenite (As2+<\/sup>) y iones de arsenato (As4+<\/sup>) de una soluci\u00f3n acuosa a una concentraci\u00f3n de 150 g por litro, en 60 minutos(9). El reactivo de Fenton es una mezcla de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno y hierro, y es un material barato para usar a escala.<\/p>\n

Una comparaci\u00f3n viable ser\u00eda con los tamices moleculares activados, como se utiliza con frecuencia en el laboratorio de qu\u00edmica, ya que las LECA se pueden regenerar, son eficaces a bajas \u00abcargas\u00bb y son insolubles. Estas propiedades significan que la filtraci\u00f3n LECA es f\u00e1cil de trabajar.<\/p>\n\t\t\t\t\"Proceso\n

\n\tAntracita\n\t<\/h2>\n\tLa antracita es una de las formas m\u00e1s omnipresentes de carb\u00f3n. Ocurre naturaly f\u00e1cilmente extra\u00eddo, es barato. Teniendo muchos usos aparte de como combustible, su uso como medio de filtraci\u00f3n es ampliamente conocido(10). Uno de los principales beneficios ambientales de emplear la
\n antracita como filtro<\/a>
\n<\/u> y no como combustible es que como no se quema, no hay emisi\u00f3n de di\u00f3xido de carbono a la atm\u00f3sfera. Cabe se\u00f1alar, sin embargo, que la antracita rara vez se utiliza sola como filtro pre-RO. M\u00e1s bien, se utiliza como parte de una configuraci\u00f3n de filtro de doble medio junto con arena(11) o junto a arena y
\n granate como un filtro de medios mixtos,<\/a>
\n<\/u>proporcionando una filtraci\u00f3n superior de grueso a fino. T\u00edpicamente, la antracita est\u00e1 presente para eliminar s\u00f3lidos suspendidos y algunos org\u00e1nicos disueltos(12).\n

Los filtros de medios duales dirigidos por la antracita se han utilizado en entornos tropicales en plantas de RO, lo que demuestra ser altamente eficaz en el tratamiento de la pre-RO de agua de mar cruda y contaminada, produciendo finalmente m\u00e1s de 50 m3<\/sup> por d\u00eda (50.000 L) de agua potable que cumple plenamente con las normas de la OMS(13). Este ejemplo en particular proporcion\u00f3 m\u00e1s de 35 recuperaciones de agua en el transcurso de un a\u00f1o. Junto con el carb\u00f3n activado granular (un material con el que la antracita comparte muchas similitudes) la antracita se utiliz\u00f3 como un componente altamente eficaz en un filtro dual para eliminar el material biol\u00f3gico de una configuraci\u00f3n experimental pre-RO(14). Esta configuraci\u00f3n a peque\u00f1a escala no mostr\u00f3 disminuci\u00f3n en el rendimiento incluso despu\u00e9s de 55 d\u00edas de actividad constante, por encima de 5 metros por hora a trav\u00e9s de un filtro de 20 cm. En ambos ejemplos, se requer\u00eda un procesamiento m\u00ednimo de la antracita, limitado a la molienda a tama\u00f1os de part\u00edcula adecuados. Como parte de una configuraci\u00f3n de filtraci\u00f3n multimedios, la antracita junto a la arena verde y el carb\u00f3n activado fue capaz de eliminar cantidades significativas de hierro de la soluci\u00f3n acuosa antes de un proceso de RO(15).<\/p>\n

A trav\u00e9s de las aplicaciones de filtraci\u00f3n para tama\u00f1os de grano de antracita RO pueden variar entre 1 mm y 2,4 mm, con una profundidad m\u00ednima de lecho de 0,8 m. Las plantas m\u00e1s modernas que utilizan filtros de medios duales de antracita\/arena pueden manejar m\u00e1s de 40 m3<\/sup> por hora(16). La mayor parte de la utilidad de filtraci\u00f3n de antracita proviene de su excelente funcionalidad de exclusi\u00f3n de tama\u00f1o y porosidad. Despu\u00e9s de su uso, la antracita gastada se descarta t\u00edpicamente.<\/p>\n\t\t\t\t\"gotas\n\t\t\t\t\"Hermoso\n

\n\tComparaci\u00f3n\n\t<\/h2>\n\t

Un estudio en el norte de Grecia tom\u00f3 filtros de antracita y LECA para RO y los ejecut\u00f3 en paralelo, con el objetivo de encontrar una diferencia discernible entre los dos enfoques(17). La investigaci\u00f3n -tanto en escalas vegetales como de laboratorio- encontr\u00f3 que LECA y la antracita se realizaron en gran medida de la misma manera a trav\u00e9s de las pruebas de concentraci\u00f3n de org\u00e1nicos en el filtrado, la densidad de limo y la turbidez. Notable, sin embargo, es que ambos m\u00e9todos sufrieron rendimiento sabio en los inviernos m\u00e1s fr\u00edos, pero no a un nivel inaceptable. El material LECA y la antracita estaban en el rango de tama\u00f1o de 1,2 a 2,4 mm.<\/p>\n

Ambos tipos de filtraci\u00f3n – cuando en una configuraci\u00f3n de filtro de doble medio – son altamente eficaces contra la exposici\u00f3n de floraciones de algas a la membrana RO(18). Las bacterias son mucho m\u00e1s dif\u00edciles de eliminar utilizando procesos de filtro dual que los contaminantes s\u00f3lidos y los materiales org\u00e1nicos, sin embargo, se ha demostrado que los filtros de medios duales que contienen antracita eliminan algunas bacterias en un estudio, pero la mayor\u00eda fueron eliminados por procesos de filtraci\u00f3n posteriores(19). En otro estudio, se demostr\u00f3 que los filtros LECA atrapan – pero tambi\u00e9n en algunos casos para desarrollar – vida bacteriana(20).<\/p>\n\t\t\t\t\"proceso\n\t\t\t\t\"membrana\n\t

Naturalmente, la filtraci\u00f3n no es la \u00fanica arma en el arsenal del dise\u00f1ador de plantas de RO. A menudo, el agua de mar antes de la filtraci\u00f3n se tratar\u00e1 qu\u00edmicamente para precipitar los contaminantes esperados – estos se recogen en el filtro de arena o se les permite separarse de la gravedad. Se puede a\u00f1adir hexametafosfato de sodio para inducir la precipitaci\u00f3n de carbonato de calcio y sulfato de calcio. Se puede realizar la acidificaci\u00f3n (ya que el agua de mar es ligeramente b\u00e1sica) y a\u00f1adir sulfato de aluminio para facilitar la filtraci\u00f3n(21). Los tratamientos posteriores a la filtraci\u00f3n no son infrecuentes, dependiendo de la escala de contaminaci\u00f3n.<\/p>\n

Mientras que ambos materiales (arcilla y antracita) son abundantes y de f\u00e1cil acceso tanto en t\u00e9rminos mineros como econ\u00f3micos, la antracita tiene la ventaja de poder ser utilizado \u00abfuera de la caja\u00bb con un procesamiento m\u00ednimo requerido. El procesamiento se limita t\u00edpicamente a moler la antracita cruda a tama\u00f1os de part\u00edcula adecuados. La arcilla, por otro lado, debe calentarse primero en un horno rotatorio, y luego dependiendo de la aplicaci\u00f3n, dopada\/impregnada con otra sustancia qu\u00edmica – a\u00f1adiendo gasto, tiempo y complejidad al proceso. La antracita es m\u00e1s rentable, ya que requiere menos procesamiento, lo que tambi\u00e9n a\u00f1ade el beneficio de ser m\u00e1s respetuoso con el medio ambiente.<\/p>\n\t\t\t\t\"agua\n

\n\tResumen\n\t<\/h2>\n\t