A la indústria del tractament d'aigües, la nanofiltració (NF) i l'osmosi inversa (RO) són dues de les tecnologies de membrana més comparades. Molts usuaris es fan la mateixa pregunta a l'hora de seleccionar l'equip: és millor la nanofiltració que la RO?
En realitat, ni NF ni RO són inherentment "millors". Cada tecnologia té les seves pròpies característiques i avantatges únics. Per ajudar les empreses d'enginyeria, els integradors de sistemes i els professionals de les adquisicions a prendre decisions informades, aquest article analitza a fons ambdues tecnologies en termes de principis de funcionament, rendiment d'eliminació, costos operatius i escenaris d'aplicació.
Què és la nanofiltració i com funciona?
Les membranes de nanofiltració tenen mides de porus al voltant d'1-2 nm, situant-les entre la ultrafiltració i la RO. Eliminen molècules orgàniques grans mitjançant l'exclusió de la mida i redueixen els ions de duresa com el calci i el magnesi mitjançant la repulsió basada en càrrega-, gràcies a la seva superfície típicament carregada negativament. Com que la nanofiltració només reté parcialment ions monovalents, no dessalinitza completament l'aigua com la RO. Això permet que NF preservi una part dels minerals beneficiosos, la qual cosa condueix a una aigua potable de gust més natural-. NF també és eficaç per eliminar el color, la matèria orgànica i diversos contaminants nocius, per la qual cosa és una tecnologia de "desalinització selectiva" àmpliament utilitzada en la millora de l'aigua potable i els processos industrials.
Què és RO i per què es considera el mètode de filtració més estricte?
Les membranes d'osmosi inversa tenen una mida de porus propera a 0,1 nm-gairebé a nivell molecular-, cosa que els permet rebutjar gairebé totes les sals dissoltes, tant ions monovalents com divalents, així com microorganismes, virus i la majoria de substàncies orgàniques. L'OI té un paper fonamental en la dessalinització d'aigua de mar, el tractament d'aigua salobre d'alt-TDS, l'aigua de grau electrònic- i altres aplicacions que exigeixen una puresa extremadament alta. Com que RO s'acosta a la "separació completa", es considera àmpliament la tecnologia de membrana més completa i estricta disponible.
Com es comparen NF i RO en el rendiment d'eliminació?
| Item | Nanofiltració (NF) | Osmosi inversa (RO) |
|---|---|---|
| Rebuig de sal | 70–90% | Superior o igual al 99% |
| Eliminació de duresa | Reducció important | Eliminació completa |
| Matèria Orgànica | Eliminació mitjana a alta | Alta eliminació |
| Nitrats / Sals monovalents | Retingut parcialment | Eliminació gairebé completa |
| Microorganismes | Majoritàriament eliminat | Totalment bloquejat |
La taula mostra que la NF és adequada quan l'objectiu és suavitzar, eliminar el color o dessalar parcialment, mentre que la RO és necessària quan es necessita una dessalinització alta o una qualitat d'aigua pura-.
La nanofiltració és més eficient energèticament-? Com es comparen els costos d'explotació?
La nanofiltració funciona normalment a 5-10 bar, significativament més baixa que els sistemes RO. L'osmosi inversa sovint requereix de 10 a 16 bar per a l'aigua salobre i de 55 a 70 bar per a la dessalinització d'aigua de mar, el que significa que els sistemes NF solen consumir menys energia, utilitzen bombes més petites i requereixen menys productes químics de pretractament. NF també té necessitats de pretractament relativament relaxades, la qual cosa resulta en menors costos d'instal·lació i-operacions a llarg termini.
La nanofiltració és més resistent a la contaminació? Què passa amb la vida útil de la membrana?
Les membranes NF sovint presenten una millor resistència a la contaminació orgànica i l'encrassement col·loïdal a causa de la seva estructura lleugerament més fluixa i de les característiques més hidròfiles. Acostumen a mantenir una pressió estable durant períodes més llargs en fonts d'aigua difícils, com ara aigües superficials acolorides o efluents industrials rics-orgànics, cosa que els facilita la neteja i el funcionament. Les membranes d'OI, amb la seva mida de porus extremadament reduïda, són més susceptibles a l'obstrucció en condicions d'alta-incrustació i requereixen un pretractament més complet. Tanmateix, la vida útil de la membrana ve determinada en última instància per la qualitat de l'aigua d'alimentació, el manteniment del sistema i les pràctiques de neteja-no només pel tipus de membrana.
Quan és la nanofiltració la millor opció?
La nanofiltració és especialment adequada quan es desitja una retenció parcial de minerals i quan l'aplicació requereix suavització, reducció del color, eliminació orgànica o reducció d'ions-divalents. Alguns exemples habituals inclouen el suavització d'aigües superficials i subterrànies, millores de plantes d'aigua potable, aigües residuals de producció d'aliments i colorants, processos de reducció de color-i sistemes d'aigua mineral-equilibrada per a hotels i ús residencial. En aquests entorns, NF ofereix una solució equilibrada que combina la dessalinització selectiva amb un menor consum d'energia.
Aleshores, és millor la nanofiltració que la RO? La Resposta Final
Quan l'objectiu és suavitzar, reduir el color, eliminar els orgànics o retenir minerals per a l'aigua potable, la nanofiltració ofereix una solució més eficient i{0}}d'estalvi d'energia. Quan es requereix una dessalinització completa o aigua extremadament pura, l'OI es converteix en l'única tecnologia adequada. En molts projectes d'enginyeria complexos, els dissenyadors fins i tot combinen tots dos-utilitzant NF abans que RO-per reduir el risc de contaminació i optimitzar els costos globals.
