En els sistemes de tractament d'aigua d'osmosi inversa (RO), mantenir una qualitat estable de l'aigua d'alimentació és essencial per garantir el rendiment de la membrana-a llarg termini. Amb freqüència s'utilitzen dos paràmetres per avaluar les condicions de l'aigua d'alimentació: la terbolesa i l'índex de densitat de llim (SDI).
Tots dos indicadors estan relacionats amb la presència de partícules en suspensió a l'aigua i sovint s'esmenten junts als manuals de disseny de sistemes de membranes. No obstant això, mesuren diferents característiques de la qualitat de l'aigua i proporcionen diferents coneixements sobre la possible contaminació de la membrana.
Explicaré les diferències entre terbolesa i SDI, com es relacionen i quin paràmetre és més important per protegir les membranes RO.
Què és la terbolesa?
La terbolesa es refereix al grau en què les partícules en suspensió a l'aigua es dispersen o absorbeixen la llum, reduint la claredat de l'aigua. S'utilitza habitualment com a indicador bàsic de la qualitat de l'aigua en el tractament de l'aigua potable i la vigilància ambiental.
La unitat utilitzada per mesurar la terbolesa és la NTU (Unitat de terbolesa nefelomètrica).
La terbolesa està influenciada principalment per:
- Sòlids en suspensió com ara llim i argila
- Partícules orgàniques
- Microorganismes
- Enderrocs o sediments fins
Com més gran sigui la concentració d'aquestes partícules, més alt serà el valor de terbolesa.
En els sistemes d'OI, la terbolesa és important perquè les partícules en suspensió poden acumular-se a la superfície de la membrana i formar una capa de contaminació. Aquesta capa de contaminació pot reduir el flux d'aigua i augmentar la pressió de funcionament.
Per aquest motiu, la majoria dels sistemes RO requereixen nivells de terbolesa relativament baixos.
Els requisits típics de disseny inclouen:
- Aigua d'alimentació d'OI general: Terbolesa < 1 NTU
- Sistemes de membranes d'alt rendiment{0}: terbolesa < 0,2 NTU
Així, mantenir una terbolesa baixa ajuda a reduir la contaminació de partícules i millora l'estabilitat del sistema RO.
Què és SDI?
L'índex de densitat de llim (SDI) és un paràmetre utilitzat específicament per avaluar el potencial d'encrassement de l'aigua d'alimentació en sistemes de filtració de membrana.
A diferència de la terbolesa, SDI mesura directament la tendència de partícules i col·loides a bloquejar la superfície del filtre.
La prova es realitza filtrant aigua a través d'una membrana microporosa de 0,45 μm a pressió constant i mesurant com canvia la velocitat de filtració al llarg del temps.
La fórmula és:
SDI=(1 − t₀ / t₁₅) × 100 / 15
On:
- t₀=temps necessari per filtrar 500 ml d'aigua inicialment
- t₁₅=temps necessari per filtrar 500 ml després de 15 minuts de filtració
A mesura que les partícules s'acumulen a la superfície de la membrana, la filtració es fa més lenta. Com més gran sigui la disminució de la taxa de filtració, més gran serà el valor SDI.
La majoria dels fabricants de membranes recomanen:
SDI < 5 per a l'aigua d'alimentació RO
Molts sistemes moderns requereixen condicions encara més estrictes, com ara:
SDI < 3
Això fa que SDI sigui un dels paràmetres operatius més crítics en el disseny del sistema de membranes.
Com es relacionen la SDI i la terbolesa?
Tot i que tots dos paràmetres estan associats a partícules en suspensió a l'aigua, la relació entre ells és generalment feble.
En molts casos, una terbolesa més alta correspon a valors SDI més alts. Tanmateix, no sempre és cert el contrari.
L'aigua amb una terbolesa baixa encara pot tenir un SDI elevat. Per exemple, l'aigua amb una terbolesa per sota d'1 NTU encara pot mostrar valors de SDI superiors a 5. Aquesta situació sovint es produeix a les fonts d'aigua superficial perquè la terbolesa reflecteix principalment sòlids en suspensió visibles, mentre que l'SDI és molt sensible als col·loides fins i la matèria orgànica que poden no afectar significativament les mesures de terbolesa.
Per tant, la terbolesa per si sola no pot representar completament el potencial d'encrassement de l'aigua d'alimentació.
Quin paràmetre importa més per a les membranes RO?
Tant la terbolesa com la SDI són importants, però la SDI es considera generalment el paràmetre més crític per a la protecció de la membrana.
La raó principal és que SDI reflecteix directament la tendència a l'encrassement de partícules i col·loides a les superfícies de la membrana.
La terbolesa, en canvi, indica principalment com de tèrbol apareix l'aigua.
Des d'una perspectiva d'enginyeria:
- La terbolesa avalua la claredat de l'aigua
- SDI avalua el risc de contaminació de la membrana
Com que les membranes RO són particularment sensibles als col·loides fins, SDI proporciona una predicció més precisa dels possibles problemes d'encrasses.
Com a resultat, els fabricants de membranes i els dissenyadors de sistemes solen confiar més en SDI quan avaluen el rendiment del pretractament.
Per què els sistemes RO supervisen tant la SDI com la terbolesa?
Tot i que la SDI és l'indicador més directe del potencial d'encrassement de la membrana, la terbolesa encara juga un paper important en el control de la qualitat de l'aigua.
L'ús d'ambdós paràmetres junts proporciona una comprensió més completa de les condicions de l'aigua d'alimentació. La terbolesa ajuda a detectar grans partícules en suspensió i canvis sobtats en la qualitat de l'aigua, mentre que l'SDI ajuda a avaluar el-potencial de contaminació a llarg termini causat per partícules fines i col·loides.
A la pràctica, els sistemes de pretractament de RO sovint tenen com a objectiu controlar tots dos paràmetres simultàniament.
Filtració multimèdia, sistemes d'ultrafiltració (UF), filtració de cartutxos i coagulació i floculació, aquests processos ajuden a eliminar sòlids en suspensió i col·loides, reduint tant la terbolesa com els nivells de SDI abans que l'aigua entri a les membranes de RO.
Tot i que tant la terbolesa com la SDI descriuen la contaminació per partícules a l'aigua, tenen diferents propòsits en el disseny i el funcionament del sistema RO.
La terbolesa indica la claredat de l'aigua, mentre que l'SDI mesura el potencial d'encrassement de partícules i col·loides.
Per protegir les membranes d'OI, el SDI és generalment el paràmetre més important, però el seguiment d'ambdós indicadors junts proporciona l'avaluació més fiable de la qualitat de l'aigua d'alimentació.
El pretractament adequat i el seguiment regular de la terbolesa i la SDI són essencials per mantenir un rendiment estable de RO, reduir l'encrassement de la membrana i allargar la vida útil de la membrana.
