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Aplicaciones de la nanofiltración para el acondicionamiento del agua potable destinada a la industria farmaceútica y tratamiento de vertidos tóxicos conteniendo metales pesados cromo (IV) y plomo (II)
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Fernández, Alberto Otero |
| Copyright Year | 2017 |
| Abstract | 1.- PLANTEAMIENTO Los procesos de filtracion con membranas mediante gradiente de presion, (Pressure-driven Membrane Processes, PDMP) son los que tienenuna mayor implantacion en Jos tratamientos de las aguas a escala industrial. Estos procesos de separacion, se han dividido tradicionalmente entres rangos: microfiltracion (MF); ultrafiltracion (UF) y osmosis inversa (01). El ultimo proceso incorporado a los anteriores, se denomina la nanofiltracion (NF). La Nanofiltracion (NF) [1] es un proceso intennedio entre Ja Ultrafiltracion y la Osmosis Inversa. El umbral de corte se situa en el intervalo comprendido entre 200 y 1000 Dalton. El nombre de nanofiltracion deriva del hecho de que el diametro medio del poro es del orden de 1 nanometro (nm) ( 1ff9 m) La presion de operacion esta comprendida entre 1.0 y 4.0 MPa (10-40 bar). En los ultimos anos, la nanofiltracion (NF)ha alcanzado un elevado nivel de desarrollo, siendo disenada inicialmente para el ablandamiento de aguas, sus aplicaciones potenciales van en aumento fundamentalmente en el tratamiento de aguas. Tambien esta teniendo un gran desarrollo en el tratamiento de vertidos procedentes de numerosas industrias: papelera, textil, galvanotecnica y lactea entre otras. El tratamiento de las aguas constituye un sector en el que la Nanofiltracion (NF) esta alcanzando un gran desarrollo, con el objeto de reducir y controlar la contaminacion de origen organico e inorganico, pennitiendo asi cumplir los objetivos de la nueva Directiva Marco del Agua 2000/60/CE (DMA). Ademas, la introduccion de la nueva Directiva esta produciendo cambios profundos en la gestion de los recursos hidricos a nivel industrial. El agua para uso farmaceutico requiere alta pureza para garantizar que no hay interferencia de contaminantes que afectan a la calidad de los medicamentos que se producen o se inyectan, que es crucial para su eficacia y la salud del paciente. Las farmacopeas describen varios tipos diferentes de agua para uso farmaceutico se pueden dividir en dos grandes grupos: Agua Purificada (PW) y agua para inyeccion (WFI). Uno de los grandes problemas medioambientales Jo constituye la presencia de metales pesados en las aguas superficiales destinadas a la produccion de agua potable. Este tipo de contaminantes suelen ser muy refractarios a las tecnologias convencionales, utilizadas en los tratamientos de las aguas. La actividad urbana, industrial y minera arroja al ambiente metales toxicos como plomo, mercurio, cadmio, arsenico y cromo, muy daninospara la salud humana y para la mayoria de formas de vida. La presente Tesis Doctoral pretende abordar dos aplicaciones industriales de la nanofiltracion de gran relevancia, como son: (a) El acondicionamiento del agua potable obtencion de agua de calidad farmaceutica a partir de una fuente de agua potable, con un pretratamiento mediante nanofiltracion. (b) El tratamiento de los vertidos toxicos que contienen metales pesados, como el Cromo (VI) y el Plomo (11) 2.- DESARROLLO La ejecucion, desarrollo y desglose de tareas. abarca la realizacion de las siguientes actividades concretas: (1) Caracterizacion de macroscopica de las membranas comerciales de nanofiltracion (NF). Se realizara la caracterizacion macroscopica de las membranas de nanofiltracion (NF) a nivel de aplicacion en la planta piloto semiindustrial. en uno o mas parametros como el flujo de permeado (Je). rechazo (R(%)) y constante de permeabilidad (Aw). hallando las curvas R/Jp, y comprobando los procesos de transporte con disoluciones modelo. (2) Caracterizacion superficial de las membranas comerciales de nanofiltracion (NF). Se realizara mediante las tecnicas de : Potencial "z"; X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) y Atomic force microscopy (AFM). (3) Tratamiento del agua potable mediante nanofiltracion para la industria farmaceutica . Se pretende utilizar la nanofiltracion como etapa previa a la osmosis inversa (01). para la produccion de agua de calidad farmaceutica. De esta forma se reduciran el numero de pasos de 01 y al mismo tiempo. se pretende estudiar la posibilidad de eliminar el proceso de intercambio ionico, que se utiliza de forma convencional en el ablandamiento de aguas. (4) Tratamiento mediante NF de vertidos toxicos conteniendo metales pesados como el Cromotvll y el Plomo (11). Se evaluara el uso de la nanofiltracion como nueva tecnologia para el tratamiento de vertidos altamente toxicos quecontienen metales pesados (Cr(VI) y Pb(ll)), utilizando un rango de concentraciones bajos( 1-100 ppm), donde no es posible su eliminacion mediante las tecnologias convencionales. (5) Evaluacion de la minimizacion del impacto ambiental y recuperacion de agua en las aplicaciones estudiadas. Los permeados obtenido de la etapa de nanofiltracion utilizando diferentes membranas. pueden ser destinados a la recuperacion de agua, para ser usada con distintos fines. (6) Modelado de los procesos. A partir de los resultados obtenidos y la optimizacion de las condiciones de operacion. permitiran desarrollar los modelos relativos al proceso de transporte a traves de las membranas de nanofiltracion (NF). facilitando asi el futuro escalado a nivel industrial. Se utilizara el modelo de TI: S ie ler-Kedem, asi como la metodolo ia de diseno factorial y superficie respuesta. 3.- CONCLUSIONES Se hacen aportaciones interesantes sobre las aplicaciones de la nanofiltracion (NF) con el objeto de sustituir ventajosamentea una de las etapas del doble paso de osmosis inversa (RO-RO), remplazando la primera etapa por NF, convirtiendo el proceso de dos etapas en NF-RO. Segun los datos experimentales obtenidos, la incorporacion de la nanofiltracion puede seruna tecnologia muy prometedora para la produccion de agua de calidad farmaceutica y otros tipos de agua de alta pureza. Desde el punto de vista estructural se han caracierizado macroscopicamente las membranas de nanofiltracion: AFC80, AFC40 y AFC30, determinando la permeabilidad para el agua destilada (Aw), el flujo de permeado (Jp) y el rechazo salino (R,%). En cuanto a la caracterizacion superficial de las membranas para la determinacion de su carga superficial, se presentan resultados valiosos sobre la determinacion del Punto lsoelectrico (PI) mediante medidas del el potencial "z"; Tambien se consiguen interesantes y muy novedosos resultados sobre el conocimiento de la composicion de la capa activa, de la cual dependen en definitiva sus propiedades de separacion, utilizando para ello la tecnologia de XPS, cuyos datos corroboran la carga negativa de las membranas, obteniendo la secuencia de menos negativa a mas negativa (AFC80 AFC30). Esta informacion tambien coincide con los criterios de Peeters, sobre la naturaleza de la carga de la capa activa de las membranas, a partir de los datos obtenidos sobre el rechazo salino. Tambien se determino la topografia de la superficie de las membranas, asi como la distribucion del tamano de poro de las mismas. Finalmente se presentan unos excelentes resultados en cuanto a la eficacia del empleo de la tecnologia de la nanofiltracion (NF), para la eliminacion de la contaminacion de las aguas, derivada de la presencia de los metales toxicos como el Cr(VI) y ePb(ll), que periten cumplir con la normativa de la EPA y WHO. |
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| Ending Page | 1 |
| Page Count | 1 |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | http://e-spacio.uned.es/fez/eserv/tesisuned:Ciencias-Aotero/OTERO_FERNANDEZ_Alberto_Tesis.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
