Experimentació i modelització del rebuig d’espècies iòniques mitjançant nanofiltració en la potabilització d’aigües salobres

Durant el treball final de màster (TFM) s’ha volgut avaluar i modelitzar el rebuig de diverses espècies iòniques mitjançant una membrana de nanofiltració (NF), amb dues configuracions diferents: plana i en espiral. Es pretén estudiar l’efecte de la configuració sobre el comportament de la membrana i, en particular, la seva capacitat d’eliminació d’espècies iòniques de l’aigua. Aquests estudis permetran determinar la fiabilitat d’extrapolar els resultats obtinguts mitjançant mòduls de membrana plana a mòduls de membrana en espiral, més habituals a escala industrial. Es disposa de dues plantes pilot de laboratori basada en un mòdul de membrana de NF, una d’elles plana i l’altra en espiral. Les dues operen en configuració de flux transversal, on el permeat i el concentrat obtinguts són recirculats al tanc d’alimentació. Es realitzen varis experiments amb diferents solucions salines sintètiques d’alimentació, les quals es basen en una sal dominant i una sal traça. Les plantes operen a temperatura constant i en un rang de pressió trans-membrana (TMP) de fins a 2 MPa. Es recullen mostres d’alimentació al principi i al final de l’experiment i s’agafen mostres de permeat en l’augment de cada 0.2 MPa de TMP. Les dues membranes utilitzades eren el mateix model: NF-270, de Dow Chemical. Les espècies iòniques estudiades són d’interès en la potabilització d’aigües salobres, ja sigui per trobar-se en grans quantitats (Na+, Cl-, Mg2+, SO42-), per ser precursores de la formació de trihalometans (Br-, I-), o per ser ions característics de la nostra zona (K+, NH4+). Un cop fets els experiments, s’analitzen les mostres mitjançant cromatografia iònica. Els resultats obtinguts es modelitzen mitjançant el Solution-Diffusion-Film Model (SDFM) per tal d’ajustar les dades experimentals obtenint les corbes de rebuig de les espècies iòniques involucrades en funció dels seus fluxs trans-membrana, tenint en compte els fenòmens de transport produïts tant en la capa de polarització com a través de la membrana. Pel que fa als resultats, es comprova que els rebutjos obtinguts són força similars per les dues configuracions. A grans trets, s’obtenen majors rebuigs d’ions divalents que d’ions monovalents, tot i que el rebuig d’ions traça monovalents depèn de la naturalesa de la sal dominant en la dissolució en què es troben dissolts, tenint en compte la diferència entre permeabilitats dels ions en la mescla i l’efecte de camps elèctrics creats espontàniament que donen lloc a rebuigs negatius