Filtración de Aguas, Microfiltración, Tratamiento de Aguas
Microfiltración
¿Qué es la microfiltración?
La microfiltración es un proceso de filtración por medio de un medio microporosa que retiene lo sólidos suspendidos de un fluido. El tamaño de poro de la membrana oscila desde 0.1 hasta 1 micras o micrones.
La microfiltración es diferente de la ósmosis inversa y a la nanofiltración ya que no requiere presión. Suele utilizarse como pre tratamiento para la ósmosis inversa o como un proceso independiente de filtración.
¿Cómo funciona?
La microfiltración es un proceso de filtración con un filtro de tamaño micrométrico (μm). Los filtros pueden ser a presión atmosférica o con un recipiente a cierta presión (máximo 25 psi) (2), pero usualmente trabajan a bajas presiones.
Estos filtros son porosos y permiten que el agua pase a través de ellos, remueve materia orgánica, sólidos en suspensión, pequeños coloides, bacterias y turbidez.
¿Qué aplicaciones tiene la microfiltración?
La microfiltración se utiliza principalmente como etapa de pretratamiento en la producción de agua potable y agua industrial. Tiene excelentes propiedades para eliminar sólidos en suspensión, bacterias y quistes. Es una alternativa al clásico filtro de arena. Además, Crossflow MF se utiliza para:
La microfiltración tiene muchos campos de aplicación, tales como:
- Esterilización en frío de bebidas (jugos, vinos, cerveza…) y productos farmacéuticos (pasteurización en frío)
- Industria láctea (queso, leche…)
- Clarificación de zumos, vino y cerveza
- Separación de bacterias del agua
- Como tratamiento previo para la ósmosis inversa
- Separación de aceite y agua
- Tratamientos de efluentes
- Industria metalúrgica (separación de emulsión agua/aceite);
- Industria textil (tratamiento de aguas residuales);
La MF también se utiliza para la reutilización de aguas residuales. En este caso, se puede combinar con una bioetapa en un biorreactor de membrana.
Clasificación de las membranas de separación, de acuerdo con la abertura de su poros
- Microfiltración: 0.1 a 1 micra (μm)
- Ultrafiltración: 0.01 a 0.1 μm
- Nanofiltración: 0.001 a 0.01 μm
- Ósmosis inversa (hiperfiltración): 0.0001 a 0.001 μm
Recordar que:
1 mm = 1000 μm
1 μm = 1000 nanómetros (nm)
1 nm = 10 Angstroms (Å)
Ventajas y desventajas de la microfiltración
La ventaja de MF son:
Baja presión de operación requerida.
Bajo consumo de energía en unidades semi-inactivas en comparación con la nanofiltración o la ósmosis inversa.
Prácticamente no se requieren operaciones manuales.
Es relativamente barato.
No requiere las transiciones de fase intensivas en energía como la técnica de evaporación.
Desventajas de microfiltración (MF)
Sensibilidad a los productos químicos oxidantes (como altas concentraciones de peróxidos y persulfatos nítricos, sulfúricos);
Las partículas duras y afiladas > 0.1 mm pueden causar daños y, por lo tanto, requieren prefiltración de poro más abierto;
El diafragma fallará si se vuelve a enjuagar con una presión superior a 1 bar.
En conclusión
La microfiltración generalmente opera en modo de flujo cruzado y modo de terminación. En la filtración de flujo cruzado, la solución madre fluye a lo largo de la superficie de la membrana y solo una pequeña porción del líquido pasa a través de la membrana como permeable. El concentrado se enlaza para despolarizar continuamente la concentración utilizada para limpiar la membrana.
Por esta razón, se prefiere la filtración de flujo cruzado para la filtración de líquidos con una alta concentración de sólidos. Las velocidades típicas de flujo transversal son de hasta 6 m/s en la geometría del módulo tubular. Durante la filtración de flujo cruzado, el líquido fluye perpendicularmente a la superficie de la membrana, lo que hace que las partículas atrapadas se acumulen en la superficie de la membrana y formen una torta de filtración.
El aumento de la altura de la torta del filtro durante el período de filtración reduce el flujo de filtración. Por lo tanto, durante las operaciones sin salida, las membranas deben limpiarse regularmente mediante retrolavado o posiblemente mediante métodos de limpieza mecánicos o químicos.
La aplicación más importante de la microfiltración es la filtración de soluciones acuosas, especialmente en el tratamiento de agua potable y bebidas. En la producción de bebidas, las aplicaciones industriales incluyen la filtración de cerveza y vino y el procesamiento de leche y suero. En biotecnología, la microfiltración se utiliza para retener la biomasa en el fluido de fermentación. La operación de microfiltración más importante en la industria metalúrgica es la separación de agua y aceite.
