Análisis experimental de la permeabilidad de las sales en módulos de membranas para desalación eficiente de agua de mar

Abstract

El objetivo final de este trabajo es el análisis experimental de la permeabilidad a las sales en módulos de membranas con el objetivo de lograr una desalación eficiente del agua de mar. En primer lugar, se hablará sobre el material y la metodología de la instalación experimental de osmosis inversa a contracorriente y de la gestión de los datos proporcionados. En segundo lugar, se calculará de forma experimental la salinidad del agua a cada instante de tiempo en todos los ensayos de prueba, y se hará un estudio de la evolución temporal de los parámetros clave de este tipo de instalaciones como son las presiones osmóticas o la fuerza motriz del proceso. Para ello se ha desarrollado una herramienta de Excel a través de macros programadas en Visual Basic (VBA), que nos permitirá calcular y representar automáticamente todos estos valores. En tercer lugar, se llevará a cabo un análisis experimental mediante un banco de ensayos, realizados en régimen estacionario y transitorio, donde se evaluará el comportamiento de las diferentes variables recogidas por el sensor de la instalación como son las presiones, temperaturas, caudales y conductividades eléctricas, a la entrada y salida del sistema. Además, se obtendrá de forma experimental la permeabilidad a las sales en la membrana. Para esta instalación se ha utilizado la membrana FO4040 de Toray diseñada para la desalación de agua de mar. Finalmente, se realizará una discusión de resultados obtenidos y se propondrán en las conclusiones determinadas aportaciones a realizar para futuros proyectos.

The ultimate goal of this work is the experimental analysis of salt permeability in membrane modules with the aim of achieving efficient desalination of seawater. Firstly, we will discuss the material and methodology of the experimental installation of counter-current reverse osmosis and the management of the provided data. Secondly, the salinity of the water will be experimentally calculated at each moment in all test trials, and a study of the temporal evolution of key parameters in this type of installation, such as osmotic pressures or the driving force of the process, will be conducted. For this purpose, an Excel tool has been developed using programmed macros in Visual Basic (VBA), which will allow us to automatically calculate and represent all these values. Thirdly, an experimental analysis will be carried out using a test bench, performed under steady-state and transient conditions, where the behavior of different variables collected by the installation sensor, such as pressures, temperatures, flow rates, and electrical conductivities, at the system's inlet and outlet will be evaluated. Additionally, the salt permeability in the membrane will be experimentally obtained. The FO4040 membrane from Toray, designed for seawater desalination, was used for this installation. Finally, a discussion of the obtained results will be conducted, and specific contributions for future projects will be proposed in the conclusions.