Implementación de ósmosis directa y nanoaditivos magnéticos para desalinización de agua

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Autores

Adriana Herrera
Laura Vela
Gustavo Morales
Ildefonso Castro

Resumen

Se evaluó, a escala laboratorio, la desalinización por ósmosis directa de agua de mar sintética. Este sistema utilizó un agente osmótico comercial y un agente osmótico preparado, a partir de azúcar/glucosa anhídrida 50/50%p/p y nanopartículas magnéticas, modificadas con carboximetil celulosa (MNp-CMC). De acuerdo a mediciones de dispersión de luz dinámica, las nanopartículas exhibieron un tamaño hidrodinámico de 173±53nm. Un valor de flux de agua desalinizada de 1,3LMH fue determinado al adicionar 112,5mg/mL de MNp-CMC al agente osmótico sintético, produciéndose un aumento del 9,2%, comparado al flux obtenido sin el uso del nanoaditivo. En adición, se evaluó la remoción de las nanopartículas magnéticas, aplicando un campo electromagnético externo. A pesar que se observó una disminución en la concentración de nanopartículas presentes en el efluente, luego de ocho ciclos de separación magnética, se detectó, por espectrofotometría de absorción atómica, una concentración de 227mg Fe/L en el agua desalinizada, lo cual, supera el valor máximo aceptable de hierro en aguas potables (0,3mg Fe/L), reflejando así la necesidad de mejorar el proceso de separación magnética, para el empleo de nanoaditivos magnéticos, en procesos de desalinización de agua, por osmosis directa.

 

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Referencias

1. ACHILLI, A.; CATH, T.Y.; CHILDRESS, A. E. 2010. Selection of inorganic-based draw solutions for forward osmosis applications. J. Membr. Sci. (Netherlands). 364:233-241.
2. BONO, A.; YING, P.; YAN, F.; MUEI, C.; SARBATLY, R.; KRISHNAIAH, D. 2009. Synthesis and characterization of carboxymethyl cellulose from palm kernel cake. Adv. Nat. Appl. Sci. (USA). 3:5-11.
3. CALLISTER, W. 2003. Materials Science and Engineering. An Introduction. Third Edición. New York, USA. Editorial Jhon Wiley & Sons. p.675-677.
4. DESHMUKH, A.; YIN YIPA, N.; LINA, S.; ELIMELECHA, M. 2015. Desalination by forward osmosis: Identifying performance limiting parameters through modulescale modeling. J. Membr. Sci. (USA). 491:159- 167.
5. GARCÍA, X.; PARGAMENT, D. 2015. Reusing wastewater to cope with water scarcity: Economic, social and environmental considerations for decision-making. Resources, Conserv. Recyc. (Israel). 101:154-166.
6. GOHARI, A.; ESLAMIANA, S.; MIRCHIB, A.; ABEDI-KOUPAEIA, J.; BAVANIC, A.; MADANID, K. 2013. Water transfer as a solution to water shortage: A fix that can backfire. J. Hydrol. (Iran). 491:23-39.
7. HERRERA, A.; BARRERA, C.; RINALDI, C. 2008. Synthesis and functionalization of magnetite nanoparticles with aminopropylsilane and carboxymethyl Dextran. J. Mater. Chem. (UK). 18:3650-3654.
8. HERRERA, A.; POLO-CORRALES, L.; CHAVEZ, E.; CABARCAS, J.; UWAKWEH, O.; RINALDI, C. 2013. Influence of aging time of oleate precursor on the magnetic relaxation of cobalt ferrite nanoparticles synthesized by the thermal decomposition method. J. Magnetism Magnetic Mater. (Netherlands). 328:41-52.
9. HOLLOWAY, R.W.; MALTOS, R.; VANNESTE, J.; CATH, T.Y. 2015. Mixed draw solutions for improved forward osmosis performance. J. Membr. Sci. 491:121-131.
10. JAMIL, S.; LOGANATHAN, P.; KAZNER, C.; VIGNESWARAN, S. 2015. Forward osmosis treatment for volume minimisation of reverse osmosis concentrate from a water reclamation plant and removal of organic micropollutants. Desalination (Australia). 372:32-38.
11. KWAN, S.; BAR-ZEEV, E.; ELIMELECH, M. 2015. Biofouling in forward osmosis and reverse osmosis: Measurements and mechanisms. J. Membr. Sci (USA). 493:703-708.
12. LING, M.; CHUNG, T. 2011. Desalination process using super hydrophilic nanoparticles via forward osmosis integrated with ultrafiltration regeneration. Desalination (Australia). 278:194-202.
13. LING, M.; WANG, K.; CHUNG, T.B. 2010. Highly watersoluble magnetic nanoparticles as novel draw solutes in forward osmosis for water reuse. Industr. Engineer. Chem. Res. (USA). 49:5869-5876.
14. NGUYEN, H.; NGUYEN, N.; CHEN, S.; NGO, H.; GUO, W.; LI, C. 2015. A new class of draw solutions for minimizing reverse salt flux to improve forward osmosis desalination. Sci. Total. Environ. (Taiwan). 538:129-136.
15. QINGCHUN, G.; JINCAI, S.; TAI-SHUNG, C.; GARY, A. 2011. Hydrophilic superparamagnetic nanoparticles: Synthesis, characterization, and performance in forward osmosis processes. Industr. Engineer. Chem. Res. (Singapore). 50:382-388.
16. VALLADARES LINARES, R.; LI, Z.; SARP, S.; BUCS, S.S.; AMY, G.; VROUWENVELDER, J.S. 2014. Forward osmosis niches in seawater desalination and wastewater reuse. Water Res. (Netherlands). 66:122-139.
17. ZHAO, S.; ZOU, L.; TANG, C.; MULCAHY, D. 2012. Recent developments in forward osmosis: Opportunities and challenges. Review. J. Membr. Sci (USA). 396:1-21.

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