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Separación de nitrato de aguas contaminadas mediante membranas recicladas


21/01/2022

I+D+i
Separación de nitrato de aguas contaminadas mediante membranas recicladas

 

  • Los resultados de este estudio demuestran que las membranas recicladas podrían utilizarse en estos procesos para la separación de nitrato con un mínimo aporte energético (únicamente el destinado al bombeo de las disoluciones a través del sistema)
 
Personal investigador de IMDEA Agua, en colaboración con la Escuela de Ciencia y Tecnología de la La Universidade Nova de Lisboa, han publicado recientemente el artículo Nitrate Removal by Donnan Dialysis and Anion-Exchange Membrane Bioreactor Using Upcycled End-of-Life Reverse Osmosis membranes en open access en la revista Membranes (A. Lejarazu-Larrañaga et al., 2022).
 
En este estudio se han utilizado membranas de intercambio aniónico preparadas a partir de membranas de ósmosis inversa recicladas, para la separación de nitrato de aguas contaminadas, con el objetivo de alcanzar concentraciones aptas para el consumo. De esta forma, se pretende dar una segunda vida a las membranas de ósmosis inversa desechadas que actualmente se acumulan en vertederos (> 840,000 membranas desechadas al año [1]).
 
Por otro lado, el nitrato es perjudicial para la salud humana, de modo que la Organización Mundial de la Salud (OMS) limita su concentración en aguas destinadas a consumo por debajo de los 50 mg·L-1, al tiempo que recomienda mantenerla por debajo de 25 mg·L-1 [2].
 

Diálisis de Donnan

 
La diálisis de Donnan es un proceso espontáneo sin aporte energético, mediante el cual, el nitrato puede ser separado del agua (a través de una membrana de intercambio aniónico) e intercambiado por un ion no tóxico (cloruro, en este caso). Este transporte se consigue gracias al gradiente de concentración establecido entre el compartimento de agua contaminada y el compartimento receptor, el cual contiene una alta concentración de sales.
 
Además, la integración de un biorreactor en el compartimento receptor permite la eliminación simultanea del nitrato mediante desnitrificación biológica [3].
 
 
 
Representación esquemática del sistema de diálisis de Donnan y su
integración con un biorreactor (reacción de desnitrificación representada en letra gris cursiva),
utilizando membranas de intercambio aniónico preparadas a partir de membranas de osmosis inversa desechadas [4]
 
 
Los resultados de este estudio demuestran que las membranas recicladas podrían utilizarse en estos procesos para la separación de nitrato con un mínimo aporte energético (únicamente el destinado al bombeo de las disoluciones a través del sistema).
 
Esta investigación se enmarca en el proyecto CTM2015-65348-C2-1-R financiado por MCIN/AEI/10.13039/501100011033/ y por “FEDER Una manera de hacer Europa”; el proyecto RTI2018-096042-B-C21 financiado por MCIN/AEI/10.13039/501100011033/ y por “FEDER Una manera de hacer Europa”; el proyecto CTM2015-74695-JIN financiado por MCIN/AEI/10.13039/501100011033/ y por “FEDER Una manera de hacer Europa”; la ayuda BES-2016-076244 financiada por MCIN/AEI/10.13039/501100011033 y por “FSE invierte en tu futuro”; por la Fundación para la Ciencia y la Tecnología de Portugal (FCT) y el Ministerio de la Ciencia, Tecnología y Enseñanza Superior de Portugal (MCTES) UIDB/50006/2020 (FCT/MCTES).
Autora: Amaia Lejarazu-Larrañaga
 

Referencias

 
[1] J. Landaburu-Aguirre, R. García-Pacheco, S. Molina, L. Rodríguez-Sáez, J. Rabadán, E. García-Calvo, Fouling prevention, preparing for re-use and membrane recycling. Towards circular economy in RO desalination, Desalination. 393 (2016) 16–30. https://doi.org/10.1016/j.desal.2016.04.002.
[2] World Health Organization, Guidelines for drinking-water quality, Fourth Edi, World Health Organization, 2017.
[3] J.G. Crespo, S. Velizarov, M.A. Reis, Membrane bioreactors for the removal of anionic micropollutants from drinking water, Curr. Opin. Biotechnol. 15 (2004) 463–468. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2004.07.001.
[4] A. Lejarazu-larrañaga, J.M. Ortiz, S. Molina, S. Pawlowski, Nitrate Removal by Donnan Dialysis and Anion-Exchange Membrane Bioreactor Using Upcycled End-of Life Reverse Osmosis Membranes, Membranes. 12 (2022) 101.
 

Fuente www.agua.imdea.org


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