Definicion
Agua purificada que pasa a traves de la membrana de osmosis inversa. Es el producto final del proceso con bajos niveles de TDS y contaminantes. La calidad del permeado depende del tipo de membrana, presion de operacion y calidad del agua de alimentacion.
¿Que es el permeado?
En terminos tecnicos, el permeado es la corriente de agua que ha atravesado exitosamente la capa activa de la membrana semipermeable, dejando atras entre 95% y 99.8% de las sales disueltas, dependiendo del tipo de membrana y condiciones de operacion.
El permeado de osmosis inversa tipicamente tiene TDS menor a 50-200 ppm para sistemas SWRO y menor a 50 ppm para BWRO, comparado con 35,000 ppm del agua de mar o 5,000 ppm del agua salobre de entrada. Esta reduccion drastica de TDS produce agua de alta pureza apta para consumo humano o procesos industriales exigentes.
Parametros de calidad del permeado
Conductividad: Medida en linea continua que correlaciona con TDS. Conductividad del permeado de SWRO: 200-400 µS/cm. Para BWRO: 30-150 µS/cm. Incrementos repentinos indican falla de membrana.
pH: El permeado de RO tipicamente tiene pH 5-6 debido a que el CO₂ pasa libremente por la membrana mientras los carbonatos son rechazados. Requiere ajuste en postratamiento para cumplir normativas (pH 6.5-8.5 para agua potable).
Alcalinidad: Generalmente muy baja o nula en el permeado, contribuyendo al pH bajo. La remineralizacion agrega alcalinidad para estabilizar el agua.
Contenido de boro: El boro tiene rechazo menor (85-95%) que otras sales. Para agua de mar, el permeado puede contener 0.5-1.5 ppm de boro. Algunas aplicaciones requieren sistema de dos pasos para reducir boro a <0.5 ppm.
Microbiologia: El permeado de RO esta libre de bacterias y virus debido al pequeño tamaño de poro de la membrana (0.0001 µm). Sin embargo, puede haber recrecimiento en el sistema de distribucion si no hay desinfeccion residual.
Silice: Alta remocion (95-99%) pero el silice reactivo puede causar problemas en aplicaciones de agua ultrapura. Intercambio iónico posterior puede ser necesario.
Postratamiento del permeado
Remineralizacion: Critica para agua potable. El permeado es agresivo (corrosivo) debido a bajo pH y baja alcalinidad. Se dosifica cal (Ca(OH)₂) o solucion de calcita para agregar calcio, aumentar pH y alcalinidad. Objetivo: Indice de Langelier (LSI) entre 0 y +0.5, pH 7-8, dureza 50-100 ppm.
Ajuste de pH: Dosificacion de soda caustica (NaOH) o cal para elevar pH a rango de 6.5-8.5 requerido por normas de agua potable. Sobretratamiento con bases puede causar precipitacion de carbonatos.
Desinfeccion: Hipoclorito de sodio (0.5-2 ppm cloro residual) para mantener calidad microbiologica en almacenamiento y distribucion. UV (desinfeccion sin residual) para aplicaciones donde el cloro no es deseable.
Mezcla (blending): En algunos casos, se mezcla permeado con agua de alimentacion parcialmente tratada para lograr calidad objetivo. Esto ahorra energia y membranas pero requiere analisis cuidadoso de la quimica del agua.
Desaereacion: Remocion de gases disueltos (CO₂, H₂S) mediante torres de degasificacion para aplicaciones especiales como calderas de alta presion.
Pulido final: Para agua ultrapura (farmaceutica, electronica), se utilizan lechos mixtos de intercambio iónico, EDI (electrodeionizacion), o UV + filtro 0.2 µm.
Calidad tipica de permeado segun fuente y sistema
| Parametro | SWRO | BWRO | Limite potable NOM-127 |
|---|---|---|---|
| TDS (ppm) | 150 - 300 | 25 - 100 | < 1,000 |
| Conductividad (µS/cm) | 200 - 400 | 30 - 150 | N/A |
| pH | 5.5 - 6.5 | 5.0 - 6.0 | 6.5 - 8.5 |
| Dureza (ppm CaCO₃) | < 5 | < 2 | No especificado |
| Cloruros (ppm) | 20 - 50 | 5 - 20 | < 250 |
| Boro (ppm) | 0.5 - 1.5 | < 0.3 | < 0.7 (WHO) |
| Sodio (ppm) | 50 - 100 | 10 - 30 | < 200 |
| Bacterias (UFC/ml) | < 1 | < 1 | < 2 (coliformes) |
Rechazo tipico de contaminantes por membranas RO
| Contaminante | Rechazo (%) | Notas |
|---|---|---|
| Sodio (Na⁺) | 98 - 99.5 | Ion pequeño, buen rechazo |
| Calcio (Ca²⁺) | 96 - 99 | Ion divalente, excelente |
| Magnesio (Mg²⁺) | 96 - 99 | Similar a calcio |
| Cloruro (Cl⁻) | 95 - 99 | Ion monovalente comun |
| Sulfato (SO₄²⁻) | 99 - 99.8 | Ion divalente, maximo rechazo |
| Nitrato (NO₃⁻) | 85 - 95 | Menor rechazo que sulfato |
| Boro | 85 - 95 | Especie neutra, menor rechazo |
| Silice (SiO₂) | 95 - 99 | Depende de pH y temperatura |
| Bacterias | > 99.99 | Remocion fisica completa |
| Virus | > 99.99 | Mas pequeños que bacterias pero removidos |
Bibliografia
- [1] (2009). Reverse osmosis desalination: Water sources, technology, and todays challenges. Water Research, 43 (9), 2317-2348. DOI: 10.1016/j.watres.2009.03.010
- [2] (2017). Guidelines for Drinking-water Quality: Fourth Edition incorporating the first addendum. pp. 203-218. World Health Organization.