Puede hacer que la limpieza con agua funcione mejor utilizando carbón activado para desalinización. Este material elimina rápidamente las impurezas. También detiene las incrustaciones y ayuda a que las máquinas duren más. En los nuevos métodos de desalinización, como la desionización capacitiva, el carbón activado funciona muy bien. Su gran superficie y su buena conductividad facilitan el paso del agua. Mira la tabla siguiente para ver cuánto mejor es el carbón activo que los filtros de arena para la desalinización:
Método | Eficacia total de eliminación de DQO | Eficacia de eliminación de DQO soluble |
|---|---|---|
Filtro de arena | 15,3 ± 1,5% | 16,4 ± 1,8% |
Columna de carbón activado | 76,5 ± 1,5% | 88,2 ± 1,3% |
Ahorrará dinero, obtendrá agua más limpia y ayudará al medio ambiente cuando utilice carbón activado para desalinización en el tratamiento del agua.
Principales conclusiones
El carbón activado ayuda a que la desalinización funcione mejor eliminando rápido y bien las sustancias nocivas.
El uso de carbón activo impide que las membranas se obstruyan, por lo que los sistemas duran más y necesitan menos reparaciones.
Existen diferentes tipos de carbón activadoCada uno de ellos es útil a su manera para los distintos métodos de desalinización.
Adición de carbón activado antes del tratamiento limpia el agua y significa que utilizamos menos productos químicos.
Elegir el mejor carbón activado puede ahorrar energía y hacer que los sistemas de desalinización funcionen mejor en general.
Desalinización
Métodos
Hay diferentes formas de eliminar la sal y la suciedad del agua. La forma más utilizada es ósmosis inversa. En este método, el agua pasa por un filtro especial. Este filtro impide la entrada de sal y otras sustancias. Muchos lugares utilizan la ósmosis inversa porque funciona bien. Además, no daña mucho el medio ambiente. Antes se utilizaba mucho la destilación flash multietapa. Ahora, la ósmosis inversa es más popular. Otras formas son la destilación multiefecto, la destilación por membranas y la desalinización térmica. La desionización capacitiva por electrodo de flujo es un nuevo método. Utiliza electrodos de carbón activado y necesita menos energía. La tabla siguiente muestra cuánto se utiliza cada método:
Método de desalinización | Descripción de la cuota de mercado |
|---|---|
Ósmosis inversa | Tecnología dominante debido a su eficiencia y menor impacto ambiental. |
Flash multietapa | Antes líder, ahora superado por la RO; prevalece en los países de renta baja. |
Otros métodos | Incluyen la destilación multiefecto (MED), la destilación por membranas, la desalinización térmica, etc. |
Desafíos
La limpieza del agua salada plantea muchos problemas. Ensuciamiento de la membrana es un gran problema. Ocurre cuando pequeñas cosas y gérmenes se adhieren al filtro. Esto dificulta el paso del agua. Utilizar demasiada energía puede costar más dinero. El sistema puede ser difícil de construir. Si el agua tiene demasiados sólidos disueltos, no está tan limpia. No tener suficiente caudal de recirculación puede hacer que el sistema se desgaste rápidamente. La incrustación de la membrana también puede producirse demasiado pronto. Es necesario comprobar a menudo el funcionamiento del sistema. Los altos niveles de sal en la desionización capacitiva por electrodo de flujo son difíciles de manejar. Ahorrar energía es importante para todas las formas de agua de mar limpia.
Ensuciamiento de la membrana
Eficiencia energética
Complejidad del diseño del sistema
Sólidos disueltos totales (TDS) de alto permeado
Falta de flujo de recirculación
Descamación prematura de la membrana
Diagnóstico operativo
Gestión de la salinidad elevada en los sistemas de desionización capacitiva por electrodos de flujo
Optimización del consumo de energía durante la desalación
Contaminantes
El agua de alimentación de las plantas desalinizadoras contiene muchos tipos de sustancias nocivas. Bioincrustación de membranas puede hacer que cueste más arreglar y hacer funcionar la planta. Un buen pretratamiento ayuda a atajar estos problemas. Algunos de los problemas más comunes son las incrustaciones, como el carbonato cálcico y el hidróxido de magnesio. También hay partículas flotantes, pequeños trozos llamados partículas coloidales, contaminantes orgánicos y especies bioincrustantes. Algunas sustancias químicas como biocidas, agentes tensioactivosTambién puede haber en el agua que sale aditivos antical y restos de sólidos de la limpieza de los filtros.
Tipo de contaminante | Descripción |
|---|---|
Especies a escala | Incluye CaCO3, Mg(OH)2, CaSO4, SrSO4, BaSO4, CaF2 y SiO2. |
Materia en suspensión | Partículas que pueden obstruir las membranas y afectar a la calidad del agua. |
Partículas coloidales | Pequeñas partículas que pueden ensuciar las membranas. |
Contaminantes orgánicos | Compuestos que pueden interferir en el proceso de desalinización. |
Especies bioincrustantes | Microorganismos que pueden crecer en las membranas, aumentando los costes de mantenimiento. |
El carbón activado en la desalinización
Propiedades
Carbón activado para desalinización tiene características especiales que ayudan a limpiar el agua. Tiene una superficie muy grande y muchos agujeritos. Estos agujeros atrapan las impurezas del agua. Esto hace que el carbón tenga una gran capacidad de adsorción. La superficie puede reaccionar con los productos químicos. Esto ayuda a eliminar aún más contaminantes. En la tabla siguiente puedes ver sus principales propiedades:
Propiedad | Descripción |
|---|---|
Gran superficie | Un gramo puede tener más de 500 m², a veces hasta 3.000 m². |
Porosidad | Muchos tipos de poros crean condiciones ideales para la adsorción. |
Reactividad | La superficie reacciona con los productos químicos, mejorando la adsorción. |
Formularios
Existen diferentes formas de carbón activado desalinizador para tratamiento del agua. El carbón activo granulado se utiliza en lechos filtrantes. Permite que el agua toque carbón nuevo, por lo que elimina más impurezas. Carbón activo en polvo es menos costoso y funciona con rapidez. Tiene una gran superficie. Se utiliza cuando cambia la contaminación o se necesitan resultados rápidos. El carbón activo derivado de residuos se fabrica a partir de material reciclado. Puede tener una gran superficie y eliminar bien la sal. Por eso es bueno para la desalinización. En la tabla siguiente se muestra la comparación entre ambas formas:
Tipo de carbón activado | Ventajas | Inconvenientes |
|---|---|---|
Carbón activado en polvo | Más barato, adsorción rápida, uso flexible | Difícil de eliminar todas las impurezas, no es fácil de reutilizar |
Carbón activado granulado | Bueno para lechos filtrantes, mantiene alta la actividad | Requiere una selección cuidadosa para cada aplicación |
Carbón activado derivado de residuos | Alta superficie, ecológico, buena eliminación de sal | La calidad depende de la materia prima |
Pretratamiento
La desalinización funciona mejor cuando se utiliza carbón activado en el pretratamiento. Este paso elimina la materia orgánica y reduce las incrustaciones. Tratar el agua con carbón activado antes de desalarla ayuda a que las membranas duren más. También significa que no hay que limpiar tanto. Los estudios demuestran que el carbón activado biológico sigue funcionando bien durante durante dos años. Elimina los elementos nocivos y mantiene alta la eficiencia. Elegir el carbón adecuado para la desionización capacitiva ahorra energía. El carbón activo derivado de residuos es bueno para el medio ambiente. Utiliza materiales reciclados y ahorra recursos naturales.
Consejo: Elija la mejor forma de carbón activado para desalinización para su agua y su sistema. Esto hará que su proceso funcione mejor y ayudará al planeta.
Desalinización Mecanismos de carbón activado
Eliminación orgánica
El carbón activado ayuda a eliminar la materia orgánica y los productos químicos del agua. Lo hace por adsorción. Esto significa que atrapa la materia orgánica disuelta en su superficie. El uso de carbón activado antes de la ósmosis inversa funciona mejor. El carbón puede atrapar distintos tipos de materia orgánica. Se trata de los tipos hidrofóbico, transfílico e hidrofílico. Cada tipo se adhiere al carbón a su manera. Esto hace que el agua esté más limpia y mantiene el sistema a salvo de las incrustaciones orgánicas.
He aquí una tabla que muestra cómo el carbón activado elimina la materia orgánica:
Mecanismo | Descripción |
|---|---|
Adsorción | El carbón activado elimina la materia orgánica disuelta (DOM) mediante adsorción. |
Eficacia | La adsorción de DOM mejora la calidad del agua y reduce las incrustaciones orgánicas en los sistemas de ósmosis inversa. |
Hidrofobicidad | El carbón activado se dirige a las fracciones orgánicas hidrófobas, transfílicas e hidrófilas. |
Es importante saber qué contaminantes puede eliminar el carbón activado. La siguiente tabla enumera contaminantes orgánicos habituales en el agua de alimentación de las desaladoras:
Tipo de contaminante | Ejemplos |
|---|---|
Toxinas de algas | Sí |
Ácidos húmicos | Sí |
Cloro residual | Sí |
Plomo, mercurio |
El carbón activado ayuda a eliminar estas sustancias nocivas. Esto le da agua más segura para beber y usar.
Reducción del ensuciamiento
El ensuciamiento de las membranas es un gran problema en la desalinización. El carbón activado ayuda a solucionar este problema. Adsorbe compuestos orgánicos, restos de cloro e iones de metales pesados. Esto mantiene las membranas de ósmosis inversa a salvo de daños. Hay menos película en la superficie de la membrana. El agua puede fluir más fácilmente. El sistema necesita menos limpieza y dura más.
El carbón activado atrapa compuestos orgánicos y metales pesados.
Elimina los restos de cloro que pueden dañar las membranas.
Hay menos resistencia en la membrana, por lo que el agua se mueve mejor.
El sistema necesita menos limpieza y cuidados.
Consejo: Añada carbón activado antes de la desalinización para que su sistema funcione bien. Esto ahorra tiempo y dinero al detener la suciedad y hacer que las membranas duren más.
Rendimiento del electrodo
La desionización capacitiva con electrodos de flujo funciona mejor con electrodos de carbón activado. La eficacia de estos electrodos depende de varios factores. Hay que controlar el voltaje, la cantidad de carbón, la concentración de electrolito y los caudales. Cada uno de ellos cambia la cantidad de sal e iones que el sistema puede eliminar.
He aquí una tabla que muestra parámetros operativos importantes para electrodos de carbón activado en la desionización capacitiva por electrodo de flujo:
Parámetro | Influencia en el rendimiento |
|---|---|
Tensión de funcionamiento | Controla el movimiento de los iones y el espesor de la doble capa eléctrica. |
Contenido de carbón activado | Cambia la conductividad y la capacidad de adsorción del electrodo. |
Concentración de electrolitos | Afecta a la conductividad y al gradiente de iones a través de las membranas. |
Caudal de agua de alimentación | Impacta la polarización de la concentración en el sistema. |
Caudal del electrodo | Influye en la adsorción de iones y en la estabilidad de las capas dobles eléctricas. |
También hay que tener en cuenta el material y la estructura del electrodo. La siguiente tabla explica cómo afectan estos factores al rendimiento:
Parámetro | Influencia en el rendimiento |
|---|---|
Material del electrodo | Cambia la capacidad de adsorción de sales, la conductividad, la velocidad de desalinización y el consumo de energía. |
Tipo de carbono | Las distintas formas de carbono, como el carbono activado o los nanotubos, modifican el funcionamiento del electrodo. |
Macroporosidad | Más poros ayudan a los iones a moverse y adsorberse en electrodos gruesos. |
Obtendrá mejores resultados si elige el carbón activo adecuado y controla estos aspectos. Su sistema eliminará más sal y consumirá menos energía. Esto hace que la desalinización funcione mejor y ayuda al medio ambiente.
Aplicaciones y resultados
Casos prácticos
Muchas plantas desalinizadoras utilizan carbón activado para limpiar el agua. Una planta utiliza carbón activado granular antes de la ósmosis inversa. Este paso elimina la materia orgánica y ayuda a detener las incrustaciones. Otra planta utiliza electrodos de carbón activado en la desionización capacitiva. Este método funciona bien con agua de mar con niveles de sal bajos o medios. El sistema funciona a temperatura ambiente y no necesita muchos productos químicos. Todo ello hace que el proceso sea mejor para el medio ambiente y ayuda a que la desalinización funcione mejor.
Tipo de aplicación | Descripción | Resultado |
|---|---|---|
Pretratamiento GAC | Elimina la materia orgánica antes de la ósmosis inversa | Menos ensuciamiento, mayor vida útil de la membrana |
Electrodo CDI | Utiliza carbón activado para la eliminación de iones | Desalinización eficiente, menos energía |
Comparación de resultados
El carbón activado ayuda a la desalinización funcionan mejor. Las plantas que utilizan carbón activado granular antes de la ósmosis inversa tienen menos problemas de ensuciamiento. Las membranas duran más y no necesitan tanta limpieza. En la desionización capacitiva, los electrodos de carbón activado eliminan más sales e iones. Esto también ahorra energía. Los estudios demuestran que los sistemas con carbón activado limpian el agua más rápidamente y la dejan más limpia que los sistemas sin él. La tabla siguiente muestra la diferencia:
Tipo de sistema | Rendimiento de la desalinización | Calidad del agua | Necesidades de mantenimiento |
|---|---|---|---|
Sin carbón activado | Baja | Más pobres | Alta |
Con carbón activado | Más alto | Mejor | Bajo |
Nota: El carbón activado le ayuda a obtener agua más limpia y hace que la desalinización del agua de mar sea más fiable.
Buenas prácticas
Hay algunas buenas formas de utilizar el carbón activado en la desalinización. Utilícelo para agua con sal baja o mediaespecialmente en los sistemas CDI. Haga funcionar el sistema a temperatura ambiente para ahorrar energía. Utilice menos productos químicos para mantener el agua más segura y ayudar al planeta. Elija electrodos que pueda utilizar una y otra vez. Pruebe con electrodos de carbono poroso, como tela de carbono activado o fieltro de carbono, para obtener mejores resultados. Apile electrodos de carbono en electrodiálisis redox para hacer su sistema más grande y eficiente.
Utilice carbón activado para el agua con sal baja o media.
Haga funcionar el sistema a temperatura ambiente para ahorrar energía.
Utilice menos productos químicos para obtener un agua más segura.
Elija electrodos que sean fáciles de volver a utilizar.
Pruebe con materiales de carbono poroso para obtener mejores resultados.
Electrodos apilados para desalinizar más agua.
Puede mejorar el funcionamiento de la desalinización con carbón activado. Este material ayuda a eliminar las sustancias nocivas del agua. También ayuda a que el sistema dure más. La tabla siguiente muestra cómo el carbón activado ayuda a que la desalinización sea más sostenible:
Beneficio | Descripción |
|---|---|
Protege las membranas de ósmosis inversa | Elimina el cloro y las cloraminas para detener los daños |
Reduce el ensuciamiento | Atrapa los compuestos orgánicos que causan incrustaciones |
Mejora la calidad del agua | Mejora el sabor y el olor del agua tratada |
Aumenta la eficacia | Reduce el ensuciamiento y los trabajos de mantenimiento |
Prolonga la vida útil de los equipos | Reduce los costes de sustitución y de inactividad |
Reduce el uso de productos químicos | Necesita menos productos químicos para un funcionamiento más seguro y ecológico |
Reduce la demanda de energía | Ayuda a utilizar menos energía durante la desalinización |
Debería pensar en utilizar carbón activado en los nuevos sistemas de desalinización. Funciona bien en métodos avanzados como la desionización capacitiva. El carbón activo derivado de residuos es bueno para el medio ambiente. Utiliza materiales reciclados para tratar el agua. En el futuro, el carbón de alto rendimiento será aún más importante para limpiar el agua:
Se están creando nuevos métodos de desalinización a base de carbono para lugares secos.
El carbón activado seguirá ayudando a la desalinización. Le ayudará a obtener agua más limpia de una forma que es mejor para el planeta.