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Projecte llegit

Títol: Desarrollo de una metodología a escala piloto para la operación de membranas de nanofiltración y osmosis inversa para la desalación

Estudiant que ha llegit aquest projecte:

Tutor/a o Cotutor/a: RAMOS QUIROZ, CARLOS ANTONIO

Departament: DEAB

Títol: Desarrollo de una metodología a escala piloto para la operación de membranas de nanofiltración y osmosis inversa para la desalación

Data inici oferta: 06-05-2025      Data finalització oferta: 06-01-2026

Estudis d'assignació del projecte:
    GR ENG ALIMENT 2016
    GR ENG SIS BIOLÒG 23

Lloc de realització:
EEABB

Paraules clau:
Aguas residuales, membranas, filtración, osmosis inversa, nanofiltración

Descripció del contingut i pla d'activitats:
Actualmente la humanidad se enfrente a un grave problema de sequía. Las fuentes convencionales para proveer de aguas son los ríos, lagos y pozos, las cuales deben ser aprovechas de manera óptima. Hoy en día, las aguas provenientes del mar y océanos son una alternativa para ser consideras como una fuente abundante para poder obtener este recurso. Las membranas (como osmosis inversa y nanofiltración) serían una adecuada tecnología para lograr un correcto aprovechamiento de las aguas residuales depuradas como un recurso.
Las membranas de osmosis inversa y nanofiltración tienen la capacidad de eliminar sales y materia orgánica disuelta, produciendo un agua de calidad que puede ser utilizada para consumo humano o para fines agrícolas, urbanos e industriales.
Debido al elevado potencial de este tipo de membranas, se propone un TFG que permita desarrollar una metodología de operación de una planta piloto que cuenta con membranas de nanofiltración y osmosis inversa para lograr la desalación de aguas de mar. Para ello se realizará (i) un análisis del proceso (revisión bibliográfica e identificación de procesos y materiales asociados) y (ii) la caracterización fisicoquímica de las aguas residuales objetivo (sintética y/o real) y efluentes generados, mediante trabajo en el laboratorio. Se utilizarán 2 tipos de membranas, para cada agua residual estudiada, en un sistema experimental a escala piloto con módulo industriales. En base a esta información se propondrá una metodología para el uso de la planta piloto y generar agua de alta calidad.

Overview (resum en anglès): The increasing pressure on water resources and the need to move towards more
sustainable management models have driven the development of technologies capable of
recovering and reusing unconventional water sources, such as treated wastewater, saline
effluents, and seawater. In this context, membrane technologies, especially nanofiltration
and reverse osmosis, have become key tools for salt removal and the production of high
quality reclaimed water.
However, to ensure their proper application and evaluate their performance under real
world conditions, it is essential to have pilot plants equipped with industrial modules
capable of reproducing the hydraulic, energy, and operational phenomena inherent in
industrial-scale desalination systems. The pilot plant at the Polytechnic University of
Catalonia fulfills this purpose, but it has not yet been commissioned due to the lack of a
standardized methodology that would guarantee efficient, safe, and reproducible
operation.
This study addresses this limitation through the development and implementation of an
experimental operating methodology that integrates control sensors, systematic analysis
protocols, and quantitative criteria for evaluating membrane performance. The pilot plant
features a modular pumping system, online instrumentation for conductivity, pressure, and
flow rates, feed and recirculation lines, and commercially available nanofiltration (NANO9
2540 from OLTREMARE) and reverse osmosis (SW30 from DUPONT) membrane modules.
The proposed methodology is based on the systematic evaluation of critical parameters for
industrial scale-up, including permeate flow rate, membrane hydraulic permeability, salt
rejection, system response to pressure and salinity variations, and operational stability
over time. Different feed and recirculation strategies were studied to identify optimal
operating conditions and limitations associated with fouling, performance loss, or pressure
increases.
The results obtained show marked differences between the two technologies. In
nanofiltration, the permeate flow rate reached an average value of 2.84 L/h·m²·bar in a
closed circuit and 39.14 L/m²·h·bar in an open circuit, reflecting its greater hydraulic
permeability. Its salt removal in an open circuit was 86.89%, a value consistent with the
lower ionic selectivity characteristic of this technology.
In contrast, reverse osmosis presented an average flow rate of 0.90 L/h·m²·bar in a closed
circuit and 35.86 L/m²·h·bar in an open circuit, consistent with its greater hydraulic
resistance. Its salt removal in an open circuit reached 92.42%, confirming the high rejection
capacity characteristic of reverse osmosis.
The study allowed for the establishment of a reliable operating methodology in both open
and closed-circuit configurations. The results obtained were reproducible and
representative of real operating conditions, demonstrating that the pilot plant is an
effective tool for reproducing representative operating conditions of larger-scale processes
in the agricultural field as well as in regions subject to water stress.

Aquest projecte està relacionat amb l'adaptació al Canvi Climatic? No

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