Influencia del pH y la concentración de electrolitos en la filtración de aguas con crudo mediano y pesado utilizando membranas

Abstract

Hasta hace unos pocos años, las aguas residuales con fines industriales contaminadas con diferentes tipos de aceites, entre ellos residuos petroleros, eran tratadas empleando métodos convencionales entre los que se encuentran la separación por gravedad, flotación por aire disuelto y métodos térmicos, químicos y eléctricos. Sin embargo, estos no son efectivos a la hora de remover gotas pequeñas y emulsiones, eso sin mencionar la complejidad y el alto costo que puede tener el proceso. En este estudio se presenta la posibilidad de realizar un tratamiento de aguas contaminadas con fracciones de crudos pesados, empleando la tecnología de las membranas. Para la realización de este proyecto se empleó el crudo pesado Hamaca diluido inicialmente con solvente como el ciclohexano y el tolueno, mezcla con la que se realizaron las diversas emulsiones problemas que serían posteriormente sometidas a un proceso de filtración, este proceso de filtración constó de tres etapas: la Prefiltración, en donde se hace pasar a través de la membrana el medio acuoso a diferentes condiciones de pH y concentración de electrolitos; la Filtración, en donde se estudia la variación en el flujo de permeado a medida que transcurre el tiempo de filtrado y por último la postfiltración, donde se emplea como muestra problema el mismo medio acuoso usado en la Prefiltración, esto con la finalidad de evaluar las condiciones finales de la membrana, determinando así el porcentaje de reducción por ensuciamiento. Debido a la dificultad de dispersar pequeñas cantidades de crudo pesado en agua, se realizó una dilución inicial del crudo hamaca en solventes de diferente naturaleza, como: el ciclohexano y el tolueno, iniciando así el proceso de emulsionación del crudo en el medio acuoso a diferentes condiciones fisicoquímicas de pH y concentración de electrolitos de sodio; dividiendo el estudio en dos casos. La dilución del crudo hamaca permitió observar el efecto de emplear cada uno de estos solvente sobre el comportamiento del flujo de permeado durante el proceso de filtración. Para ambos solvente las mejores condiciones de filtración fueron las de naturaleza acida pH=4 y una concentración de electrolitos Na+ de 0,1M y a condiciones alcalinas pH=10 con una concentración de electrolitos Na+ de 0,1M, lo que refleja que a dichas condiciones hay presencia de cargas superficiales similares tanto en la membrana como en las gotas de crudo, aumentando la repulsión entre la membrana y las gotas, manifestándose esta en el aumento del flujo de permeado. Las condiciones de pH=7, presentaron mayor adhesión entre el crudo y la superficie de la membrana de polisulfona, ya que la generación de cargas superficiales es baja, generando bajos flujos de permeados. Los resultados muestran la eficiencia del proceso de filtración con membranas, debido a que los permeados presentan propiedades de calidad que cumplen con las regulaciones ambientales.