Separación selectiva de metales pesados en efluentes industriales mediante tecnología PSU

Resumen

La actual investigación pretende estudiar la viabilidad técnica y económica del proceso denominado "Ultrafiltración Facilitada con Polímeros solubles en agua" (PSU, Polymer Supported Ultrafiltration), como método de recuperación de iones metálicos (cobre, níquel, cadmio y plomo) de efluentes acuosos. La técnica PSU consta de una primera etapa reactiva de formación de complejos entre uno o más metales con ligandos poliméricos solubles en agua (quelatos), y una segunda etapa de retención de los complejos macromoleculares formados mediante una tecnología de membrana (en este caso ultrafiltración) en fase homogénea. En primer lugar, se estudiaron las propiedades ácido-base de diferentes polímeros basados en el ácido poliacrílico, así como la estabilidad de los complejos formados entre dichos polímeros y los iones metálicos considerados. La medida de las constantes de disociación de los polímeros y de las constantes de formación de los complejos será de especial importancia para la posterior modelización del proceso PSU. A continuación, se diseñaron, montaron y se pusieron a punto dos instalaciones de ultrafiltración a escala de laboratorio que contenían sendas membranas tubulares cerámicas, una de ellas con diámetro hidráulico reducido mediante la inserción de una varilla. Se estudió la hidrodinámica de ambas instalaciones, con el objetivo de maximizar los flujos de permeado y los coeficientes de rechazo de polímero obtenidos en este proceso. Se analizó la influencia de la temperatura, el pH, la fuerza iónica, el caudal de alimentación y la concentración de soluto sobre los dos parámetros de diseño anteriores. Tras haber llevado a cabo los estudios en el modo de recirculación total, se pasó a trabajar en el modo discontinuo, en el que las dos corrientes generadas (permeado y rechazo) se envían a tanques separados. Mediante esta configuración, se optimizaron los valores de pH de traba