Revista de ciencia y tecnología de membranas

Abstracto

Una perspectiva de las etapas iniciales de la formación de incrustaciones de sílice empleando un enfoque de microscopía electrónica de barrido y de fuerza atómica

Bogdan C. Donose, Greg Birkett y Steven Pratt

El rendimiento de la desalinización por ósmosis inversa (OI) puede verse limitado por la formación de incrustaciones en la membrana. La formación de incrustaciones de sílice es un problema particular, ya que, una vez depositadas en la membrana, son extremadamente difíciles de eliminar. En este trabajo, se consideró la deposición de nanopartículas ricas en sílice. Se desarrolló un nuevo método de preparación de muestras in situ para una investigación microscópica sobre la deposición y adhesión de las nanopartículas ricas en sílice. El método implica colocar una oblea de sílice limpia en salmuera agitada para recolectar partículas y simular las etapas iniciales de la formación de incrustaciones. Las superficies "escaladas" se caracterizaron mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía de fuerza atómica (AFM). Se probaron salmueras modelo, con composición y concentración de nanopartículas, cationes y materia orgánica variables, así como salmuera rechazada de una instalación de tratamiento de agua operativa a gran escala. La microscopía reveló que se depositaron nanopartículas ricas en sílice de todas las aguas, y que las nanopartículas más pequeñas se adhirieron más fácilmente a la oblea en comparación con las más grandes. La presencia de compuestos orgánicos aumentó la adhesión de las nanopartículas, mientras que los cationes divalentes (Ca2+ y Mg2+) la redujeron. Estos resultados tienen implicaciones para la evaluación, selección y operación de los procesos de pretratamiento de ósmosis inversa y las estrategias de dosificación de productos químicos, en particular el requisito de intercambio iónico catiónico de ácido débil (WAC-IX) y productos químicos antiincrustantes, respectivamente.