El sistema de ultrafiltración, un proceso de separación por membranas impulsado por presión, captura eficazmente sólidos en suspensión, coloides, microorganismos y cierta materia orgánica macromolecular en el agua. Por lo tanto, desempeña un papel fundamental en el suministro de agua municipal, el tratamiento de aguas residuales industriales, el reciclaje de recursos hídricos y la purificación de agua doméstica.
Los países de Europa Central, gracias a sus estrictas normativas y estándares (DWD, DMA), sus capacidades punteras en I+D tecnológica y su énfasis en el desarrollo sostenible, se han convertido en regiones clave para la aplicación y la innovación de los sistemas de ultrafiltración.
¿Cuál es la función del sistema de ultrafiltración?
1. Como unidad de filtración principal
Para 2025, aproximadamente 451 TP3T de nuevas plantas de tratamiento de agua municipales en Europa utilizarán la ultrafiltración como unidad de filtración principal. Esto se debe a que el sistema de ultrafiltración ofrece ventajas significativas con respecto a los procesos tradicionales de filtración con arena:
Tras completar una modernización del sistema de ultrafiltración en 2019. La planta de agua de Weissensee en Berlín, Alemania, ha mantenido un nivel estable de turbidez del agua por debajo de 0,1 NTU. No solo ha logrado una tasa de eliminación del 100 % para Cryptosporidium y Giardia, sino que ha reducido el uso de cloro desinfectante en aproximadamente un 30 %, evitando la formación de subproductos de desinfección (como los trihalometanos).
La planta de tratamiento de agua de Marne-la-Vallée, cerca de París (Francia), utiliza un proceso combinado de ultrafiltración y desinfección por rayos ultravioleta. En otras palabras, elimina la necesidad de utilizar aditivos químicos y garantiza un suministro de agua potable “sin productos químicos”. Trata 120 millones de metros cúbicos de agua al año y abastece a más de 500 000 habitantes.
2. Pretratamiento de agua pura industrial
Dado que las industrias de alto valor agregado, como la alimentaria y de bebidas, la farmacéutica y la electrónica, tienen requisitos extremadamente estrictos en cuanto a la pureza del agua de producción, los sistemas de ultrafiltración se han convertido en un método de pretratamiento para el agua de proceso.
- Tratamiento de aguas residuales del sector de alimentos y bebidas
La planta de Heineken en Róterdam (Países Bajos) utiliza la ultrafiltración para tratar las aguas residuales de la elaboración de cerveza. El agua recuperada se puede reutilizar para la limpieza de materias primas, lo que permite alcanzar una tasa de reutilización del agua del 75% y reducir el consumo de agua industrial en aproximadamente 120 000 metros cúbicos al año.
- Tratamiento de aguas residuales de la industria farmacéutica
De hecho, la planta de producción de Roche Pharmaceuticals en Basilea (Suiza) utiliza un proceso de doble membrana de ’ultrafiltración + ósmosis inversa“ para tratar las aguas residuales de la producción hasta alcanzar el nivel de ”agua para inyección“, que cumple con las normas de la farmacopea. Esto no solo reduce el costo de adquisición de agua dulce, sino que también disminuye el vertido de aguas residuales peligrosas.
- Para la purificación del agua en el hogar
En las zonas rurales donde la calidad del agua es deficiente, los equipos de purificación de agua por ultrafiltración a pequeña escala se han convertido en un elemento imprescindible en los hogares. Por ejemplo:
En la región escandinava del norte de Suecia, donde las aguas subterráneas contienen altos niveles de coloides y humus, aproximadamente 301 000 hogares han instalado purificadores de agua por ultrafiltración a pequeña escala. Estos solo necesitan la presión del agua del grifo, cuentan con cartuchos filtrantes con una vida útil de uno a dos años y producen agua potable.
¿Cómo es nuestro sistema de ultrafiltración?
XinJieYuan es desde hace tiempo líder mundial en la investigación y el desarrollo de tecnología de ultrafiltración. Esto se debe a que sus innovaciones principales se centran en “los materiales de las membranas, la integración, la mejora de la estabilidad y los escenarios de aplicación”.”
1. Materiales para membranas antiincrustantes y de larga duración
La “membrana de ultrafiltración de PVDF antiincrustante” que utilizamos incorpora grupos hidrófilos en la superficie de la membrana, lo que reduce el ángulo de contacto de 85° a 35°. Esto reduce la adsorción de materia orgánica y coloides en la superficie de la membrana, lo que alarga el ciclo de limpieza de la membrana de los 7 días tradicionales a 30 días, y alcanza una vida útil de 5 a 7 años (en comparación con los 3 a 4 años de las membranas tradicionales).
También podemos utilizar otro tipo de membrana para fabricar equipos: la “membrana de ultrafiltración de fibra hueca”. Esta membrana emplea un diseño de “presión externa”, en el que el agua fluye desde el exterior hacia el interior de la membrana. Esto reduce la probabilidad de que los contaminantes obstruyan los poros de la membrana. Además, mejora la eficiencia del retrolavado en un 40% y reduce el consumo de energía en aproximadamente un 25%.
2. Sistema modular
El equipo de ultrafiltración a pequeña escala que hemos lanzado tiene una capacidad de procesamiento por módulo de hasta 5-10 metros cúbicos por hora. Se puede combinar de manera flexible según las necesidades y es adecuado para el tratamiento descentralizado en pequeñas plantas de agua rurales o talleres industriales.
3. Ahorra energía
Hemos optimizado el proceso de ultrafiltración. Al optimizar la presión de la bomba de agua y la estrategia de retrolavado, el consumo de energía por unidad de volumen de agua se ha reducido a 0,2-0,3 kWh/m³, lo que supone solo el 60 % del consumo de los sistemas de ultrafiltración tradicionales.
4. Existen diversos ejemplos de aplicación
Durante la sequía de 2025 en el sur de España, instalamos 10 sistemas móviles de ultrafiltración para tratar agua subterránea o de río. Hemos suministrado 5.000 metros cúbicos de agua al día y hemos resuelto el problema del agua potable para aproximadamente 20.000 residentes.
En la Comarca Agrícola de Andalucía, en el sureste de España, utilizamos un sistema de ultrafiltración combinado con riego por goteo para reutilizar las aguas residuales agrícolas tratadas en el riego de olivares, lo que permitió aumentar la eficiencia hídrica en un 60 % y reducir el consumo de agua por acre de olivar en un 40 %.
¿Cuáles son las medidas para mejorar el sistema de ultrafiltración?
Aunque los sistemas de ultrafiltración están relativamente consolidados en Europa, sus costos de inversión iniciales son entre dos y tres veces superiores a los de los sistemas tradicionales basados en arena, y los costos de sustitución de las membranas son relativamente elevados. Por lo tanto, es necesario introducir diversas mejoras.
En el futuro, desarrollaremos membranas de ultrafiltración nanocompuestas (como membranas de PVDF modificadas con grafeno). El objetivo es mejorar aún más la precisión de la filtración y las capacidades antiincrustantes, con el fin de prolongar la vida útil de las membranas hasta 10 años. También desarrollaremos sistemas de ultrafiltración alimentados con energía solar adecuados para zonas rurales remotas o islas. Actualmente, Alemania está poniendo a prueba un sistema de este tipo en la isla de Rügen, en el mar Báltico, que trata 100 metros cúbicos de agua al día.
Los sistemas de ultrafiltración ya no son solo tecnologías de tratamiento de agua, sino herramientas fundamentales para garantizar el acceso a agua limpia y promover una economía circular. Desde aplicaciones municipales hasta dispositivos domésticos, nuestras diversas iniciativas han proporcionado un valioso modelo para el desarrollo de la tecnología de ultrafiltración en todo el mundo.
Si necesita información sobre soluciones de sistemas de ultrafiltración, no dude en contactarnos. Adaptaremos una solución a sus necesidades específicas lo antes posible.
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