La industria de membranas actual sigue un modelo lineal de extracción de materias primas, fabricación y distribución centralizada, servicio y mantenimiento, y eliminación en vertederos. La falta de consideraciones en el reciclaje y reutilización de los módulos en la fase de diseño resulta en un número creciente de elementos de membranas de ósmosis inversa (RO) desechados en todo el mundo. Se estima que el sector de la desalación generará 14.000 toneladas de elementos de membranas RO al final de su vida útil anualmente (Senán-Salinas et al., 2019). El creciente flujo de desechos plásticos en el medio ambiente no solo conlleva una pérdida significativa de recursos útiles, sino que implica también un profundo impacto negativo en la salud ambiental y humana.

 

La reutilización y el reciclaje de los elementos de membranas al final de su vida útil tienen un gran potencial para reducir el impacto ambiental y cerrar el ciclo en la economía circular de los materiales de membranas de desalación. Además del diseño adecuado de los elementos de membranas con materiales renovables y biodegradables, se necesitan innovaciones en la tecnología de reciclaje de membranas. Al mismo tiempo, el Análisis de Ciclo de Vida representa una herramienta importante que puede proporcionar información valiosa sobre los posibles resultados ambientales de varias técnicas de reciclaje.

 

 

 

Los elementos de membranas RO al final de su vida útil pueden ser reciclados y reutilizados directamente como otros tipos de membranas. Además de la reutilización directa de RO (Tabla 1), los elementos de membranas RO al final de su vida útil pueden transformarse en membranas de ósmosis directa (FO), nanofiltración (NF), ultrafiltración (UF) o microfiltración (MF) después de ser limpiados y tratados químicamente con una solución de hipoclorito de sodio (Lawler et al., 2012; García-Pacheco et al., 2019).

 

 

 

 

Las técnicas alternativas de valorización de residuos convierten las membranas RO recicladas en la base de nuevas tecnologías de membranas (Tabla 1). Un estudio reciente informó el uso de membranas RO desechadas como soporte para un reactor de biopelícula para la eliminación de microcistinas (MC) (Morón-López et al., 2019). A diferencia del reciclaje directo, los elementos de membranas usadas no necesitaron limpieza, ya que la superficie de la membrana incrustada era ventajosa para la adhesión de biopelículas.

 

 

 

Las alternativas de reciclaje indirecto representan un enfoque versátil y altamente tolerante para reciclar módulos imperfectos al final de su vida útil. En el caso de que los módulos RO desechados estén excesivamente dañados y no puedan reciclarse directamente en membranas UF y NF, el reciclaje indirecto puede ser una opción más razonable. Por ejemplo, los elementos pueden reutilizarse como soporte para preparar membranas de intercambio iónico (IEM) para electrodialisis (ED).

 

 

Además de la reutilización y el reciclaje directo/indirecto, la deconstrucción de los materiales de la membrana RO y la valorización de los intermedios deconstruidos para producir nuevos materiales pueden ofrecer una solución prometedora para eliminar los desechos plásticos en los vertederos. Los módulos de membranas RO comerciales son formulaciones complejas de varios tipos de materiales. El elemento enrollado en espiral consiste en membranas compuestas de película delgada de poliamida (TFC de PA), espaciadores de alimentación, espaciadores de permeado, un tubo de permeado y una carcasa de plástico. Debido a la capa de PA ultra delgada y el soporte de polietersulfona (PES) de las membranas TFC PA, solo las telas no tejidas de PET son económicamente y técnicamente viables de reciclar (Nunes et al., 2020). Además, tanto los espaciadores de permeado como los de alimentación están hechos de poliolefinas como PP y polietileno (PE) que pueden reciclarse. Como resultado de esta heterogeneidad, se requieren procesos químicos y/o biológicos avanzados para descomponer estas formulaciones complejas en intermedios reciclables.