PROCEDIMIENTO PARA LA MEJORA DE LA TASA DE RECHAZO DE MEMBRANAS DE OSMOSIS INVERSA, AGENTE PARA LA MEJORA DE LA TASA DE RECHAZO Y MEMBRANA DE OSMOSIS INVERSA.

Procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo de membranas de osmosis inversa, agente para la mejora de la tasa de rechazo y membrana de osmosis inversa.

Procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo de una membrana RO, que mejora además la estabilidad del rendimiento de la eliminación

(tasa de rechazo) y estabilidad del flujo (sostenibilidad de la resistencia a la contaminación). En un procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo de una membrana RO, incluyendo una etapa para permitir que una solución acuosa que contiene un polifenol atraviese una membrana RO, el procedimiento comprende además una etapa para permitir que una solución acuosa que contiene, como mínimo, un tipo seleccionado entre el grupo que consiste en un alcohol polivinílico modificado, un polisacárido de alto peso molecular, y un poli(aminoácido) que pase a través de la membrana RO.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2013/083850.

Solicitante: KURITA WATER INDUSTRIES LTD..

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 10-1, NAKANO 4-CHOME, NAKANO-KU TOKYO 164-0001 JAPON.

Inventor/es: KAWAKATSU,Takahiro, HAYAKAWA,Kunihiro.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > B01D65/00 (Accesorios u operaciones auxiliares, en general, para los procedimientos o aparatos de separación que utilizan membranas semipermeables)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Procedimiento de separación que utilizan membranas... > B01D61/02 (Osmosis inversa; Hiperfiltración)
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PROCEDIMIENTO PARA LA MEJORA DE LA TASA DE RECHAZO DE MEMBRANAS DE OSMOSIS INVERSA, AGENTE PARA LA MEJORA DE LA TASA DE RECHAZO Y MEMBRANA DE OSMOSIS INVERSA.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo de membranas de osmosis inversa, agente para la mejora de la tasa de rechazo y membrana de osmosis inversa 5 Sector de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo (tasa de rechazo en una sal) de una membrana de osmosis inversa (membrana RO) , y en particular, se refiere a un procedimiento en el que una membrana RO degradada es restablecida para mejorar de manera efectiva su tasa de rechazo. La presente invención se refiere también a una membrana RO tratada por un tratamiento de mejora de la tasa de rechazo, utilizando el presente procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo de una membrana RO y se refiere también a un agente para la mejora de la tasa de rechazo a utilizar para este procedimiento.

Antecedentes de la invención Se han utilizado las membranas RO en plantas para la preparación de agua con ultra pureza, plantas para la recuperación de agua de desperdicio, plantas para el desalado de agua de mar y similares, y por medio de un tratamiento que utiliza una membrana RO, se pueden eliminar en su mayor parte las sustancias orgánicas, sustancias inorgánicas y similares del agua. No obstante, dadas las influencias de los materiales oxidantes y/o materiales reductores presentes en el agua, limpieza de ácidos/alcalis, degradación por

envejecimiento y otros, la tasa de rechazo de una membrana RO disminuye gradualmente y como resultado no se puede obtener en algunos casos la calidad del agua que pasa por permeación (agua tratada) . Además, el rendimiento de la eliminación se puede degradar en algunos casos por problemas inesperados y la propia tasa de rechazo de una membrana RO como producto acabado puede no satisfacer el nivel exigido en algunos casos.

En un sistema de tratamiento de agua, a efectos de impedir la propagación de lodos en el sistema, se utilizan en muchos casos como aditivos hipoclorito sódico o similares. Dado que el cloro es un agente fuertemente oxidante, cuando una solución acuosa es facilitada a una membrana RO, de manera que no sea eliminado de manera suficiente por reducción, el

cloro residual, el cloro y la membrana RO establecen contacto entre sí y la membrana RO se degrada de forma consiguiente.

Para descomponer el cloro residual, si bien se puede añadir un agente reductor, tal como bisulfito sódico, en muchos casos, en un medio reductor en el que se añade un exceso de bisulfito sódico, cuando un metal pesado se encuentra también presente tal como Cu, Co,

Mn y/o Fe, la membrana se degrada (bibliografía de patentes 1, bibliografía no de patentes 1) .

Como procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo de una membrana de permeación, tal como una membrana RO, se han propuesto los siguientes procedimientos.

(1) Un procedimiento en el que la tasa de rechazo se mejora al adherir un compuesto aniónico o catiónico de alto peso molecular a la superficie de la membrana (bibliografía de patentes 2) .

(2) Un procedimiento en el que la tasa de rechazo de una membrana de nanofiltración o membrana RO se mejora adhiriendo un compuesto que tiene una cadena de poli (alquilén glicol) en la superficie de la membrana (bibliografía de patente 3) .

(3) Un procedimiento en el que la tasa de rechazo de sal se mejora adhiriendo un ácido 20 tánico o similar a una membrana degradada (bibliografía no de patente 2) .

No obstante, de acuerdo con los procedimientos indicados que se han descrito anteriormente, se ha presentado el problema de que dado que la reducción en el flujo de permeación (flujo) es grande, aunque se restablezca la tasa de rechazo, el flujo de permeación disminuye en 20% o más del obtenido antes del tratamiento en algunos casos o aparece el problema de que una membrana gravemente degradada es difícil de restablecer de manera suficiente.

Como procedimiento para superar los anteriores problemas de las técnicas relacionadas, el

solicitante actual ha propuesto ya un procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo que se caracteriza porque una solución acuosa que contiene un primer compuesto orgánico con un peso molecular menor de 200, un segundo compuesto orgánico que tiene un peso molecular de 200 hasta menos de 500 y un tercer compuesto orgánico que tiene un peso molecular de 500 o más se hace pasar a través de una membrana RO (bibliografía de patente 4) .

No obstante, en el procedimiento que se da a conocer en la bibliografía de patente 4 para la mejora de la tasa de rechazo utilizando un polifenol, tal como ácido tánico, como tercer compuesto orgánico que tiene un peso molecular de 500 o más, se presenta un problema por el hecho de que la tasa de rechazo y el flujo disminuyen gradualmente por la calidad del

agua en bruto; por lo tanto, se ha deseado conseguir un procedimiento que mejore adicionalmente la estabilidad del rendimiento de eliminación (tasa de rechazo) y la estabilidad del flujo (sostenibilidad de la resistencia a la contaminación) .

Lista bibliográfica Bibliografía de patente 1: Publicación de patente japonesa 7-308671 A Bibliografía de patente 2: Publicación de patente japonesa 2006-110520 A Bibliografía de patente 3: Publicación de patente japonesa 2007-289922 A Bibliografía de patente 4: Publicación de patente japonesa 2012-187469 A

Bibliografía no de patente Bibliografía no de patente 1: Fujiwara y otros, desalación, Vol. 96 (1994) , 431 a 439. Bibliografía no de patente 2: Satoh y Tamura, KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU, Vol. 34

(2008) , 293 a 498.

Resumen de la invención La presente invención está destinada a dar a conocer un procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo de una membrana RO, en el que la estabilidad del rendimiento de rechazo (tasa de rechazo) y la estabilidad del flujo (sostenibilidad de la resistencia a la contaminación) se mejoran adicionalmente y se utiliza un agente para la mejora de la tasa de rechazo para el procedimiento que se describe. De manera adicional, la presente invención está destinada también a proporcionar una membrana RO tratada mediante un tratamiento para mejora de la tasa de rechazo utilizando el procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo de una membrana RO, tal como se ha descrito anteriormente.

Mediante intensas investigaciones llevadas a cabo para conseguir los objetivos antes mencionados, los inventores actuales han obtenido la siguiente invención.

A saber, la razón de la estabilidad del rendimiento de eliminación por un tratamiento de

mejora de la tasa de rechazo utilizando un polifenol es inferior, se cree que el polifenol es separado por pelado de la membrana RO y, además, la razón por la que es inferior la estabilidad del flujo, se cree que consiste en que dado que las propiedades de carga de la superficie de una membrana se mejoran mediante el tratamiento de mejora de la tasa de rechazo, los contaminantes tienen probabilidades de adherirse a la misma.

Los presentes inventores han deducido que cuando un compuesto de alto peso molecular se adsorbe o se aplica como recubrimiento sobre un polifenol que es utilizado para un tratamiento de mejora de la tasa de rechazo, el polifenol no puede ser separado por pelado de la membrana y se mejora la estabilidad del rendimiento de eliminación.

De manera adicional, los presentes inventores han deducido también que cuando se utiliza un alcohol polivinílico como compuesto de alto peso molecular del tipo que se ha descrito, las propiedades de carga de la superficie de la membrana disminuyen hasta aproximadamente cero, y se puede obtener estabilidad de flujo. No obstante, se ha presentado el problema de que un alcohol polivinílico corriente tiene bajas propiedades de absorción a la membrana....

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo de una membrana de osmosis inversa, comprendiendo el procedimiento una etapa, en la que se permite que una solución acuosa que contiene un polifenol pase a través de una membrana de osmosis inversa, de manera que el procedimiento comprende además una etapa para permitir que una solución acuosa que contiene, como mínimo, un tipo seleccionado entre el grupo que consiste en un alcohol polivinílico modificado, un polisacárido de alto peso molecular, y un poli (aminoácido) pase a través de la membrana de osmosis inversa.

2. El procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo de una membrana de osmosis inversa, de acuerdo con la reivindicación 1, en el que una solución acuosa, que contiene un polifenol y, como mínimo, un tipo seleccionado entre el grupo que consiste en un alcohol polivinílico modificado, un polisacárido de alto peso molecular, y un poli (aminoácido) se hace pasar a través de la membrana de osmosis inversa.

3. El procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo de una membrana de osmosis inversa, de acuerdo con la reivindicación 1, en el que después de hacer pasar la solución acuosa que contiene un polifenol a través de la membrana de osmosis inversa, la solución acuosa que contiene, como mínimo, un tipo seleccionado entre el grupo que consiste en un alcohol polivinílico modificado, un polisacárido de alto peso molecular, y un poli (aminoácido) se hace pasar a través de la membrana de osmosis inversa.

4. El procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo de una membrana de osmosis inversa, de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la solución acuosa que contiene, como mínimo, un tipo seleccionado del grupo que consiste en un alcohol polivinílico modificado, un polisacárido de alto peso molecular, y un poli (aminoácido) contiene un polifenol.

5. El procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo de una membrana de osmosis inversa, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además una etapa de hacer pasar una solución acuosa que contiene un compuesto orgánico que tiene un grupo amino con un peso molecular de 1.000 o menos a través de la membrana de osmosis inversa.

6. El procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo de una membrana de osmosis inversa, de acuerdo con la reivindicación 5, en el que una solución acuosa que contiene un

polifenol, como mínimo, un tipo seleccionado del grupo que consiste en un alcohol polivinílico modificado, un polisacárido de alto peso molecular, y un poli (aminoácido) y un compuesto orgánico que tiene un grupo amino y que tiene un peso molecular de 1.000 o menos se hace pasar a través de la membrana de osmosis inversa.

7. El procedimiento para mejorar la tasa de rechazo de una membrana de osmosis inversa, de acuerdo con la reivindicación 5, en el que después de hacer pasar una solución acuosa que contiene un polifenol y un compuesto orgánico con un grupo amino y que tiene un peso molecular de 1.000 o menos a través de la membrana de osmosis inversa, se hace pasar a través de dicha membrana de osmosis inversa, una solución acuosa que contiene, como mínimo, un tipo seleccionado entre el grupo que consiste en un alcohol polivinílico modificado, un polisacárido de alto peso molecular y un poli (aminoácido) .

8. El procedimiento para mejorar la tasa de rechazo de una membrana de osmosis inversa, de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la solución acuosa que contiene, como mínimo, un tipo seleccionado del grupo que consiste en un alcohol polivinílico modificado, un polisacárido de alto peso molecular y un poli (aminoácido) , contiene un polifenol y un compuesto orgánico que tiene un grupo amino y que tiene un peso molecular de 1.000 o menos.

9. El procedimiento para mejorar la tasa de rechazo de una membrana de osmosis inversa, de acuerdo con la reivindicación 1, el polifenol incluye un ácido tánico.

10. El procedimiento para mejorar la tasa de rechazo de una membrana de osmosis inversa, de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el poli (aminoácido) comprende una polilisina.

11. El procedimiento para mejorar la tasa de rechazo de una membrana de osmosis inversa, de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el alcohol polivinílico modificado incluye, como mínimo, un tipo seleccionado entre el grupo que consiste en alcohol polivinílico modificado catiónico que tiene un grupo catiónico como grupo modificador, un alcohol polivinílico modificado aniónico que tiene un grupo aniónico como grupo modificador, y un alcohol polivinílico modificado que tiene una cadena de poli (óxido de alquileno) .

12. El procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo de una membrana de osmosis inversa, de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el polisacárido de alto peso molecular comprende como mínimo, un tipo seleccionado entre el grupo que consiste en goma

xantano, goma agar, carboximetil celulosa y sus sales, un ácido algínico y sus sales, y un quitosán.

13. El procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo de una membrana de osmosis inversa, de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la cantidad total del polifenol y, como mínimo, un tipo seleccionado del grupo que consiste en alcohol polivinílico modificado, el polisacárido de alto peso molecular, y el poli (aminoácido) que es suministrado a la membrana de osmosis inversa y que es calculado a partir de las concentraciones de las soluciones acuosas y de las cantidades de las mismas que se hacen pasar a través de la membrana de osmosis inversa, se ajusta de manera que la proporción de peso del polifenol a, como mínimo, un tipo seleccionado entre el grupo que consiste en alcohol polivinílico modificado, el polisacárido de alto peso molecular, y el poli (aminoácido) se encuentra en un rango de 1: 0, 1 a 5.

14. El procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo de una membrana de osmosis inversa, de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el compuesto orgánico que tiene un grupo amino y que tiene un peso molecular de 1.000 o menos, comprende arginina y/o aspartamo.

15. El procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo de una membrana de osmosis inversa, de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la cantidad total del polifenol y del compuesto orgánico que tiene un grupo amino y que tiene un peso molecular de 1.000 o menos suministrado a la membrana de osmosis inversa y que es calculada a partir de las concentraciones en las soluciones acuosas y de las cantidades de las mismas que se hacen pasar a través de la membrana de osmosis inversa, se ajusta de manera que la proporción de peso del polifenol al compuesto orgánico que tiene un grupo amino y que tiene un peso molecular de 1.000 o menos se encuentra en un rango de 1: 0 a 2.

16. El procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo de una membrana de osmosis inversa, de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la presión durante el suministro de agua es de 0, 1 a 0, 5 MPa, y el flujo de permeación es de 0, 1 a 1, 0 m3/ (m2 ·día) .

17. Membrana de osmosis inversa tratada por el procedimiento para la mejora de la tasa de rechazo, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16.

18. Agente para la mejora de la tasa de rechazo para una membrana de osmosis inversa,

cuyo agente comprende un polifenol y, como mínimo, un tipo seleccionado del grupo que consiste en un alcohol polivinílico modificado, un polisacárido de alto peso molecular, y un poli (aminoácido) .

19. El agente para la mejora de la tasa de rechazo para una membrana de osmosis inversa, de acuerdo con la reivindicación 18, que comprende además un compuesto orgánico que tiene un grupo amino y que tiene un peso molecular de 1.000 o menos.