Un procedimiento para incrementar el rechazo con una membrana permeable,

en el que dicho procedimiento comprende el tratamiento de la membrana permeable con un agente que comprende una macromolécula catiónica con un peso molecular promedio en peso de 100.000 o superior, o con un agente que comprende una macromolécula aniónica con un peso molecular promedio en peso de 100.000 o superior; en el que dicha membrana permeable es una membrana de nano filtración hecha de una membrana aromática o una membrana de ósmosis inversa hecha de una poliamida aromática; en el que la membrana permeable se trata una pluralidad de veces con dicho agente que comprende dicha macromolécula catiónica o dicho agente que comprende dicha macromolécula aniónica, en el que dicho agente que comprende dicha macromolécula catiónica y dicho agente que comprende dicha macromolécula aniónica se usan sucesivamente; y en el que el tratamiento se lleva cabo mediante el paso de una solución acuosa que contiene agente que comprende dicha macromolécula catiónica o dicho agente que comprende dicha macromolécula aniónica a través de un módulo en el cual está dispuesta la membrana permeable, o mediante inmersión de la membrana permeable dentro de una solución acuosa que contiene dicho agente que comprende dicha macromolécula catiónica o dicho agente que comprende dicha macromolécula aniónica

Campo técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento para incrementar el rechazo con una membrana permeable, una membrana permeable y un procedimiento para el tratamiento de agua. Más particularmente, la presente invención se refiere a un procedimiento para incrementar el rechazo de electrolitos inorgánicos y substancias orgánicas solubles en agua en la membrana de separación usando una membrana permeable selectiva tal como una membrana de nano filtración y una membrana de ósmosis inversa, una membrana permeable que tiene un rechazo incrementado mediante el tratamiento de acuerdo con el procedimiento y un procedimiento para el tratamiento de agua usando la membrana permeable.

Antecedentes de la técnica

El rechazo de electrolitos inorgánicos y de substancias orgánicas solubles en agua con una membrana permeable selectiva tal como una membrana de nano filtración y una membrana de ósmosis inversa disminuye debido a la degradación del material macromolecular por el efecto de substancias oxidantes y de substancias reductoras presentes en el agua y por otras causas, y llega a ser difícil obtener la calidad requerida del agua tratada. Esta disminución puede producirse gradualmente durante un largo período del uso o repentinamente debido a un accidente. Cuando se produce esta disminución, se requiere que la capacidad de la membrana se recupere de la condición degradada sin la separación de la membrana del módulo en el cual está dispuesta la membrana y, en los casos en que es posible, realizarse la recuperación mientras continúa la operación de tratamiento del agua suministrada.

Para satisfacer la exigencia anterior, se han desarrollado procedimientos para el mantenimiento del rechazo mostrado con una membrana permeable sin usar durante un largo período de tiempo y procedimientos de reparación para la recuperación del rechazo con una membrana permeable que muestra un rechazo disminuido. Por ejemplo, como el procedimiento para la regeneración de una membrana permeable selectiva sobre la cual se han depositado substancias orgánicas que tienen grupos aniónicos, se ha propuesto un procedimiento en el cual las membranas permeables se tratan con una solución acuosa de un tensioactivo anfótero que tiene un grupo amino cuaternario o un tensioactivo catiónico (Referencia de Patente 1). Como el procedimiento para el mantenimiento de las propiedades de una membrana de ósmosis inversa mostradas en la condición sin usar durante un largo período de tiempo y la recuperación del rechazo de sales con la membrana disminuida por el uso, se ha propuesto un procedimiento en el cual la membrana de ósmosis inversa se pone en contacto con un agente para el tratamiento de una membrana tal como polivinil metil éter, alcohol polivinílico y ácido poliacrílico en la condición de una gran concentración y, a continuación, con el agente continuamente en la condición de una pequeña concentración (Referencia de Patente 2). Como el procedimiento para mejorar la capacidad de rechazo y el mantenimiento de la capacidad de una membrana semipermeable, se ha propuesto un procedimiento de tratamiento en el cual se agrega un polímero auxiliar que tiene grupos acetilo a una membrana semipermeable (Referencia de Patente 3). Como el agente para el tratamiento de una membrana semipermeable que se aplica no solamente a una membrana semipermeable usada sino también a una membrana semipermeable sin usar y mejora la permeación del disolvente y la separación de solutos, se ha propuesto un agente de tratamiento que comprende un polímero a base de vinilo que tiene un grupo orgánico conteniendo un grupo acetoxi y un grupo carboxilo terminal como la cadena lateral (Referencia de Patente 3). Sin embargo, estos procedimientos y agentes tienen problemas en cuanto que es posible el incremento en el rechazo únicamente hasta un pequeño grado, la disminución en el flujo de permeación es grande, y el incremento de rechazo no se mantiene de manera suficiente.

Como el procedimiento o el agente usado para el tratamiento de una membrana de acetato de celulosa, por ejemplo, se ha propuesto un procedimiento en el cual una porción del defecto se recubre con una substancia líquida que tiene compatibilidad con la membrana y que muestra el efecto plastificante, seguido del alisado de la superficie formada, como el procedimiento eficaz para la reparación y recubrimiento de un pequeño defecto encontrado después de que la membrana se ha colocado en un módulo (Referencia de Patente 5). Sin embargo, de acuerdo con este procedimiento, el material de la membrana que puede tratarse es limitado, y se requieren operaciones complicadas tal como calentamiento. Como el agente para la potenciación de la separación de solutos que muestran una pequeña disminución en la permeabilidad del agua y es duradera, se ha propuesto un agente que comprende un polímero de vinilo que tiene un grupo alcoxilo, un grupo carboxilo y un grupo alcoxicarbonilo en las cadenas laterales (Referencia de Patente 6).

Se ha informado de una membrana de nano filtración que tiene polietilenoimina adsorbida con un peso molecular de

70.000 (Referencia de no Patente 1). Aunque el rechazo de NaCl es aproximadamente del 15%, se obtiene un rechazo de MgCl2 del 90% o superior a pH de 4. Sin embargo, el rechazo de MgCl2 disminuye un 3% después de 15 horas, y la causa principal de la disminución se considera que es el pequeño peso molecular de la polietilenoimina. Como el procedimiento para el tratamiento de una membrana de ósmosis inversa que puede mantener el efecto de disminución de la concentración de solutos en agua pasada a través de la membrana durante un largo período de tiempo y que puede separar boro que no está disociado en una substancia orgánica no electrolítica o en un intervalo neutro con un gran rechazo, se ha propuesto un procedimiento en el cual se empaqueta un recipiente resistente a la presión en un aparato para la separación por membrana con un elemento de ósmosis inversa que tiene una capa superficial de poliamida y, a continuación, se pone en contacto con el elemento una solución acuosa de cloro libre conteniendo bromo (Referencia de Patente 7). De acuerdo con este procedimiento, se introduce bromo en la superficie de la membrana, y la superficie se modifica químicamente. Puesto que se usan cloro y bromo en grandes concentraciones, es necesario tener un gran cuidado para el control de las condiciones de reacción e igualmente para la seguridad. En consecuencia, es difícil que la operación de incremento del rechazo con una membrana se lleve a cabo en el lugar de uso.

[Referencia de Patente 1] Solicitud de Patente Japonesa Abierta a Consulta Pública No. Showa 57(1982)119804 (página 1)

Referencia de Patente 2] Solicitud de Patente Japonesa Abierta a Consulta Pública No. Showa 53(1978)28083 (páginas 1 y 2)

[Referencia de Patente 3] Solicitud de Patente Japonesa Abierta a Consulta Pública No. Showa 50(1975)140378 (página 1)

[Referencia de Patente 4] Solicitud de Patente Japonesa Abierta a Consulta Pública No. Showa 55(1980)114306 (páginas 1 y 2)

[Referencia de Patente 5] Solicitud de Patente Japonesa Abierta a Consulta Pública No. Showa 56(1981)67504 (páginas 1 y 2)

[Referencia de Patente 6] Solicitud de Patente Japonesa Abierta a Consulta Pública No. Showa 55(1980)11048 (páginas 1 y 2)

[Referencia de Patente 7] Solicitud de Patente Japonesa Abierta a Consulta Pública No. 2003-88730 (página 2)

[Referencia no de Patente 1] Urairi y otros, Journal of Membrane Science, vol. 70 págs. 153-162, (1992).

La Patente de EE.UU. 4.125.462 está relacionada con membranas que tienen un recubrimiento o capa del polielectrolito catiónico poli(vinilimadazolina), con un procedimiento de su preparación, y con su uso para el rechazo de solutos iónicamente cargados.

Divulgación de la invención

La presente invención tienen un objeto de proporcionar un agente para incrementar el rechazo con una membrana permeable que puede mantener el rechazo incrementado de electrolitos inorgánicos y compuestos orgánicos solubles en agua durante un largo período de tiempo fácilmente y de manera segura en el lugar de uso de la membrana, sin disminución extrema en el flujo de permeación en la separación de membrana, usando una membrana permeable selectiva tal como una membrana de nano filtración y una membrana de ósmosis inversa, un procedimiento para incrementar el rechazo que comprende el uso del agente, una membrana permeable que muestra un rechazo incrementado mediante el tratamiento... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para incrementar el rechazo con una membrana permeable, en el que dicho procedimiento comprende el tratamiento de la membrana permeable con un agente que comprende una macromolécula catiónica con un peso molecular promedio en peso de 100.000 o superior, o con un agente que comprende una macromolécula aniónica con un peso molecular promedio en peso de 100.000 o superior;

en el que dicha membrana permeable es una membrana de nano filtración hecha de una membrana aromática o una membrana de ósmosis inversa hecha de una poliamida aromática;

en el que la membrana permeable se trata una pluralidad de veces con dicho agente que comprende dicha macromolécula catiónica o dicho agente que comprende dicha macromolécula aniónica, en el que dicho agente que comprende dicha macromolécula catiónica y dicho agente que comprende dicha macromolécula aniónica se usan sucesivamente; y

en el que el tratamiento se lleva cabo mediante el paso de una solución acuosa que contiene agente que comprende dicha macromolécula catiónica o dicho agente que comprende dicha macromolécula aniónica a través de un módulo en el cual está dispuesta la membrana permeable, o mediante inmersión de la membrana permeable dentro de una solución acuosa que contiene dicho agente que comprende dicha macromolécula catiónica o dicho agente que comprende dicha macromolécula aniónica.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la membrana permeable se trata alternativamente con dicho agente que comprende dicha macromolécula catiónica y dicho agente que comprende dicha macromolécula aniónica.

3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho tratamiento se lleva a cabo mediante el paso de una solución acuosa que contiene dicho agente que comprende dicha macromolécula catiónica o dicho agente que comprende dicha macromolécula aniónica, a través de un módulo en el cual está dispuesta la membrana permeable.

4. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha macromolécula catiónica es polivinilamidina o un derivado de la misma.

5. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha macromolécula aniónica es ácido poliacrílico o un derivado del mismo.

6. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha macromolécula aniónica es ácido poliestirenosulfónico o un derivado del mismo.

7. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 a 6, en el que dicha solución acuosa que contiene dicho agente que comprende dicha macromolécula catiónica o dicho agente que comprende dicha macromolécula aniónica contiene además un trazador para conformar el rechazo que comprende un electrolito inorgánico o un compuesto orgánico soluble en agua.

8. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que una membrana permeable sin usar o una membrana permeable que tiene el mismo el mismo rechazo que un rechazo con una membrana permeable sin usar, se trata con dicho agente que comprende dicha macromolécula catiónica o dicho agente que comprende dicha macromolécula aniónica.

9. Una membrana permeable tratada de acuerdo con el procedimiento para incrementar el rechazo con una membrana permeable de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Un procedimiento para tratamiento de agua que comprende el uso de la membrana permeable de acuerdo con la reivindicación 9.