Un método para llevar a cabo la limpieza de un módulo de filtración con membrana (6),

incluyendo dicho módulo, al menos, una membrana (8), que está dispuesta en un recipiente (7), que contiene la alimentación, teniendo la membrana (8) una pared permeable, que está sometida a una operación de filtración, en la que alimentación, que contiene materia contaminante, es aplicada por un lado de la pared de la membrana y el filtrado es retirado a partir del otro lado de la pared de la membrana, cuyo proceso comprende la etapas de: llevar a cabo la suspensión de la operación de filtración; llevar a cabo la realización de un proceso de limpieza sobre la pared de la membrana, con objeto de efectuar el desprendimiento de la materia contaminante a partir de la misma en el líquido que circunda a la membrana (8); y llevar a cabo la reiniciación de la operación de filtración, siendo eliminado el líquido, que contienen la materia contaminante desprendida, por medio de un barrido a gran velocidad del recipiente (7), que contiene la alimentación por medio de la formación de una región que contiene gas dentro de dicho recipiente (7), que contiene la alimentación por el lado de la alimentación después de dicha etapa de limpieza; el sellado del recipiente (7), que contiene la alimentación; la aplicación de presión al gas dentro de la región que contiene gas sobre el lado de alimentación de la membrana, para llevar a cabo la presurización de dicho gas; la eliminación de dicha presión por medio de la apertura del recipiente (7), que contiene la alimentación a la atmósfera con objeto de provocar la expansión del gas a presión y con objeto de producir dicho barrido a gran velocidad del recipiente que contiene la alimentación

La presente invención se refiere a un método para llevar a cabo la limpieza de un módulo de filtración con membrana, de conformidad con el preámbulo de la reivindicación 1. La presente invención se refiere, de una forma especial, a un método para mejorar la eficacia de la filtración de un sistema de filtración por medio de la puesta a disposición de un sistema mejorado para la limpieza de las membranas.

En la publicación WO 00/30742 ha sido descrito un método para llevar a cabo la limpieza del modulo de filtración con de membrana. Este documento describe un proceso de filtración de agua, que incluye operaciones de limpieza sobre la pared de la membrana, par llevar a cabo el desprendimiento de los contaminantes a partir de la misma. Las operaciones de limpieza incluyen un lavado con aire, que es proporcionado por insuflación de aire (o de otros gases adecuados) a través de tubos de distribución del aire hasta un dispositivo de aireación, que está dispuesto por debajo del módulo con membrana. El dispositivo de aireación dispersa burbujas de lavado, que llegan a través del módulo con membrana y evita que los sólidos se depositen sobre las membranas.

Por otra parte, el proceso de limpieza incluye el lavado a contracorriente por medio de permeato filtrado, que es sometido a presión en un sentido inverso a través de las paredes de las membranas. De igual modo, se lleva a cabo una limpieza química.

De forma típica, las operaciones de limpieza son llevadas a cabo durante un proceso de filtración siendo detenido el proceso de filtración tan solo de manera momentánea, y el proceso de filtración es considerado como un proceso continuo. De este modo, la materia contaminante desprendida es eliminada durante el proceso de filtración usual.

La publicación WO 96/07470 describe un método para llevar a cabo la limpieza de un módulo de filtración con membrana, que comprende la suspensión de la operación de filtración, la realización de una operación de limpieza sobre la pared de la membrana, para llevar a cabo el desprendimiento de la materia contaminante a partir de la misma en el líquido que circunda a la membrana por medio de la aplicación de una fuente de fluido por el lado del permeato de las membranas, al mismo tiempo, o justamente después, de llevar a cabo la apertura del recipiente a la atmósfera, con objeto de provocar una descompresión explosiva a través de las paredes de las membranas, con lo que el fluido bajo presión pasa a través de dichas paredes.

Los autores Maruyama et al han descrito en la patente japonesa No. JP2031200 un método de lavado a contracorriente de una membrana de fibra hueca. El método comprende las siguientes etapas: la detención de la filtración, el lavado de la membrana con aire, el llenado del recipiente de la de la membrana, la realización de un lavado a contracorriente con el permeato bajo aire a presión y la evacuación de los desperdicios. Este procedimiento es repetido con objeto de alcanzar una elevada eficacia. Los autores Sunaoka et al han descrito en la patente de los Estados Unidos de América No. 5,209,852 un proceso para llevar a cabo la depuración de membranas de fibra hueca en módulos. Este proceso está compuesto por dos etapas que consisten en la depuración con aire y en la evacuación para llevar a cabo la limpieza de las membranas.

Se ha realizado una un gran número de esfuerzos para arrancar de una manera mas eficiente los sólidos acumulados sobre de la superficie de la membrana y en los poros por medio de la optimización de la presión para el lavado a contracorriente y para mejorar la eficacia de la depuración con aire. Otra etapa importante para conseguir una limpieza eficiente, que ha sido ampliamente ignorada, consiste en el desprendimiento de los sólidos, que han sido separados por exfoliación de la membrana, a partir de los módulos con membrana. Los métodos típicos, que son empleados en la actualidad, consisten en la evacuación de los desperdicios o en la alimentación-y-purga. La alimentación y la purga comprenden la purga continua de la alimentación, que contiene los desperdicios, fuera del sistema de filtración. El resultado consisten en la acumulación de sólidos dentro de los módulos, de manera particular a través de dos extremos de un modulo y el efecto se hace más serio cuando las membranas están densamente empaquetadas en un módulo.

EXPOSICIÓN DE LA INVENCIÓN

Un objeto de la presente invención consiste en vencer, o al menos en mejorar, uno o varios de los inconvenientes del estado de la técnica, que han sido citados más arriba o en proporcionar, al menos, una alternativa conveniente.

Por lo tanto, la presente invención proporciona, en un primer aspecto, un método de limpieza de un módulo de filtración con membrana, que incluye las características de la reivindicación 1.

Un segundo aspecto de la invención está descrito en la reivindicación independiente 4.

La materia contaminante puede incluir sólidos, especies solubles u otros materiales desprendidos a partir de la alimentación durante el proceso de filtración.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Ahora serán descritas realizaciones preferidas y ejemplos de la invención, únicamente a título de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 muestra una representación esquemática de la agrupación del modulo con membrana, de conformidad con una realización de la invención;

Las figuras 2a hasta 2d muestran representaciones esquemáticas del módulo con membrana de la figura 1 durante la secuencia de limpieza de la membrana, de conformidad con la invención;

La figura 3 muestra una gráfica de la presión transmembranal (TMP) frente al tiempo del modulo de la figura 1, que ilustra las eficacias de limpieza de varios regímenes de lavado a contracorriente;

La figura 4 muestra una gráfica de la presión transmembranal (TMP) frente al tiempo para el modulo de la figura 1, que ilustra el efecto del barrido a gran velocidad sobre la limpieza de la membrana;

La figura 5 muestra una representación esquemática de un módulo con membrana, de conformidad con otra realización de la presente invención; y

La figura 6 muestra una gráfica de la presión transmembranal (TMP) frente al tiempo para el módulo de la figura 5, que ilustra el efecto de la inyección de gas sobre la eficacia de la depuración.

DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES PREFERENTES Y DE LOS EJEMPLOS

En las realizaciones preferentes, el régimen de limpieza de la membrana puede incluir una combinación, en parte o total, de uno de de varios métodos de lavado a contracorriente en función de la calidad del agua alimentada,.

Para llevar a cabo el desprendimiento de los sólidos que bloquean los poros de la membrana, puede ser empleado un lavado a contracorriente o una insuflación, o una combinación de ambos.

El lavado a contracorriente se obtiene, por regla general, forzándose al permeato en un sentido inverso al de la filtración a través de los poros de la membrana. La velocidad de flujo para el lavado a contracorriente se encuentra situada, por regla general en el intervalo comprendido entre un 50 y un 500% del flujo de la filtración, de una manera más usual, se encuentra situada en el intervalo comprendido entre un 100 y un 300% del flujo de filtración.

La insuflación es otro método para llevar a cabo el desprendimiento de sólidos a partir de los poros de la membrana por medio de la creación de una descompresión rápida y explosiva dentro del recipiente de filtración. En este método, son sometidos a presión los dos lados (lado de alimentación y lado del permeato) de una membrana, en primer, lugar hasta un valor específico. A continuación se abre la válvula de descarga del lado de alimentación, con objeto de generar una presión transmembranal (TMP) instantánea negativa. En dicho caso, los sólidos en los poros de la membrana son desprendidos por insuflación como consecuencia de la TMP negativa, instantánea. Tal como se describe más abajo, en una realización, la insuflación también puede estar integrada con una etapa de barrido a gran velocidad.

Otro método para llevar a cabo el desprendimiento de los sólidos formados, a partir de las paredes de la membrana, utiliza un lavado con gas para provocar la exfoliación de la superficie de la membrana. Este método utiliza burbujas de gas, que se mueven a través de la superficie de la membrana con objeto... [Seguir leyendo]

1. Un método para llevar a cabo la limpieza de un módulo de filtración con membrana (6), incluyendo dicho módulo, al menos, una membrana (8), que está dispuesta en un recipiente (7), que contiene la alimentación, teniendo la membrana (8) una pared permeable, que está sometida a una operación de filtración, en la que alimentación, que contiene materia contaminante, es aplicada por un lado de la pared de la membrana y el filtrado es retirado a partir del otro lado de la pared de la membrana, cuyo proceso comprende la etapas de:

llevar a cabo la suspensión de la operación de filtración;

llevar a cabo la realización de un proceso de limpieza sobre la pared de la membrana, con objeto de efectuar el desprendimiento de la materia contaminante a partir de la misma en el líquido que circunda a la membrana (8); y

llevar a cabo la reiniciación de la operación de filtración,

siendo eliminado el líquido, que contienen la materia contaminante desprendida, por medio de un barrido a gran velocidad del recipiente (7), que contiene la alimentación por medio de

la formación de una región que contiene gas dentro de dicho recipiente (7), que contiene la alimentación por el lado de la alimentación después de dicha etapa de limpieza;

el sellado del recipiente (7), que contiene la alimentación;

la aplicación de presión al gas dentro de la región que contiene gas sobre el lado de alimentación de la membrana, para llevar a cabo la presurización de dicho gas;

la eliminación de dicha presión por medio de la apertura del recipiente (7), que contiene la alimentación a la atmósfera con objeto de provocar la expansión del gas a presión y con objeto de producir dicho barrido a gran velocidad del recipiente que contiene la alimentación.

2. El método según la reivindicación 1, en el que dicha región que contiene gas se forma por medio de la evacuación parcial del líquido de alimentación en dicho recipiente que contiene la alimentación.

3. El método según la reivindicación 1 o 2, en el que la etapa para aplicar presión al gas dentro de la región que contiene gas para llevar a cabo la presurización de dicho gas, incluye la aplicación de un lavado a contracorriente con fluido a dicha membrana (8).

4. Un método de limpieza de un módulo (6) de filtración con membrana, incluyendo dicho módulo, al menos, una membrana (8), que está dispuesta en un recipiente (7), que contiene la alimentación, teniendo la membrana (8) una pared permeable, que está sometida a una operación de filtración en la que la alimentación, que contiene materia contaminante, es aplicada por un lado de la pared de la membrana y el filtrado es retirado a partir del otro lado de la pared de la membrana, cuyo método comprendiendo la etapas de:

llevar a cabo la suspensión de la operación de filtración;

llevar a cabo la realización de un proceso de limpieza sobre la pared de la membrana para efectuar el desprendimiento de la materia contaminante a partir de la misma en el líquido que circunda a la membrana (8); y

llevar a cabo el reinicio de la operación de filtración,

siendo eliminado el líquido que contienen la materia contaminante por medio de un barrido a gran velocidad, fuera del recipiente (7), que contiene la alimentación

estableciéndose una región que contiene gas dentro de otro recipiente, que está acoplado con dicho recipiente (7), que contiene la alimentación;

sellándose, después de dicha etapa de limpieza, el recipiente (7), que contiene la alimentación, y el otro recipiente acoplado, en forma de una unidad;

aplicándose presión al gas dentro de la región que contiene gas para llevar a cabo la presurización de dicho gas;

eliminándose dicha presión por medio de la apertura a la atmósfera del recipiente, que contiene la alimentación, con objeto de provocar la expansión del gas a presión y con objeto de producir dicho barrido a gran velocidad del recipiente, que contiene la alimentación.

5. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el proceso de limpieza incluye un lavado con fluido a contracorriente de los poros de la membrana.

6. El método de conformidad con la reivindicación 5, en el que el lavado con fluido a contracorriente incluye un lavado con líquido a contracorriente.

7. El método de conformidad con la reivindicación 5 o 6,. en el que el lavado con fluido a contracorriente incluye un lavado con gas a contracorriente.

8. El método de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la velocidad del barrido a gran velocidad es mayor que 0,03 m/s.

9. El método de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la velocidad del barrido a gran velocidad se encuentra situada en el intervalo comprendido entre 0,3 m/s y 2,0 m/s.

10, El método de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el proceso de limpieza incluye una depuración con gas de una superficie de la pared de la membrana.

11. Un método de conformidad con la reivindicación 10, cuando dependa de la reivindicación 1, en el que dicha depuración con gas incluye el desprendimiento de la materia contaminante a partir de dicha pared de la membrana en el líquido que circunda a la membrana, haciéndose circular burbujas de gas a lo largo de un lado de la pared de la membrana, siendo formadas dichas burbujas de gas por medio de la inyección de gas dentro de dicho recipiente (7), que contiene la alimentación, a través de una abertura en el recipiente

12. Un método de conformidad con la reivindicación 11, cuando dependa de la reivindicación 1, en el que la abertura está posicionada lateralmente con respecto a dicha membrana (8).

13. Un método de conformidad con la reivindicación 10 o 11, en el que la abertura proporciona una entrada para la alimentación en dicho recipiente (7), que contiene la alimentación, durante dicha operación de filtración.

14. Un método de conformidad con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en el que dicho gas es alimentado bajo presión en dicho recipiente (7), que contiene la alimentación.

15. El método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el barrido a gran velocidad del recipiente (7), que contiene la alimentación, se lleva a cabo de manera periódica en sentidos diferentes dentro del recipiente durante la operación del método de limpieza.

16. El método según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la membrana (8) es una membrana de fibra hueca y el filtrado es retirado bien a partir de uno o bien a partir de ambos extremos de la membrana de fibra hueca durante la operación de filtración.