PROCEDIMIENTO DE LAVADO.

LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UN SISTEMA Y A UN PROCEDIMIENTO DE DECAPADO PARA QUITAR MATERIALES DE TAPONAMIENTO DE LA SUPERFICIE DE VARIAS MEMBRANAS POROSAS (9) QUE FORMAN UN MODULO FILTRANTE (4).

SE FORMAN DESDE EL INTERIOR (10), POR UN PROCEDIMIENTO DIFERENTE A HACER PASAR EL GAS A TRAVES DE LOS POROS DE DICHAS MEMBRANAS, BOLAS DE GAS REPARTIDAS DE MANERA UNIFORME CON RELACION AL CONJUNTO DE MEMBRANAS POROSAS, PARA QUE LAS BOLAS PASEN DIRECTAMENTE A LAS SUPERFICIES DE LAS MEMBRANAS (9), PARA ALARGAR LOS MATERIALES DE TAPONAMIENTO. LAS MEMBRANAS (9) SE COLOCAN CERCA UNAS DE OTRAS Y SON MONTADAS DE MANERA QUE IMPIDAN UN MOVIMIENTO MUTUO EXCESIVO. LAS BOLAS PRODUCEN TAMBIEN VIBRACIONES Y UN FROTAMIENTO MUTUO DE LAS MEMBRANAS QUE MEJORA ADEMAS EL DECAPADO

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/AU1997/000855.

Solicitante: SIEMENS WATER TECHNOLOGIES CORP.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 181 THORN HILL ROAD WARRENDALE, PA 15086 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: BECK, THOMAS, WILLIAM, JOHNSON, WARREN, THOMAS, KOPP, CLINTON VIRGIL, ZHA,FUFANG, MCMAHON,ROBERT,JAMES.

Fecha de Publicación: 28 de Febrero de 2011.

Fecha Solicitud PCT: 18 de Diciembre de 1997.

Fecha Concesión Europea: 22 de Septiembre de 2010.

Clasificación PCT:

B01D61/20 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL. › B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B; aparato de vórtice B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 61/00 Procedimiento de separación que utilizan membranas semipermeables, p. ej. diálisis, ósmosis o ultrafiltración; Aparatos, accesorios u operaciones auxiliares, especialmente adaptados para ello (separación de gases o vapores por difusión B01D 53/22). › Accesorios; Operaciones auxiliares.
B01D65/02 B01D […] › B01D 65/00 Accesorios u operaciones auxiliares, en general, para los procedimientos o aparatos de separación que utilizan membranas semipermeables. › Limpieza o esterilización de membranas.
B01D65/08 B01D 65/00 […] › Prevención del ensuciamiento de la membrana o de la polarización por concentración.

Clasificación antigua:

B01D61/20 B01D 61/00 […] › Accesorios; Operaciones auxiliares.
B01D65/02 B01D 65/00 […] › Limpieza o esterilización de membranas.
B01D65/08 B01D 65/00 […] › Prevención del ensuciamiento de la membrana o de la polarización por concentración.

Países PCT: Alemania, España, Francia, Reino Unido, Italia, Países Bajos.

Fragmento de la descripción:

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere al uso de un sistema de burbujas de gas para retirar materiales de incrustación de la superficie de membranas usadas en sistemas de filtración y similares. 5

**(Ver fórmula)**

TÉCNICA ANTERIOR

Se conocen una diversidad de sistemas de filtración de membranas y muchos de éstos usan sistemas presurizados que funcionan a altas presiones transmembrana (TMP) para producir una filtración eficaz y un alto flujo de filtrado. Estos sistemas son muy eficaces pero también caros en cuanto a su producción, funcionamiento y mantenimiento. También se han desarrollado sistemas más sencillos que usan disposiciones de membranas montadas 10 de manera libre en vertical en un tanque y que usan succión aplicada a las luces de las fibras para producir una TMP, sin embargo, en el pasado, se ha encontrado que estos sistemas son menos eficaces que los sistemas presurizados.

Ejemplos de tales sistemas conocidos se ilustran en la patente estadounidense 5.192.456 concedida a Ishida et al, la patente estadounidense n.º 5.248.424 concedida a Cote et al y la solicitud WO 97/06880 de Zenon Environmental Inc. 15

La patente de Ishida et al describe un aparato de tratamiento de lodos activados en el que se usa un flujo de aire para limpiar la superficie externa de la membrana filtrante. En esta disposición el soplador de aire usado para el tratamiento biológico de aguas residuales también se usa como fuente de agitación secundaria para limpiar la superficie de las membranas. Los módulos de membranas son de tipo placa. Las membranas también tienen una baja densidad de empaquetamiento y por tanto no tienen los problemas asociados con la limpieza de haces de fibras empaquetados 20 de manera apretada. Se burbujea aire desde abajo de los módulos y se suministra externamente desde la disposición de membranas.

La patente de Cotes et al describe de nuevo un sistema de limpieza de disposiciones de fibras. En este caso, las fibras están montadas en una madeja para obtener una forma de U invertida o disposición parabólica y el aire se introduce por debajo de la disposición para producir burbujas que entran en contacto con las fibras con una fuerza tal, 25 que mantienen las superficies relativamente libres de microorganismos que se han fijado y depósitos de partículas inanimadas. Las fibras pueden oscilar libremente ya que sólo están fijadas en cada extremo y esto ayuda a retirar depósitos en su superficie externa. Las burbujas del flujo de gas/aire se proporcionan desde una fuente externa del haz de fibras y se mueven generalmente de manera transversal a las longitudes de la fibra. Esto limita la profundidad del haz de fibras a la que puede limpiarse de manera eficaz. 30

La invención dada a conocer en la solicitud PCT n.º WO 97/06880 de Zenon Environmental, Inc. está estrechamente relacionada con la patente de Cote et al. En este documento las fibras no están limitadas y están dispuestas en vertical y dimensionadas para ser ligeramente más largas que la distancia entre las caras opuestas de los colectores en los que están montados los extremos de las fibras para permitir la oscilación y el movimiento independiente de las fibras individuales. Se airea la madeja con medios de distribución de gas que producen una masa 35 de burbujas que sirven para depurar la superficie externa de las fibras dispuestas en vertical a medida que suben hacia arriba a través de la madeja.

Nuestra propia solicitud de patente internacional Wo96/07470 describe un procedimiento anterior de limpieza de membranas que usa un retrolavado con gas para extraer material de las paredes de membrana aplicando una presión de gas al lado de filtrado de las membranas y descomprimiendo entonces rápidamente la carcasa que rodea el 40 lado de alimentación de las membranas. La alimentación se suministra a la carcasa mientras tiene lugar este retrolavado con gas para producir turbulencia y espuma alrededor de las paredes de membrana dando como resultado la extracción adicional de sólidos acumulados.

El documento US5209852 da a conocer un procedimiento para depurar membranas de fibras huecas en al menos un módulo de membranas de fibras huecas dispuesto en una columna filtrante de membranas de fibras huecas 45 en la que el módulo de membranas de fibras huecas incluye un gran número de fibras huecas que forman juntas haces en el mismo como las membranas de fibras huecas. En el proceso, la etapa de filtración de hacer pasar agua no tratada a través de los poros de las fibras huecas desde el exterior de las mismas al interior de las mismas para de este modo atrapar las partículas finas en las superficies externas de las fibras huecas va seguida por la etapa de depuración de producir burbujas en agua alrededor de las superficies externas de las fibras huecas para agitar el agua para que haga 50 vibrar las fibras huecas, exfoliando así las partículas finas atrapadas en las superficies externas de las fibras huecas. Esta depuración se realiza o bien en dos fases de una manera tal que se retiren partículas finas, duras, relativamente gruesas exfoliadas en la fase inicial de la etapa de depuración, seguida por una depuración de segunda fase, o bien llevando a cabo la etapa de depuración mientras se retiran simultáneamente las partículas finas, duras, relativamente gruesas exfoliadas en la fase inicial de la etapa de depuración. La etapa de depuración va seguida por la etapa de 55 drenaje de drenar las aguas residuales resultantes del sistema.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere en particular a una pluralidad de membranas porosas dispuestas para formar un módulo de membranas dispuesto en un haz empaquetado de manera relativamente apretada. Estas membranas porosas pueden estar en forma de membranas de tipo placa o fibras tal como se describe en la técnica anterior.

La presente invención pretende superar o al menos reducir los problemas de la técnica anterior proporcionando 5 un sistema y un procedimiento eficaces y sencillos para retirar materiales de incrustación de la superficie de las membranas porosas mediante el uso de burbujas de gas.

Según un aspecto, la presente invención proporciona un procedimiento de retirada de materiales de incrustación de la superficie de una pluralidad de membranas de fibras huecas porosas dispuestas en una disposición en un módulo de membranas que incluye una jaula que rodea la disposición para mantener las membranas muy 10 próximas entre sí y para evitar un movimiento excesivo entre las mismas, teniendo además el módulo un colector en el que está montado un extremo de cada una de las membranas, estando conectado el colector a una cámara de distribución y estando conectada la cámara de distribución a una fuente de gas, incluyendo el procedimiento proporcionar, desde el interior del módulo, mediante aberturas u orificios de distribución de gas en el colector en comunicación con la cámara de distribución, burbujas de gas en una distribución uniforme en relación con la disposición 15 de membranas porosas de modo que dichas burbujas se mueven más allá de las superficies de y hacen vibrar dichas membranas para extraer materiales de incrustación de las mismas, en el que dichas membranas están montadas en el colector de manera uniforme unas en relación con otras, y en el que dichas burbujas de gas se proporcionan a través de una lámina porosa usada junto con los orificios o a través de orificios de distribución de gas distribuidos de manera uniforme en dicho colector, proporcionando así una distribución uniforme de dichas burbujas en relación con la 20 disposición de membranas porosas.

Según un segundo aspecto, la presente invención proporciona un módulo de membranas que comprende una pluralidad de membranas porosas dispuestas en una disposición; una jaula que rodea la disposición para mantener las membranas muy próximas entre sí y para evitar un movimiento excesivo entre las mismas; un colector en el que está montado un extremo de cada una de las membranas, estando conectado el colector a una cámara de distribución y 25 estando adaptada la cámara de distribución para...

Reivindicaciones:

1. Procedimiento de retirada de materiales de incrustación de la superficie de una pluralidad de membranas de fibras huecas porosas dispuestas en una disposición (5) en un módulo (4) de membranas que incluye una jaula (8) que rodea la disposición (5) para mantener las membranas muy próximas entre sí y para evitar un 5 movimiento excesivo entre las mismas, teniendo además el módulo un colector (7) en el que está montado un extremo de cada una de las membranas, estando conectado el colector (7) a una cámara (17) de distribución y estando conectada la cámara (17) de distribución a una fuente de gas, incluyendo el procedimiento proporcionar, desde el interior del módulo (4), mediante aberturas u orificios (10) de distribución de gas en el colector (7) en comunicación con la cámara (17) de distribución burbujas de gas en una distribución uniforme 10 en relación con la disposición (5) de membranas porosas de modo que dichas burbujas se mueven más allá de las superficies de y hacen vibrar dichas membranas para extraer materiales de incrustación de las mismas, en el que dichas membranas están montadas en el colector (7) de manera uniforme unas en relación con otras, y en el que dichas burbujas de gas se proporcionan a través de una lámina porosa usada junto con los orificios (10) o a través de orificios (10) de distribución de gas distribuidos de manera uniforme en dicho colector (7), 15 proporcionando así una distribución uniforme de dichas burbujas en relación con la disposición (5) de membranas porosas.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, que incluye montar dichas membranas unas en relación con otras para producir un efecto de frotamiento entre dichas membranas cuando se hacen vibrar.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o reivindicación 2, en el que dichas membranas se montan en vertical 20 para formar dicha disposición (5) y dichas burbujas pasan generalmente en paralelo a la extensión longitudinal de dichas fibras.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que dichas burbujas de gas distribuidas de manera uniforme se proporcionan en el extremo inferior de la disposición (5).

5. Módulo (4) de membranas que comprende una pluralidad de membranas de fibras huecas porosas dispuestas 25 en una disposición (5); una jaula (8) que rodea la disposición (5) para mantener las membranas muy próximas entre sí y para evitar un movimiento excesivo entre las mismas; un colector (7) en el que está montado un extremo de cada una de las membranas, estando conectado el colector (7) a una cámara (17) de distribución y estando adaptada la cámara de distribución para conectarse a una fuente de gas; y medios, incluyendo aberturas u orificios (10) de distribución de gas en el colector (7) en comunicación con la cámara de 30 distribución, para proporcionar, desde el interior del módulo (4), burbujas de gas en una distribución uniforme en relación con la disposición (5) de membranas porosas de modo que, en uso, dichas burbujas se mueven más allá de las superficies de y hacen vibrar dichas membranas para extraer materiales de incrustación de las mismas, en el que dicha distribución uniforme de burbujas de gas se proporciona por una lámina porosa usada junto con los orificios (10) de distribución de gas o formando los orificios (10) de distribución de gas en el 35 colector (7) de manera uniforme en relación con las fibras de la disposición (5) de membranas.

6. Módulo (4) de membranas según cualquiera de la reivindicación 5, en el que las fibras están selladas en el extremo inferior y abiertas en su extremo superior para permitir la retirada de filtrado.

7. Módulo (4) de membranas según la reivindicación 6, en el que las fibras están montadas de una manera sustancialmente tensa entre el colector (7) y un colector superior. 40

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