Agente y proceso para aumentar el rechazo de una membrana de nanofiltración o membrana de osmosis inversa, membrana de nanofiltración o membrana de osmosis inversa, proceso para el tratamiento de agua, y aparato para el tratamiento de agua.

Proceso para incrementar el rechazo de una membrana, que comprende las siguientes etapas:

suministro de una solución acuosa de un compuesto que tiene una cadena de polialquilenglicol, obtenida por dilución de un compuesto que tiene una cadena de polialquilenglicol con agua en el lado superior de un módulo de membrana al que está acoplada la membrana, y

llevar la membrana a establecer contacto con la solución acuosa del compuesto que tiene la cadena de polialquilenglicol,

caracterizado porque

i) la membrana es una membrana de nanofiltración o una membrana de osmosis inversa que comprende una materia prima basada en poliamida,

ii) la cadena de polialquilenglicol tiene un peso molecular promedio en peso de 2.000 a 6.000.

Agente y proceso para aumentar el rechazo de una membrana de nanofiltración o membrana de osmosis inversa, membrana de nanofiltración o membrana de osmosis inversa, proceso para el tratamiento de agua, y aparato para el tratamiento de agua.

SECTOR TÉCNICO

La presente invención se refiere a un agente y a un proceso para aumentar el rechazo de una membrana de nanofiltración o membrana de osmosis inversa, una membrana de nanofiltración o membrana de osmosis inversa, un proceso para el tratamiento de agua, y un aparato para el tratamiento de agua. De manera más específica, la presente invención se refiere a un agente para incrementar el rechazo de una membrana de nanofiltración o una membrana de osmosis inversa con el que el rechazo y, en particular, el rechazo con respecto a solutos no iónicos de una membrana de nanofiltración o membrana de osmosis inversa se pueden incrementar mientras el flujo se mantiene en un valor elevado, se refiere también a un proceso para incrementar el rechazo de una membrana de nanofiltración o membrana de osmosis inversa utilizando el agente para incrementar el rechazo, a una membrana de nanofiltración o membrana de osmosis inversa que muestra un rechazo incrementado de acuerdo con el proceso, a un proceso para el tratamiento de agua que utiliza la membrana de nanofiltración o membrana de osmosis inversa, y a un aparato para el tratamiento de agua utilizando la membrana de nanofiltración o membrana de osmosis inversa.

TÉCNICAS ANTERIORES

La introducción de procesos para la recuperación, regeneración y reutilización de las aguas residuales ha sido promocionada a efectos de que los recursos de agua sean utilizados de manera efectiva. Para obtener agua tratada con excelente calidad, es esencial que se utilice una membrana de nanofiltración o membrana de osmosis inversa que pueda eliminar electrolitos y sustancias que tienen pesos moleculares medios y bajos. La eliminación de compuestos orgánicos no iónicos con bajo peso molecular, tales como urea y alcohol isopropílico es difícil, incluso cuando se utiliza una membrana de osmosis inversa. El rechazo es aproximadamente de 90-97% para el alcohol isopropílico, y alcanza varias decenas de porcentaje para la urea, incluso cuando se utiliza una membrana que puede conseguir un rechazo de 99%, o superior, para el cloruro sódico. Por lo tanto, se necesita el incremento en el rechazo de la membrana de nanofiltración y en la membrana de osmosis inversa.

El rechazo de una membrana de nanofiltración o membrana de osmosis inversa disminuye debido a la degradación de una macro-molécula, utilizada como material de la membrana, provocado por los efectos de sustancias oxidantes y sustancias reductoras presentes en el agua y por otras razones, y resulta difícil obtener la calidad requerida del agua tratada. Este cambio puede tener lugar gradualmente durante la utilización en un periodo prolongado de tiempo, o puede tener lugar, de manera repentina debido a una incidencia. Cuando la degradación tiene lugar, es necesario que la membrana sea recuperada del estado de degradación, sin desmontar la membrana del módulo y, si es posible, que sea recuperada mientras continua la operación de tratamiento del agua suministrada. Cuando el rechazo de una membrana de osmosis inversa puede ser recuperado por oxidación, o similar, la membrana en la que se ha recuperado el rechazo se puede utilizar de acuerdo con el estado obtenido después de la recuperación.

En el tratamiento de agua suministrada, es deseable el tratamiento bajo una presión ultra-baja de 0, 5 MPa o inferior, de manera que se puedan disminuir los costes de energía. La membrana de nanofiltración es adecuada para su utilización en condiciones de presión ultra-baja. No obstante, el rechazo de la membrana de nanofiltración, con respecto a sustancias orgánicas y electrolitos, es reducida. La aplicación de la membrana de nanofiltración se espera que se incremente en un rango mayor, cuando el rechazo se puede ajustar de acuerdo con el objeto.

Con este propósito, se han desarrollado procesos para incrementar el rechazo de las membranas de nanofiltración y membranas de osmosis inversa. Por ejemplo, como proceso para mantener las propiedades de una membrana de osmosis inversa durante un periodo de tiempo prolongado, de manera que se pueda llevar a cabo el funcionamiento de un aparato de membrana de osmosis inversa, se ha propuesto un proceso para mantener las propiedades de una membrana de osmosis inversa durante un largo periodo de tiempo en el que la membrana de osmosis inversa es llevada a establecer contacto con un agente para el tratamiento de la membrana, tal como polivinil metil éter y polietilenglicol alquil éter en una gran concentración y, después de ello, la membrana es llevada en contacto de manera continuada con un agente para el tratamiento de la membrana con una concentración reducida (Referencia de Patente 1) .

Como proceso para incrementar las propiedades de rechazo y la duración de una membrana semipermeable, utilizada para la osmosis inversa o similar, se ha propuesto un proceso para el tratamiento de una membrana semipermeable, en el que un polímero auxiliar que tiene una cantidad sustancial de grupo acetilo, es añadido a la membrana semipermeable en una cantidad justamente efectiva (Referencia de Patente 2) .

En cuando a la membrana semipermeable utilizada para la osmosis inversa, se ha propuesto un agente que contiene un polímero basado en vinilo, que tiene grupos orgánicos, en el que se encuentra presente un grupo acetoxi como cadena lateral y un grupo carboxilo en el extremo, como agente para el tratamiento de una membrana semipermeable, el cual es aplicado no solamente a membranas semipermeables usadas, sino también a membranas semipermeables no usadas, y aumenta la permeabilidad de los disolventes y la separación de solutos (Referencia de Patente 3) .

Como proceso para la reparación de una membrana utilizada para la separación que está realizada a base de acetil celulosa o un copolímero de acrilo nitrilo, y utilizada en el sector de osmosis inversa, y similares, se ha propuesto un proceso en el que la parte del defecto es recubierta con una sustancia líquida compatible con la membrana y que muestra un efecto plastificante (Referencia de Patente 4) .

Como proceso para el tratamiento una membrana de osmosis inversa que pueda mantener el efecto de disminución de la concentración de solutos en el agua que atraviesa por permeación, la membrana de osmosis inversa, durante un largo periodo de tiempo, y que pueda separar sustancias orgánicas no electrolíticas y sustancias que no se disocian en condiciones neutras, tales como boro con un rechazo elevado, se ha propuesto un tratamiento para el tratamiento de un elemento de osmosis inversa en el que, utilizando un aparato de separación de membrana que tiene un elemento de osmosis inversa dotado de una capa superficial de poliamida, el elemento de osmosis inversa es introducido en un contenedor resistente a la presión en el aparato de separación de la membrana y, entonces, se lleva una solución acuosa de cloro libre que contiene bromo para que establezca contacto con el elemento de osmosis inversa (Referencia de Patente 5)

No obstante, los procesos y agentes anteriores tienen inconvenientes por el hecho que el material de la membrana al que se puede aplicar el proceso o el agente es limitado, que el rango posible de incremento de rechazo es pequeño, que la reducción de flujo es notablemente grande y que la duración del rechazo incrementado es insuficiente.

La construcción de instalaciones que utilizan membranas de osmosis inversa para la desalación de agua de mar ha sido promocionada debido al suministro insuficiente de agua en el mundo. El agua de mar contiene de 3 a 8 mg/litro de boro y el agua desalada no puede ser utilizada como agua de beber suficientemente segura excepto que el agua desalada satisfaga la directriz de WHO que requiere 0, 5 mgB/litro. Las membranas convencionales de osmosis inversa no pueden conseguir el valor de la directriz de WHO y se obtiene como máximo agua tratada que contienen aproximadamente de 1 a 2, incluso cuando la instalación funciona en condiciones de recuperación de 50 a 70%. En el funcionamiento práctico de una instalación que utiliza membranas de osmosis inversa, la concentración de boro disminuye de acuerdo con un proceso, tal como un proceso en el que se disminuye la recuperación en el tratamiento con la membrana de osmosis inversa, un procedimiento en el que la membrana tratada por la membrana de osmosis inversa es diluida mezclándola con agua superficial, un proceso en... [Seguir leyendo]

1. Proceso para incrementar el rechazo de una membrana, que comprende las siguientes etapas:

suministro de una solución acuosa de un compuesto que tiene una cadena de polialquilenglicol, obtenida por dilución de un compuesto que tiene una cadena de polialquilenglicol con agua en el lado superior de un módulo de membrana al que está acoplada la membrana, y llevar la membrana a establecer contacto con la solución acuosa del compuesto que tiene la cadena de polialquilenglicol, caracterizado porque i) la membrana es una membrana de nanofiltración o una membrana de osmosis inversa que comprende una materia prima basada en poliamida, ii) la cadena de polialquilenglicol tiene un peso molecular promedio en peso de 2.000 a 6.000.

2. Proceso para incrementar el rechazo de una membrana, según al reivindicación 1, en el que la cadena de polialquilenglicol tiene un grupo iónico introducido en la misma.

3. Proceso para incrementar el rechazo de una membrana, según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el que la cadena de polialquilenglicol es una cadena de polietilenglicol.

4. Proceso para incrementar el rechazo de una membrana, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la solución acuosa comprende un trazador para confirmar el rechazo que comprende un electrolito inorgánico o un compuesto orgánico soluble en agua.

5. Membrana de nanofiltración o membrana de osmosis inversa que muestra un rechazo incrementado por los procesos descritos en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.

6. Membrana de nanofiltración o membrana de osmosis inversa, según al reivindicación 5, en elq ue la membrana de nanofiltación o membrana de osmosis inversa es aplicada a un tratamiento de agua que contiene sustancias no iónicas de peso molecular bajo, agua que contiene boro, y sílice que contiene agua.

7. Membrana de nanofiltración o membrana de osmosis inversa, según la reivindicación 6, en la que el agua a tratar comprende boro en una cantidad de 3 a 8 mgB/litro.