Método para monitorizar procedimientos de separación por membrana.

Un método para monitorizar un procedimiento de separación por membrana de ósmosis inversa incluyendo unamembrana de ósmosis inversa capaz de separar una corriente de alimentación en al menos una primera corriente yuna segunda corriente,

en el que dicha monitorización consiste sustancialmente en:

proporcionar al menos un trazador fluorescente inerte;

introducir el trazador fluorescente inerte en la corriente de alimentación;

proporcionar al menos un fluorómetro para detectar la señal fluorescente del trazador fluorescente inerte en lacorriente de alimentación y en al menos una de, la primera corriente y la segunda corriente y

usar al menos un fluorómetro para determinar una cantidad del trazador fluorescente inerte en la corriente de10 alimentación y en al menos una de, la primera corriente y la segunda corriente.

Método para monitorizar procedimientos de separación por membrana Campo de la invención Esta invención se refiere en general a separación por membrana y, más en particular, a métodos para monitorizar y/o controlar procedimientos de separación por membrana por ósmosis inversa.

Antecedentes de la invención La separación por membrana, que usa una membrana selectiva, es una adición bastante reciente a la tecnología de separación industrial para tratar corrientes líquidas, tal como purificación de agua. En la separación por membrana, los constituyentes del afluente pasan típicamente por la membrana como resultado de un gradiente o gradientes de potencial en una corriente de efluente, dejando así detrás alguna porción de los constituyentes originales en una segunda corriente. Las separaciones por membrana usadas comúnmente para purificación de agua u otro tratamiento de líquidos incluyen: microfiltración (MF) , ultrafiltración (UF) , nanofiltración (NF) , ósmosis inversa (OI) , electrodiálisis, electrodesionización, pervaporación, extracción por membrana, destilación por membrana, arrastre por membrana, aireación por membrana y otros procedimientos. El gradiente de potencial de la separación depende del tipo de la separación por membrana. La filtración por membrana activada por presión, también conocida como filtración por membrana, incluye microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración y ósmosis inversa y usa presión como gradiente de potencial, mientras que el gradiente de potencial eléctrico se usa en electrodiálisis y electrodesionización. Históricamente, los procedimientos o sistemas de separación por membrana no se consideraban de coste eficaz para el tratamiento del agua debido a los impactos adversos que tenía la incrustación de membranas, el ensuciamiento de las membranas, la degradación de las membranas y similares sobre la eficacia de retirar los solutos de corrientes de agua acuosas. Sin embargo, los avances de la tecnología han hecho ahora que la separación por membranas sea una tecnología comercialmente más viable para tratar corrientes de alimentación acuosas adecuadas para uso en procedimientos industriales.

Además, los procedimientos de separación por membrana también se han hecho más prácticos para uso industrial, en particular para purificación de agua sin tratar y de desecho. Esto se ha conseguido por el uso de herramientas o técnicas de diagnóstico mejoradas para evaluar la realización de separación por membrana. La realización de la separación por membrana, tal como eficacia (por ejemplo, flujo o permeabilidad de membrana) y efectividad (por ejemplo rechazo o selectividad) , se ve afectada típicamente por diversos parámetros relativos a las condiciones de operación del procedimiento. Por lo tanto, es deseable monitorizar estos y otros tipos de parámetros del procedimiento específicos para separación por membranas para evaluar la realización del procedimiento y/o las condiciones de operación. Con respecto a esto, se ha usado de manera rutinaria una variedad de diferentes técnicas de diagnóstico para monitorizar los procedimientos de separación por membrana y ahora se entienden y se aceptan como esenciales para su aspecto práctico y viabilidad para uso industrial.

Sin embargo, la monitorización se realiza típicamente sobre una base intermitente, por ejemplo, una vez en un turno o en veces menos frecuentemente. Las técnicas de monitorización empleadas, conocidas, también pueden ser laboriosas y requerir mucho tiempo. Así, los ajustes hechos para procedimientos de separación por membrana para mejorar la realización basada en la monitorización típica no se pueden hacer de una manera expeditiva. Además, las técnicas de monitorización disponibles en la actualidad con frecuencia no proporcionan una sensibilidad y selectividad óptimas con respecto a la monitorización de una variedad de parámetros del procedimiento que en general se consideran como indicadores para evaluar y/o controlar los procedimientos de separación por membrana.

Por ejemplo, las técnicas de monitorización aplicadas típicamente a ósmosis inversa y nanofiltración incluyen mediciones de conductividad y mediciones de flujo. Las mediciones de conductividad son inherentemente menos precisas para determinar la recuperación de solutos que son retenidos sustancialmente por la membrana. Con respecto a esto, las sales conductoras, usadas típicamente como indicadores durante mediciones conductoras, pueden pasar por la membrana. Como las sales pasan en general por la membrana como un porcentaje de la concentración de sales total, los cambios en la concentración local debido a gradientes de concentración o similares pueden cambiar la conductividad del agua producto sin que indique necesariamente daño de la membrana. Esto es especialmente verdad en la última fase de un sistema de membranas de flujo cruzado de múltiples fases donde las concentraciones de sales (y, por lo tanto, el pase de las sales como un porcentaje de esa concentración) alcanzan sus niveles más altos. Con respecto a esto, el parámetro de pase/porcentaje de rechazo de sal se determina en general con un valor medio basado en los valores medidos durante todas las fases del sistema de membranas.

Además, los caudalímetros empleados en general en tales sistemas están sujetos a faltas de precisión de calibración, requiriendo así frecuente calibración. Por otra parte, la monitorización típica de la ósmosis inversa y otras separaciones por membrana pueden requerir de manera rutinaria el uso adicional y/o combinado de una serie de diferentes técnicas, aumentando así la complejidad y el gasto de la monitorización.

La patente japonesa JP 59-136631 desvela un método para detectar fugas en un aparato de separación por membrana por disolución de un compuesto macromolecular fluorescente compuesto en un disolvente adecuado que corresponde a las condiciones de operación de la membrana y alimentar la disolución a la membrana y realizar análisis de fluorescencia en el filtrado.

La patente de EE.UU. A-5411889 desvela la regulación sensible a la especie diana de la alimentación de agente de tratamiento de agua que se consigue por la monitorización de un indicador de la especie diana relacionado. El indicador de la especie diana comprende una especie diana que presenta fluorescencia ella misma o se forma por combinación de la especie diana con un reactivo adecuado tal como un trazador inerte y dicho indicador se puede monitorizar por análisis de fluorescencia de la muestra bajo investigación, para determinar al menos un valor de emisión de fluorescencia que pueda estar correlacionado con la concentración en el sistema de la especie diana, permitiendo de ese modo que se establezca el consumo del sistema para la especia diana.

La patente japonesa JP 2000 107575 A describe un método de inspección de fugas para un módulo de membrana de permeabilidad selectiva que es capaz de separar y concentrar una sustancia y típicamente encuentra uso como una membrana de ósmosis inversa o una membrana de nanofiltración, por lo cual se facilita la detección mediante el uso de una disolución de colorante fluorescente y determinar manchas de fuga mediante la detección de la fluorescencia del colorante que se fuga a partir de defectos del módulo.

La patente de EE.UU. A-4329986 explica una composición terapéutica adecuada para tratamiento extracorporal de sangre total que comprende un agente quimioterapéutico dializable y un medio trazador capaz de fluorescer dializable. La concentración de agente quimioterapéutico residual después de hemodiálisis se puede determinar de manera fluorimétrica mediante medición de la concentración del trazador en un dializado, puesto que la velocidad de eliminación del trazador a partir de sangre tratada durante la hemodiálisis es una función de la velocidad de eliminación de agente quimioterapéutico no reaccionado.

La patente de EE.UU. A-6113797 desvela un procedimiento de alta recuperación de alta presión de dos fases que utiliza dos sistemas de membranas de ósmosis inversa destinado a proporcionar recuperaciones de agua totales muy altas a partir de agua que contiene incrustaciones inorgánicas contaminadas de una manera económica al tiempo que se previene la formación de incrustaciones en la membrana y que se prolonga la vida útil de la membrana. Sin embargo, el documento no se refiere a la monitorización de un procedimiento de separación por membranas en un sistema de aguas industriales por medio de técnicas de monitorización adecuadas.

De acuerdo con esto, existe la necesidad de monitorizar y/o controlar los procedimientos de separación por membrana que puedan tratar corrientes de alimentación, tales como corrientes de alimentación... [Seguir leyendo]

1. Un método para monitorizar un procedimiento de separación por membrana de ósmosis inversa incluyendo una membrana de ósmosis inversa capaz de separar una corriente de alimentación en al menos una primera corriente y una segunda corriente, en el que dicha monitorización consiste sustancialmente en:

proporcionar al menos un trazador fluorescente inerte;

introducir el trazador fluorescente inerte en la corriente de alimentación;

proporcionar al menos un fluorómetro para detectar la señal fluorescente del trazador fluorescente inerte en la corriente de alimentación y en al menos una de, la primera corriente y la segunda corriente y

usar al menos un fluorómetro para determinar una cantidad del trazador fluorescente inerte en la corriente de alimentación y en al menos una de, la primera corriente y la segunda corriente.

2. El método según la reivindicación 1, en el que el procedimiento de separación por membrana de ósmosis inversa se selecciona del grupo que consiste en un procedimiento de separación por membrana por ósmosis inversa de flujo cruzado y un procedimiento de separación por membrana de ósmosis inversa de flujo de final ciego.

3. El método según la reivindicación 1, en el que el trazador fluorescente inerte se selecciona del grupo que consiste en: 3, 6-acridindiamina, N, N, N', N'-tetrametil-, monohidrocloruro; sal sódica del ácido 2-antracenosulfónico; ácido 1, 5-antracenodisulfónico; ácido 2, 6-antracenodisulfónico; ácido 1, 8-antracenodisulfónico; antra[9, 1, 2cde]benzo[rst]pentafeno-5, 10-diol, 16, 17-dimetoxi-, bis (hidrogenosulfato) , sal disódica; sal disódica del ácido batofenantrolinodisulfónico; ácido amino 2, 5-bencenodisulfónico; 2- (4-aminofenil) -6-metilbenzotiazol; ácido 1Hbenz[de]isoquinolin-5-sulfónico, 6-amino-2, 3-dihidro-2- (4-metilfenil) -1, 3-dioxo-, sal monosódica; fenoxazin-5-io, 1 (aminocarbonil) -7- (dietilamino) -3, 4-dihidroxi-, cloruro; benzo[a]fenoxazin-7-io, 5, 9-diamino-, acetato; ácido 4dibenzofuranosulfónico; ácido 3-dibenzofuranosulfónico; yoduro de 1-etilquinaldinio; fluoresceína; fluoresceína, sal sódica; Blanco Keyfluor ST; ácido bencenosulfónico, 2, 2'- (1, 2-etendiil) bis[5-[[4-[bis (2-hidroxietil) amino]-6-[ (4sulfofenil) amino]-1, 3, 5-triazin-2-il]amino]-, sal tetrasódica; Abrillantador Fluorescente C. I. 230; ácido bencenosulfónico, 2, 2'- (1, 2-etenodiil) bis[5-[[4-[bis (2-hidroxietil) amino]-[ (4-sulfofenil) amino]-1, 3, 5-triazin-2-il]amino]-, sal tetrasódica; 9, 9'-biacridinio, 10, 10'-dimetil-, dinitrato; 1-desoxi-1- (3, 4-dihidro-7, 8-dimetil-2, 4-dioxobenzo[g]pteridin10 (2H) -il) -ribitol; naftalenos mono-, di- o tri-sulfonados seleccionados del grupo que consiste en: ácido 1, 5naftalenodisulfónico, sal disódica (hidratada) ; ácido 2-amino-1-naftalenosulfónico; ácido 5-amino-2naftalenosulfónico; ácido 4-amino-3-hidroxi-1-naftalenosulfónico; ácido 6-amino-4-hidroxi-2-naftalenosulfónico; ácido 7-amino-1, 3-naftalenosulfónico, sal potásica; ácido 4-amino-5-hidroxi-2, 7-naftalenodisulfónico; ácido 5-dimetilamino1-naftalenosulfónico; ácido 1-amino-4-naftalenosulfónico; ácido 1-amino-7-naftalenosulfónico y ácido 2, 6naftalenodicarboxílico, sal dipotásica; ácido 3, 4, 9, 10-perilenotetracarboxílico; Abrillantador Fluorescente C. I. 191, Abrillantador Fluorescente C. I. 200; ácido bencenosulfónico, 2, 2'- (1, 2-etenodiil) bis[5- (4-fenil-2H-1, 2, 3-triazol-2-il) -, sal dipotásica; ácido bencenosulfónico, 5- (2H-nafto[1, 2-d]triazol-2-il) -2- (2-feniletenil) -, sal sódica; ácido 1, 3, 6, 8pirenotetrasulfónico, sal tetrasódica; piranina; quinolina.

3. fenoxazin-3-ona, 7-hidroxi-, 10-óxido; xantilio, 9- (2, 4dicarboxifenil) -3, 6-bis (dietilamino) -, cloruro, sal disódica; fenazinio, 3, 7-diamino-2, 8-dimetil-5-fenil-, cloruro; Abrillantador Fluorescente C. I. 235; ácido bencenosulfónico, 2, 2'- (1, 2-etenodiil) bis[5-[[4-[bis (2-hidroxietil) amino]-6[ (4-sulfofenil) amino]-1, 3, 5-triazin-2-il] amino]-, sal tetrasódica; ácido bencenosulfónico, 2, 2'- (1, 2-etenodiil) bis[5-[[4-[ (2hidroxipropil) amino]-6- (fenilamino) -1, 3, 5-triazin-2-il]amino]-, sal disódica; xantilio, 3, 6-bis (dietilamino) -9- (2, 4disulfofenil) -, sal interna, sal sódica; ácido bencenosulfónico, 2, 2'- (1, 2-etenodiil) bis[5-[[4-[ (aminometil) (2hidroxietil) amino]-6- (fenilamino) -1, 3, 5-triazin-2-il]amino]-, sal disódica; Tinopol DCS; ácido bencenosulfónico, 2, 2' ([1, 1'-bifenil]-4, 4'-diildi-2, 1-etenodiil) bis-, sal disódica; ácido bencenosulfónico, 5- (2H-nafto[1, 2-d]triazol-2-il) -2- (2feniletenil) -, sal sódica; ácido 7-benzotiazolsulfónico, 2, 2'- (1-triazeno-1, 3-diildi-4, 1-fenileno) bis[6-metil-, sal disódica y

todas las sales de amonio, potasio y sodio de los mismos y todas las mezclas de los mismos.

4. El método según la reivindicación 1, en el que el trazador fluorescente inerte se selecciona del grupo que consiste en: 1-desoxi-1- (3, 4-dihidro-7, 8-dimetil-2, 4-dioxobenzo[g]pteridin-10 (2H) -il) -D-ribitol; fluoresceína; fluoresceína, sal sódica; sal sódica del ácido 2-antracenosulfónico; ácido 1, 5-antracenodisulfónico; ácido 2, 6-antracenodisulfónico; ácido 1, 8-antracenodisulfónico; naftalenos mono-, di- o tri-sulfonados seleccionados del grupo que consiste en: ácido 1, 5-naftalenodisulfónico, sal disódica (hidratada) ; ácido 2-amino-1-naftalenosulfónico; ácido 5-amino-2naftalenosulfónico; ácido 4-amino-3-hidroxi-1-naftalenosulfónico; ácido 6-amino-4-hidroxi-2-naftalenosulfónico; ácido 7-amino-1, 3-naftalenosulfónico, sal potásica; ácido 4-amino-5-hidroxi-2, 7-naftalenodisulfónico; ácido 5-dimetilamino1-naftalenosulfónico; ácido 1-amino-4-naftalenosulfónico; ácido 1-amino-7-naftalenosulfónico y ácido 2, 6naftalenodicarboxílico, sal dipotásica; ácido 3, 4, 9, 10-perilenotetracarboxílico; Abrillantador Fluorescente C. I. 191; Abrillantador Fluorescente C. I. 200; ácido bencenosulfónico, 2, 2'- (1, 2-etenodiil) bis[5- (4-fenil-2H-1, 2, 3-triazol-2-il) -, sal dipotásica; ácido bencenosulfónico, 5- (2H-nafto[1, 2-d]triazol-2-il) -2- (2-feniletenil) -, sal sódica; ácido 1, 3, 6, 8pirenotetrasulfónico, sal tetrasódica; piranina; quinolina.

3. fenoxazin-3-ona, 7-hidroxi-, 10-óxido; xantilio, 9- (2, 4dicarboxifenil) -3, 6-bis (dietilamino) -, cloruro, sal disódica; fenazinio, 3, 7-diamino-2, 8-dimetil-5-fenil-, cloruro; Abrillantador Fluorescente C. I. 235; ácido bencenosulfónico, 2, 2'- (1, 2-etenodiil) bis[5-[[4-[bis (2-hidroxietil) amino]-6[ (4-sulfofenil) amino]-1, 3, 5-triazin-2-il] amino]-, sal tetrasódica; ácido bencenosulfónico, 2, 2'- (1, 2-etenodiil) bis[5-[[4-[4[2-hidroxipropil) amino]-6- (fenilamino) -1, 3, 5-triazin-2-il]amino]-, sal disódica; xantilio, 3, 6-bis (dietilamino) -9- (2, 4disulfofenil) -, sal interna, sal sódica; ácido bencenosulfónico, 2, 2'- (1, 2-etenodiil) bis[5-[[4-