Procedimiento para separación de constituyentes de un líquido.

Procedimiento para separar constituyentes de un líquido, en el que dicho líquido se hace pasar a través de lasuperficie de una membrana (5,

14) como un flujo de alimentación (7) que es separado en un flujo concentrado y unflujo permeado (3), caracterizado porque la carga superficial de la membrana es influida mediante la inducción deun campo electrostático en la membrana, llevándose a cabo dicha inducción mediante la colocación de un elementopara inducir un campo electrostático en el lado permeado de la membrana (5, 14) en el que el cambio en lasuperficie de dicha membrana se mantiene después de haber sido inducido el campo electrostático, aislando el flujopermeado de tierra de tal manera que no tiene lugar paso de corriente, en el que dicho campo electrostáticocampo está incluido en un rango de tensión de 2000 a 3000 V.

Procedimiento para separación de constituyentes de un líquido [0001] La presente invención se refiere a un procedimiento para separar constituyentes de un líquido, en el que dicho líquido se hace pasar a lo largo de la superficie de una membrana como un flujo de alimentación que se separa en un flujo concentrado y un flujo permeado. [0002] Tal procedimiento es conocido per se a partir de la patente US N º 6.592.763 concedida al presente solicitante. De acuerdo con el procedimiento que se conoce a partir de esta, el flujo efluente de un biorreactor se suministra a una unidad de ultrafiltración y separándose en el mismo en un flujo permeado y un flujo concentrado, y suministrándose el flujo permeado de la unidad de ultrafiltración a una unidad de filtración por membrana y se separa en un flujo de producto y un flujo de descarga en el mismo, cuyo flujo de descarga es devuelto del biorreactor. [0003] La descripción de patente publicada DE 198 06 796 se refiere a un dispositivo de filtración de membrana, en el que un tubo de suministro está dispuesto aguas arriba de la unidad de filtración por membrana, en cuyo tubo de suministro se genera un campo magnético en el líquido presente en el mismo, dicho tubo de suministro está provisto de dos electroimanes en el lado exterior del mismo. Se supone que el campo magnético que se aplica induce la desintegración de los cristales presentes en el líquido, siendo capturados los cristales así desintegrados por medio de un filtro de arena. [0004] Solicitud de patente US 2005/0211638 se refiere a una instalación para el tratamiento de flujos efluentes mediante la utilización de campos eléctricos pulsantes, reivindicándose que resulta en una modificación físicoquímica y biológica del medio acuoso a tratar. Se reivindica, en particular, que el campo eléctrico pulsante tiene un efecto biológico (destrucción de las células) , efectos físicos (aumento de las dimensiones de los compuestos en solución) y químicos (mineralización del cloro) en el efluente a tratar. [0005] La solicitud de patente US 2002/0148761 se refiere a la utilización de, al menos, un electrodo situado en un fluido que fluye, cuyo líquido fluyente comprende sustancias no deseadas. El electrodo se energiza eléctricamente para proporcionar circulación de corriente en el fluido para producir una cantidad suficiente de energía eléctrica en el fluido fluyente para así causar perturbaciones en las substancias del líquido para tratar eficazmente el fluido. La tensión utilizada para dicho propósito oscila entre -30 y 15 voltios. [0006] La solicitud internacional WO 98/30501 se refiere a un procedimiento para aplicar un campo magnético fluctuante a un líquido a tratar, cuyo campo magnético está diseñado para mantener las llamadas corrientes parásitas. Dicha publicación está en particular dirigida a someter al agua a tratar a un campo magnético fluctuante en una planta de desalinización con el fin de mejorar así el rendimiento de dicha planta [0007] El artículo "Electrokinetics methods to control membrane fouling" de S.N. Jagannadh y H.S. Muralidhara, Ind. Eng. Chem. Res., 1996, 35, 1133-1140 se refiere a la utilización de un campo eléctrico a través de un cátodo y un ánodo en el caso de ensuciamiento de la membrana, dicho campo eléctrico conduce a la formación de gases como resultado del proceso electrolítico iniciado, cuyos gases formados de esta manera muestran un llamado efecto de "barrido" en la superficie de la membrana, que, de acuerdo con el artículo, mantiene limpia la superficie de la membrana. La tecnología discutida en dicho artículo se refiere por tanto a los procesos electrolíticos, así como a electroforesis y electro-ósmosis. [0008] La patente US Nº 6.463.790 se refiere a un aparato de filtración de membrana para supervisar continuamente el ensuciamiento de la membrana durante el proceso de filtración. [0009] La patente US Nº 6.294.137 se refiere al tratamiento electrostático de sistemas líquidos, en el que se genera una corriente eléctrica en un líquido que fluye con el propósito de tratamiento de dicho líquido a fin de evitar el ensuciamiento de los sistemas de tuberías domésticos e industriales.

En los sistemas de membrana del tipo anterior, las sustancias se adhieren con frecuencia a la superficie de la membrana. Los microorganismos presentes en el flujo acuoso a tratar son células vivas, que pueden crecer debido a la presencia de las sustancias biodegradables presentes en el flujo acuoso. Por lo tanto el llamado potencial de contaminación biológica se determina por los micro-organismos y la concentración de nutrientes. Después de todo, si el flujo acuoso no contiene nutrientes, los microorganismos no pueden mantenerse vivos, y por lo tanto no van a formar una película biológica sobre la superficie de la membrana. Los problemas de ensuciamiento biológico por lo general se manifiestan en los sistemas de membrana en forma de una presión transmembrana aumentada. Sin embargo, tal cambio en la presión transmembrana también puede ser causado por otros mecanismos de ensuciamiento. También es posible tomar muestras de agua, que se pueden someter a las mediciones bacterianas o mediciones de recuento de células, mientras que además puede ser identificado un número de los micro-organismos 55 que se encuentran en el flujo acuoso. Sin embargo, estos datos no pueden ser relacionados con la ubicación de la formación de películas biológicas, ya que las células presentes en el flujo acuoso se pueden originar desde cualquier lugar dentro del sistema, incluyendo las membranas. Otra posibilidad es tomar muestras de las mismas superficies de las membranas, en cuyo caso las muestras de películas biológicas deben ser tomadas de una membrana operativa por medio de un procedimiento destructivo. Otros enfoques más recientes incluyen el uso de sensores ópticos, y también de otros sensores, que están integrados en un módulo de membrana y que pueden detectar el desarrollo de materiales de deposición en la superficie a partir de un aumento de la reflexión de la luz. En la práctica también se utiliza una disposición denominada membrana de derivación, de la que se pueden retirar las membranas y ser examinadas por medio de un procedimiento destructivo con el propósito de detectar así cualquier contaminación biológica.

Un enfoque para la prevención de los problemas de ensuciamiento biológico es la utilización de biocidas. La idea subyacente es que si los microorganismos son la causa del problema, es deseable que dichos microorganismos sean exterminados. En la práctica, este procedimiento tiene algunos inconvenientes graves, sin embargo, debido a que es un hecho conocido que los microorganismos que forman películas biológicas pueden exhibir una muy alta resistencia a los biocidas, de esta forma el tratamiento con biocidas no dará lugar a la eliminación deseada de la capa de ensuciamiento biológico. Una estrategia de limpieza para superficies de la membrana que se utiliza por

tanto frecuentemente, es la utilización de un procedimiento que comprende dos pasos, a saber, la primera capa de suciedad se debilita (que normalmente se realiza por medio de agentes de limpieza) , y luego se retira la capa de suciedad, que normalmente se realiza mediante la aplicación de fuerzas de cizallamiento, es decir, se utiliza una combinación de procedimientos de limpieza mecánicos y químicos o hidráulicos. Otra posibilidad es reducir el potencial de crecimiento del flujo de alimentación a separar, en particular, mediante la reducción del porcentaje de carbono orgánico asimilable (AOC) . Además, se conoce la adición de productos químicos al flujo de alimentación, dichos productos químicos se adhieren a los componentes a separar o hacen que los componentes se separen para formar un conglomerado de los componentes, lo que evita además que tales constituyentes pasen de la membrana. Sin embargo, la adición de una cantidad extra de productos químicos no es deseable por razones ambientales y económicas.

El objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento mediante el cual el ensuciamiento biológico de una membrana puede ser reducido o incluso evitado. [0013] Otro objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento en el que las condiciones que prevalecen en la membrana pueden ser influenciadas de tal manera que la formación y la adhesión de una película biológica en o a la superficie de la membrana se ve seriamente obstaculizada. [0014] Aún, otro objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para separar constituyentes de un líquido, utilizando una membrana, cuyo procedimiento hace que sea posible para influir en las propiedades de retención de la membrana. [0015] De acuerdo con la presente invención, el procedimiento se caracteriza por la... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para separar constituyentes de un líquido, en el que dicho líquido se hace pasar a través de la superficie de una membrana (5, 14) como un flujo de alimentación (7) que es separado en un flujo concentrado y un 5 flujo permeado (3) , caracterizado porque la carga superficial de la membrana es influida mediante la inducción de un campo electrostático en la membrana, llevándose a cabo dicha inducción mediante la colocación de un elemento para inducir un campo electrostático en el lado permeado de la membrana (5, 14) en el que el cambio en la superficie de dicha membrana se mantiene después de haber sido inducido el campo electrostático, aislando el flujo permeado de tierra de tal manera que no tiene lugar paso de corriente, en el que dicho campo electrostático campo está incluido en un rango de tensión de 2000 a 3000 V.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho campo electrostático tiene una carga positiva.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho campo electrostático tiene una carga negativa.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho campo electrostático es alternativamente positivo o negativo. 20

5. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la carga de la superficie se encuentra influyendo sobre toda la superficie de la membrana.

6. Procedimiento de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se mide el

potencial de flujo a través del flujo de alimentación (7) y el flujo permeado (3) , proporcionando dicho potencial de flujo una señal de control, por medio de la cual es/son controlados uno o más de los siguientes parámetros del campo electrostático seleccionado de entre el grupo que comprende polaridad, tensión y frecuencia de cambio de polaridad, o una combinación de los mismos.

7. Procedimiento de acuerdo con una o más de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se mide el valor de pH del flujo de alimentación (7) , proporcionando dicho valor de pH una señal de control por medio de la cual es/son controlado/s uno o más de los siguientes parámetros del campo electrostático seleccionado de entre el grupo que comprende polaridad, tensión y frecuencia de cambio de polaridad, o una combinación de los mismos.

8. Procedimiento de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se mide la conductividad del flujo de alimentación (7) , proporcionando dicha conductividad una señal de control por medio de la cual es/son controlado/s cual uno o más de los siguientes parámetros del campo electrostático seleccionado del grupo que comprende polaridad, tensión y frecuencia de cambio de polaridad, o una combinación de los mismos.

9. Procedimiento de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque se mide el valor TSS (sólidos suspendidos totales) del flujo de alimentación (7) , proporcionando dicho valor TSS una señal de control por medio de la cual es/son controlado/s uno o más de los siguientes parámetros del campo electrostático seleccionado de entre el grupo que comprende polaridad, tensión y frecuencia de cambio de polaridad, o una combinación de los mismos.

10. Procedimiento de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se mide el potencial zeta del flujo de alimentación (7) , proporcionando dicho potencial zeta una señal de control por medio de la cual es/son controlado/s uno o más de los siguientes parámetros del campo electrostático seleccionado de entre el grupo que comprende polaridad, tensión y frecuencia de cambio de polaridad, o una combinación de los mismos.

11. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la membrana (5, 14) se selecciona entre el grupo que comprende de microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración e hiperfiltración.

12. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la membrana (5, 14) es de un tipo seleccionado de entre el grupo que comprende de módulo tubular, de módulo de hoja plana y de módulo enrollado en espiral.

13. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la 60 membrana (5, 14) es de base líquida de origen orgánico o inorgánico.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden 5 excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patente citados en la descripción

• US 6592763 B [0002] • DE 19806796 [0003] • US 20050211638 A [0004] • US 20020148761 A [0005] • WO 9830501 A [0006] • US 6463790 B [0008] • US 6294137 B [0009]

Literatura no de patente citada en la descripción • S.N. JAGANNADH ; H.S. MURALIDHARA. Electrokinetics methods to control membrane fouling. Ind. Eng. Chem. Res., 1996, vol. 35, 1133-1140 [0007]