Mantenimiento de sistemas de membrana

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Tecnología de membrana

Los sistemas de membrana pueden ser gestionados a través de filtración frontal o de filtración tangencial.

Filtración frontal

Cuando se realiza una filtración frontal, toda el agua que entra en la superficie de la membrana es presionada a través de la membrana. Algunos sólidos y componentes permanecerán en la membrana mientras que el agua fluye a su través. Esto depende en el tamaño de poro de la membrana. En consecuencia, el agua experimentará una mayor resistencia a pasar a través de la membrana. Cuando la presión del agua entrante es contínua, esto resultará en un decrecimiento del flujo. Después de un tiempo el flujo habrá decrecido tanto que la membrana necesitará ser limpiada.

La filtración frontal se aplica porque la pérdida energética es menor que cuando se aplica la filtración tangencial. Esto es porque toda la energía entra en el agua que realmente ha pasado la membrana. La presión necesaria para presionar el agua a través de la membrana es llamada Presión Transmembranal (PTM).

La PTM se define como el gradiente de presión de lal membrana, o la presión media de entrada menos la presión de permeado. La presión de entrada se mide a menudo en el punto inicialde un módulo de membrana. Sin embargo, esta presión no iguala la presión media de entrada, porque el flujo a través de una membrana causaría pérdidas de presión hidráulica.

Durante la limpieza de una membrana los componentes son retirados hidráulica, química o físicamente. Cuando se realiza el proceso de limpieza, un módulo queda temporalmente sin funcionar. Como resultado, la gestión con filtración frontal es un proceso discontínuo.

La cantidad de tiempo durante la cual un módulo realiza filtración se llama tiempo de filtración y la cantidad de tiempo durante la cual un módulo es limpiado se llama tiempo de limpieza. En la práctica siempre se intenta hacer que el tiempo de filtración sea lo más largo posible, y aplicar el menor tiempo de limpieza posible. 

Cuando una membrana es limpiada con el permeado, no tiene una producción contínua de agua. Esto resulta en una producción menor. El factor que indica la cantidad de producción se llama recuperación.

Filtración tangencial

Cuando se realiza una filtración tangencial, el agua entrante es reciclada. Durante la recirculación el flujo del agua entrante es paralelo a la membrana. Sólo una pequeña parte del agua entrante se usa para la producción de premeado, la mayor parte dejará el módulo. En consecuencia, la filtración tangencial tiene un alto coste energético. Después de todo, todo el flujo de agua entrante necesita ser pasado a presión.

La velocidad del flujo de agua paralelo a la membrana es relativamente alta. El propósito de este flujo es el control del grosor de la capa.

Como consecuencia de la velocidad a la que fluye el agua, las fuerzas de flujo son altas, lo que permite que los sólidos suspendidos sean arrastrados por el flujo de agua.
La gestión por filtración tangencial puede alcanzar flujos estables.De todas formas, la limpieza de instalaciones de flujo tangencial debe ser aplicada de cuando en cuando. La limpieza se realiza mediante chorro de agua trasero o mediante limpieza química.
 
El sistema de flujo tangencial se aplica para ósmosis inversa, nanofiltración, ultrafiltración y microfiltración, dependiendo del tamaño de poro de la membrana.  

Tecnología de membrana

Sistema de Osmosis Inversa para agua salobre