ES2269208T3 - Proteccion para filtacion por membrana de liquidos. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para filtración por membrana de líquidos (1) que contienen sustancias orgánicas disueltas y materias en suspensión, que comprende: - una etapa de mezclado del líquido a tratar con al menos un absorbente (2) pulverulento; - una etapa de introducción de la mezcla en un circuito que incluye un módulo de filtrado (10); y - una etapa de filtrado en dicho circuito a través de una membrana de configuración geométrica que forma un canal curvado que permite introducir un flujo con vórtices de Dean.
Description
Procedimiento para filtración por membrana de
líquidos.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para filtración por membrana de líquidos y su
dispositivo para llevarlo a cabo y, más específicamente, a un
procedimiento de filtrado mediante membranas de líquidos que
contienen sustancias orgánicas disueltas y materias en suspensión
tales como aguas brutas, en presencia de un absor-
bente.
bente.
Existen numerosos dispositivos que utilizan
membranas de microfiltrado, de ultrafiltrado o de nanofiltrado para
la depuración de agua. Estas membranas están formadas por fibras
capilares o por películas planas.
A fin de aumentar la densidad de flujo de
transferencia de materia a través de la membrana, algunos
dispositivos utilizan una membrana que forma un canal curvado.
Cuando un fluido circula por un canal curvado, se presentan flujos
secundarios perpendiculares al eje principal del flujo debido a la
diferencia de presión existente entre la pared interna y la pared
externa del codo: el efecto global es la formación de vórtices,
denominados vórtices de Dean. Este flujo complejo y estacionario es
bien conocido y permite conseguir mejoras significativas de los
fenómenos de transferencia de calor o de materia. Concretamente, ya
se han descrito numerosos dispositivos para demostrar el interés de
los vórtices de Dean en las operaciones de separación por membrana a
fin de aumentar la densidad de flujo de transferencia de materia a
través de las membranas que forman la pared del canal curvado. La
mejora del flujo se explica por el hecho de que los vórtices de Dean
aumentan el gradiente de velocidad en la pared, provocando un
fenómeno de cizalla suplementario que se opone a la acumulación de
los compuestos en el conjunto membrana-fluido y
disminuye por tanto las resistencias a la transferencia. De esto
modo, los fenómenos limitadores, como la polarización de
concentración o los depósitos de sustancias insolubles, resultan
menos intensos que cuando el fluido circula a través de una membrana
que forma un canal de geometría recta.
De este modo se conoce a través del documento WO
99/22850 un procedimiento de filtrado de líquidos que utiliza
membranas con fibras huecas de filtrado que permiten la formación de
vórtices de Dean.
Se conoce mediante la patente FR 2628337
presentada por la solicitante, la asociación al tratamiento en las
membranas propiamente dichas de un absorbente en suspensión, tal
como polvo de carbón activado, por ejemplo, que circule por una
membrana capilar. El absorbente se introduce en el bucle de filtrado
o circuito de recirculación que incluye una membrana filtrante que
delimita un canal rectilíneo. Este tipo de absorbentes permite fijar
eficazmente las materias orgánicas, tales como pesticidas,
compuestos halogenados o óxidos metálicos solubles, por ejemplo,
cuyo peso molecular es demasiado pequeño para que sean retenidos por
la membrana y colonizar bacterias depuradoras mientras que, por
otra parte, la membrana presenta una barrera absoluta a las materias
en suspensión, coloides, bacterias y absorbentes en polvo. La
asociación del tratamiento en las membranas mediante inyección de
materiales absorbentes en polvo en el circuito de recirculación
presenta como ventaja el combinar dos, y a veces tres, acciones
depuradoras en una sola etapa de tratamiento. La presencia de
absorbente en el circuito de recirculación requiere una potencia de
inyección barrido más elevada que en el caso de los tratamientos
convencionales a fin de prevenir la acumulación excesiva de
absorbente en polvo sobre la membrana, acumulación que tiene como
consecuencia la reducción del caudal de filtrado y que puede llevar
a la obstrucción de los canales.
El objeto de la invención consiste en proponer
un procedimiento de tratamiento de fluidos que permita, por una
parte, mejorar el flujo a través de la membrana y, por otra parte,
la eficacia de la eliminación de los compuestos solubles a través de
dichas membranas.
Este objeto se consigue mediante el hecho de que
el procedimiento para filtración por membrana de líquidos que
contienen sustancias orgánicas disueltas y materiales en suspensión
conlleva una etapa de mezclado del líquido a tratar con, al menos,
un absorbente en polvo, una etapa de introducción de la mezcla en un
circuito que incluye un módulo de filtrado y una etapa de filtrado
en dicho circuito a través de una membrana de configuración
geométrica en forma de canal curvado que permite inducir un flujo
con vórtices de Dean.
De acuerdo con otra particularidad, el flujo en
la membrana se caracteriza por un número de Dean superior a 20.
De acuerdo con otra particularidad, el
procedimiento de filtrado con membrana de líquidos comprende:
- -
- una etapa de mezclado del líquido a tratar con los absorbentes a una concentración determinada;
- -
- una etapa de introducción de la mezcla en un bucle de filtrado con un caudal de inyección determinado;
- -
- una etapa de filtrado en el bucle a una tasa de inyección determinada y un flujo transmembránico regulado mediante la membrana con una forma geométrica de canal curvado;
- -
- una etapa de recuperación del agua filtrada; y
- -
- una etapa de purgado hacia fuera del bucle de filtrado del concentrado obtenido a la salida de filtrado.
De acuerdo con otra particularidad, el
procedimiento comprende una etapa previa de coagulación del líquido
a tratar mediante una sal metálica.
De acuerdo con otra particularidad, el
procedimiento para filtración por membrana de líquidos comprende una
etapa de separación del concentrado purgado para extraer el líquido
y concentrar el absorbente.
De acuerdo con otra particularidad, el
procedimiento para filtración por membrana de líquidos incluye una
etapa de re-inyección en el bucle del líquido y/o
del absorbente extraído del concentrado.
De acuerdo con otra particularidad, el factor de
concentración entre la concentración de la mezcla inyectada y la
concentración de la mezcla en el bucle varía entre 10 y 100.
De acuerdo con otra particularidad, el
procedimiento para filtración por membrana de líquidos comprende una
etapa de inyección en el bucle de un determinado reactivo, gaseoso o
líquido para garantizar un tratamiento suplementario utilizando el
absorbente de la mezcla como soporte bacteriano móvil.
Un segundo objetivo de la invención consiste en
proponer un dispositivo para llevar a cabo el procedimiento.
Esta finalidad se consigue mediante el hecho de
que el dispositivo para filtración por membrana de líquidos que
contienen sustancias orgánicas disueltas y materias en suspensión,
incluye un mezclador que presenta dos canalizaciones de entrada para
introducir el líquido a tratar y un absorbente, una bomba de
inyección conectada al mezclador mediante una canalización que
permite inyectar la mezcla efectuada en el mezclador en un bucle de
filtrado que incluye una bomba de circulación y un módulo de
filtrado, comprendiendo el módulo de filtrado una membrana sellada
en una carcasa, con forma geométrica de canal curvado, una
canalización conectada a la carcasa para recuperar el líquido
filtrado y una canalización de purgado situada aguas abajo del
módulo de filtrado para purgar el
concentrado.
concentrado.
De acuerdo con otra particularidad, la membrana
consiste en fibras capilares.
De acuerdo con otra particularidad, las
membranas en forma de fibras capilares crean canales helicoidales,
sinusoidales y trenzados.
De acuerdo con otra particularidad, la
configuración de las membranas se presenta en forma de haces de
capilares monofilamento o de yuxtaposición de conjuntos monobloque
de múltiples capilares de sección circular o en
cinta.
cinta.
De acuerdo con otra particularidad, la membrana
es una membrana llamada espiral, constituida por películas
planas.
De acuerdo con otra particularidad, el o los
canales de la membrana tienen sección circular.
De acuerdo con otra particularidad, el o los
absorbentes son compuestos incluidos en el grupo formado por carbono
activado, resinas absorbentes, óxidos e hidróxidos minerales y
bentonitas.
De acuerdo con otra particularidad, la
canalización de purgado está conectada a unos medios de recuperación
que incluyen un separador y que permiten concentrar el absorbente,
incluyendo dicho separador, al menos, dos canalizaciones, una de
ellas conectada al mezclador para recircular el líquido extraído del
concentrado por el separador, y la otra para evacuar el absorbente
extraído del concentrado hacia un depósito de almacenamiento.
De acuerdo con otra particularidad, el depósito
de almacenamiento incluye una canalización conectada al mezclador
que permite realimentar el absorbente extraído al bucle de
filtrado.
De acuerdo con otra particularidad, el bucle de
filtrado comprende un dispositivo de inyección o de disolución de un
reactivo determinado para favorecer la actividad biológica.
La combinación de los efectos de los vórtices de
Dean, generados mediante la utilización de membranas con forma
geométrica de canal curvado, y la presencia de un absorbente,
permiten a la vez mejorar los flujos de transferencia, eliminar, al
menos en parte, los compuestos que se fijan sobre el absorbente y/o
que son consumidos por las bacterias que colonizan el
absorbente.
Sorprendentemente, se ha descubierto que por una
parte, en comparación con el dispositivo descrito en la patente FR
2628337, los efectos de vórtices de Dean permiten utilizar una
concentración más elevada de absorbentes en suspensión, sin obturar
los capilares, lo que permite una depuración mayor y, por otra
parte, el efecto de vórtice, combinado con la presencia de
absorbentes en suspensión, permite obtener unos flujos aún mayores
que los observados exclusivamente en presencia del efecto de
vórtice, probablemente gracias a la acción mecánica del absorbente
en polvo que ejerce una erosión continua sobre la masa formada por
el absorbente y las materias orgánicas que tienen tendencia a
acumularse en la superficie de la membrana y que minimizan su
espesor.
Adicionalmente, la eliminación de los compuestos
orgánicos es superior a la conseguida en un dispositivo cuyas
membranas delimitan un canal rectilíneo, tal vez gracias a la
eficacia de mezclado resultante del efecto de vórtice inducido en la
membrana curvada y a la masa de absorbente en el sistema, lo que
garantiza a la vez la absorción y la colonización de las
bacterias.
En comparación con un dispositivo convencional
equipado con membranas de configuración geométrica tubular y
rectilínea, un dispositivo de membranas curvadas en el que circula
una suspensión de absorbente permite un caudal superior entre un 60%
y un 150% en función del tipo de agua a tratar, y una concentración
de absorbente en el bucle que puede elevarse hasta 1g/l gracias al
efecto de vórtice. Esta elevada concentración permite, por una
parte, una mejor utilización del absorbente al aumentar su tiempo de
permanencia en el bucle, lo que permite utilizar mejor su poder
absorbente y reducir la cantidad introducida y, por otra parte, un
mayor rendimiento de eliminación de la materia orgánica por vía
biológica al actuar el absorbente como soporte bacteriano para
eliminar biológicamente determinados compuestos orgánicos y/o el
amoníaco o los nitratos.
Se observarán más claramente otras
particularidades y ventajas de la presente invención mediante la
lectura de la descripción que sigue, haciendo referencia a las
figuras adjuntas en las cuales:
- la figura 1 representa esquemáticamente el
dispositivo de tratamiento de aguas de acuerdo con la invención;
- la figura 2 representa esquemáticamente una
variante del dispositivo mostrado en la figura 1;
- las figuras 3A, 3B y 3C representan
esquemáticamente ejemplos de geometrías de membrana de filtrado de
acuerdo con la invención;
- las figuras 4A, 4B y 4C representan
ejemplos de fibras capilares de acuerdo con la invención.
Haciendo referencia a la figura 1, el agua bruta
(1), que se va a someter a tratamiento previo o no, coagulada con
una sal metálica, se mezcla con uno o varios materiales absorbentes
(2) en polvo en un depósito de mezclado (3), denominado mezclador.
El agua bruta (1) se introduce mediante una canalización (4) en el
mezclador con un caudal determinado. Esta etapa de mezclado puede
conseguirse mediante cualquier medio, como por ejemplo un mezclador
estático, un eyector o un depósito sometido a agitación
mecánica.
El absorbente (2) en polvo se inyecta en el
mezclador (3) a través de una canalización (5) mediante cualquier
tipo de sistema dosificador no representado. El absorbente (2) en
polvo está formado, por ejemplo, por carbono activado en polvo,
resina microporosa, bentonita, óxidos o hidróxidos metálicos o
cualquier otro compuesto insoluble con propiedades absorbentes.
La cantidad de absorbente inyectado en el
mezclador para obtener una suspensión o mezcla tiene una
concentración de absorbente determinada, por ejemplo, de 10
mg/l.
El agua bruta se mantiene en contacto con el
absorbente durante un período mínimo denominado tiempo de contacto.
Dicho tiempo de contacto varía entre algunos segundos y 10 minutos,
en función de la naturaleza del agua a tratar y del dispositivo de
mezclado utilizado.
A continuación la suspensión se bombea a través
de una canalización (6) por medio de la denominada bomba de
inyección (7) hacia un canal de filtrado (8) o circuito de
recirculación. El bucle (8) de filtrado incluye otra bomba (9)
denominada de circulación y un módulo de filtrado (10). El módulo de
filtrado incluye una membrana capilar (11) sellada en una carcasa
(12). La función de la bomba de circulación (9) consiste en
garantizar la necesaria tasa denominada de inyección en el canal de
la membrana capilar. El agua tratada (13) o permeada se
recoge mediante una canalización (14) conectada a la carcasa tras la percolación a través de la membrana
(11).
recoge mediante una canalización (14) conectada a la carcasa tras la percolación a través de la membrana
(11).
La membrana (11), que puede ser de
microfiltrado, ultrafiltrado o nanofiltrado, está formada por
ejemplo por un conjunto de membranas capilares o fibras capilares
huecas, fabricadas con una forma geométrica formando un canal
curvado. La geometría curvada de la membrana permite de este modo
generar vórtices de Dean. La membrana puede formar por ejemplo un
canal curvado de forma helicoidal (111), trenzado (112) o sinusoidal
(113) como el representado respectivamente en las figuras 3A, 3B y
3C. Las membranas o fibras capilares que constituyen la membrana
pueden estar dispuestas de diferentes formas. De acuerdo con la
figura 4A, la disposición de las fibras capilares puede presentarse
en forma de haces de monofilamento. La membrana está formada por un
conjunto de fibras (1111) capilares que presentan cada una un solo
canal (23). La disposición de las fibras capilares puede presentarse
en forma de yuxtaposición de conjuntos monobloque de múltiples
capilares de sección circular (1112) como se representa en la figura
4B o en forma de yuxtaposición de conjuntos monobloque de múltiples
capilares en cinta (1113) como se representa en la figura 4C. En
estos dos últimos casos, la membrana está formada por fibras
capilares (1112, 1113) cada una con varios canales (24, 25). Los
canales curvados de las fibras capilares pueden tener sección
circular. De acuerdo con otro modo de realización, la membrana está
formada por películas planas curvadas, y se denomina
tradicionalmente membrana en espiral.
\newpage
El parámetro de control de los flujos en los
codos del canal curvado es el número de Dean (De) que representa la
relación entre las fuerzas centrífugas y de inercia en relación con
las fuerzas viscosas. Se define mediante la siguiente ecuación
1:
De = Re
\sqrt{\frac{d_{i}}{d_{c}}}
Donde "Re" representa el
número de Reynolds, "d_{i}" representa el diámetro interno
del conducto y "d_{c}" el diámetro de curvatura, estando
"d_{i}" y "d_{c}" expresados en
metros.
Esta definición de "De" no es válida si el
conducto curvado presenta una torsión apreciable, como sucede en el
caso concreto de los conductos de forma helicoidal (111), trenzada
(112) o sinusoidal (113), como los representados en las figuras 3A,
3B y 3C. A fin de tener en cuenta el efecto de torsión, se define un
diámetro efectivo de curvatura d'c mediante la ecuación 2
siguiente:
d'{}_{c} =
d_{c} \left[1 + \left(\frac{p}{\pi d_{c}}\right)^{2}
\right]
Donde "p" es el paso en
metros.
Esto nos lleva a la definición del número de
Dean modificado (De') de acuerdo con la ecuación 3 siguiente:
De = Re
\sqrt{\frac{d_{i}}{d_{c}}}
En la práctica, d'_{c} difiere muy poco de
d_{c} cuando el paso es pequeño respecto a d_{c}.
A continuación, denominaremos número de Dean al
número definido por una u otra de las ecuaciones 1 o 3, sabiendo que
la torsión debe tenerse en cuenta cuando el paso p no es más pequeño
respecto a d_{c}.
La tasa de inyección y la geometría de la
membrana se determinarán a fin de engendrar unas perturbaciones
suficientes. Este valor mínimo de las perturbaciones corresponde a
un número de Dean comprendido entre 20 y 500.
La mezcla o suspensión se bombea mediante la
bomba (7) de inyección con un caudal sensiblemente idéntico al del
agua bruta (1) que entra en el mezclador (3) y a una presión
correspondiente a la pérdida de carga máxima prevista para el paso a
través de la membrana. La bomba (9) de circulación permite mantener
una tasa de inyección constante en las membranas capilares a una
presión igual a la pérdida de carga en la membrana, aumentada
mediante la presión de retroceso de la bomba de inyección.
La fracción concentrada o concentrado que sale
del módulo (10) de filtrado se purga de forma continua o discontinua
para extraer una cantidad de absorbente equivalente a la cantidad de
absorbente (2) nuevo que se introduce en el mezclador (3). Esta
operación permite mantener en el bucle una concentración constante
de absorbente de acuerdo con las condiciones operativas
determinadas. La concentración de absorbente en el bucle es
directamente proporcional a la relación entre el caudal de bombeo y
el caudal de concentrado evacuado. Este factor de concentración es
del orden de 10 a 100 de acuerdo con las aplicaciones. El
concentrado se extrae del bucle mediante una canalización (15) de
purgado situada aguas abajo del módulo (10) de filtrado hacia unos
medios de recuperación. Dichos medios de recuperación incluyen un
separador (22) tal como un decantador, un filtro de banda o una
centrifugadora por ejemplo, cuya función consiste en aumentar la
concentración de dicho concentrado. El agua extraída del concentrado
por el separador (22) puede recircularse inyectándola mediante una
canalización (16) en el mezclador (3) con el agua (1) bruta a
tratar.
El absorbente extraído del concentrado
denominado absorbente recuperado puede almacenarse en un depósito
(18) mediante una canalización (17). En función de la naturaleza del
agua a tratar y del grado de saturación del absorbente, este puede
ser evacuado del dispositivo mediante una canalización (19) para su
destrucción o utilizarse para realimentar el bucle (8) de filtrado
inyectándolo a través de una canalización (20) en el mezclador
(3).
Efectivamente, aun cuando el procedimiento de
membrana curvada reduce considerablemente los efectos de
taponamiento ligados a la acumulación de un depósito en la membrana,
no queda más remedio que llevar a cabo periódicamente un lavado de
la membrana. Dicho lavado puede llevarse a cabo mediante una
operación de retrolavado que consiste en reenviar el permeado a
contracorriente, añadiendo eventualmente un producto químico tal
como cloro o lejía.
Haciendo referencia a la figura 2, un
dispositivo (21) de inyección o de disolución de un reactivo se
puede añadir al bucle de filtrado a fin de favorecer las reacciones
biológicas. A modo de ejemplo, el dispositivo (21) permite inyectar
metanol o etanol para llevar a cabo una desnitrificación o disolver
oxígeno mediante inyección de aire o de oxígeno puro para nitrificar
los compuestos amoniacales.
De acuerdo con un ejemplo de realización no
limitativo, el agua (1) procedente de un tratamiento biológico y
previamente coagulada mediante cloruro férrico se introduce con un
caudal de 10 m^{3}/h en el mezclador (3) en el que se ha inyectado
carbono inyectado en polvo para obtener una concentración de 10 mg/l
tras la mezcla. El tiempo de contacto se ha fijado en 3 minutos. A
continuación, la mezcla se bombea mediante la bomba (7) de inyección
con un caudal de 10 m^{3}/h y a una presión correspondiente a la
pérdida de carga máxima prevista para la circulación en el canal de
la membrana, que puede ser por ejemplo de 1 bar. La bomba (9) de
circulación mantiene una tasa de 1 m/s en las membranas capilares a
una presión equivalente a la pérdida de carga en las membranas
incrementada por la presión de retroceso de la bomba de inyección o,
lo que es lo mismo, un total de 1,5 bares. La superficie de la
membrana (11) es por ejemplo de 70 m^{2}. Gracias a la utilización
de membranas curvadas, el flujo de permeado (13) a través de la
membrana es de 150 l/h.m^{2} a una presión de 1 bar y una
temperatura de 20ºC.
El factor de concentración del absorbente que,
en este caso, es de 50, permite mantener una concentración de
carbono activado en equilibrio de 500 mg/l. El concentrado evacuado
a esta concentración de 500 mg/l., atraviesa un separador (22)
formado por un decantador laminar dimensionado a 4 m/h que permite
extraer el carbono activado a una concentración de aproximadamente
50 g/l. A continuación, el agua decantada se reenvía al mezclador
(3) con el agua a tratar. La extracción del carbono activado del
decantador representa un caudal medio de 2 l/h. De este modo, el
caudal entrante es de 10 m^{3}/h, y la pérdida de agua por la
extracción está limitada a menos de 0,02%.
Gracias al efecto de vórtice, el depósito sobre
la membrana (11) es muy reducido y el tiempo de filtrado sin lavado
o retrolavado es igual o superior a 24 horas. Un sistema de membrana
rectilínea necesita, en unas condiciones operativas idénticas, un
lavado cada hora durante 30 segundos.
El tiempo de retrolavado diario acumulado es
como máximo de 3 minutos, a un caudal de permeado clorado que
representa 2 veces el flujo de producción, o lo que es lo mismo 6
minutos de producción a lo largo de un período de 24 horas,
asegurándose después un contacto de algunos minutos antes de vaciar
para retomar la producción. El conjunto de las pérdidas de agua en
el dispositivo de acuerdo con la invención, incluyendo la parada de
producción durante el lavado y el agua de lavado, así como la
extracción del carbono del fondo del separador, asciende a menos del
3%, un valor que puede compararse ventajosamente con el valor de
entre un 5 y un 10% normalmente obtenido con los sistemas de
membrana rectilínea utilizados en las mismas condiciones.
El vaciado inicial del bucle puede reutilizarse
para llenar el bucle antes de iniciar un nuevo ciclo de producción.
Esta recuperación del carbono sembrado biológicamente, almacenado en
vacío, permite disponer inmediatamente después de un lavado de una
concentración de carbono de 500 mg/l, que participa en la depuración
y aporta la eficacia óptima cuando se vuelve a arrancar el
dispositivo.
El procedimiento de acuerdo con la invención, al
mejorar el índice de transferencia a través de la membrana, permite
reducir la superficie de membrana en un factor superior a 1,5 y
reducir el trabajo de separación del carbono en un factor de 5. La
mejor utilización del carbono activado permite reducir la cantidad
de carbono nuevo introducida en el agua a tratar. A modo de ejemplo,
en relación con un procedimiento que utiliza una membrana rectilínea
y una mezcla a 10 mg/l, el procedimiento de acuerdo con la invención
presenta la misma eficacia con una mezcla a 8 mg/l. El coste de
inversión global del dispositivo se reduce en un 30% y el coste de
explotación (carbono activado y energía) en un 10%, creando la
membrana curvada una pérdida de carga suplementaria y, por tanto,
un gasto de energía que debe deducirse del ahorro obtenido con el
carbono activado. Las ventajas constatadas son sorprendentes, ya que
con un consumo energético ligeramente superior se obtiene un ahorro
sustancial por superficie de membrana instalada y por consumo de
absorbente utilizado, obteniendo la misma calidad en el agua
obtenida mediante el procedimiento y minimizando la pérdida de agua
global. De acuerdo con el tipo de agua a tratar, podrán utilizarse
elevadas concentraciones de absorbente pulverulento en las membranas
capilares sin taponamientos ni atascos.
Las posibles aplicaciones de este tipo de
combinación del vórtice de Dean / inyección y recirculación de
productos absorbentes en polvo son, a título no limitativo, el
tratamiento de agua para su potabilización, el reciclado de aguas
utilizadas tras un tratamiento biológico, la concentración de
productos valorizables y, más generalmente, el tratamiento de
líquidos cargados.
Claims (18)
1. Procedimiento para filtración por membrana
de líquidos (1) que contienen sustancias orgánicas disueltas y
materias en suspensión, que comprende:
- -
- una etapa de mezclado del líquido a tratar con al menos un absorbente (2) pulverulento;
- -
- una etapa de introducción de la mezcla en un circuito que incluye un módulo de filtrado (10); y
- -
- una etapa de filtrado en dicho circuito a través de una membrana de configuración geométrica que forma un canal curvado que permite introducir un flujo con vórtices de Dean.
2. Procedimiento para filtración por membrana de
líquidos de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado
porque el flujo en la membrana se caracteriza por un número
de Dean (De) superior a 20.
3. Procedimiento para filtración por membrana
de líquidos de acuerdo con la reivindicación 1 o 2,
caracterizado porque comprende:
- -
- una etapa de mezclado del líquido (1) a tratar con el absorbente (2) a una concentración determinada;
- -
- una etapa de introducción de la mezcla en un bucle (8) de filtrado con un caudal de inyección determinado;
- -
- una etapa de filtrado en el bucle de recirculación a una tasa de inyección determinada y un flujo transmembránico regulado mediante la membrana con una forma geométrica que forma un canal curvado;
- -
- una etapa de recuperación del líquido filtrado (13);
- -
- una etapa de purgado hacia fuera del bucle de filtrado del concentrado obtenido en la salida del filtrado.
4. Procedimiento para filtración por membrana
de líquidos de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado
porque comprende una etapa previa de coagulación del líquido a
tratar mediante una sal metálica.
5. Procedimiento para filtración por membrana
de líquidos de acuerdo con la reivindicación 3 0 4,
caracterizado porque comprende una etapa de separación del
concentrado purgado para extraer el líquido y concentrar el
absorbente.
6. Procedimiento para filtración por membrana
de líquidos de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado
porque comprende una etapa de re-inyección en el
bucle del líquido y/o del absorbente extraído del concentrado.
7. Procedimiento para filtración por membrana
de líquidos de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 a 6,
caracterizado porque el factor de concentración entre la
concentración de la mezcla inyectada y la concentración de la mezcla
en el bucle varía entre 10 y 100.
8. Procedimiento para filtración por membrana
de líquidos de acuerdo con las reivindicaciones 3 a 7,
caracterizado porque comprende una etapa de inyección en el
bucle de un determinado reactivo gaseoso o líquido, para garantizar
un tratamiento suplementario, utilizando el absorbente de la mezcla
como soporte bacteriano móvil.
9. Dispositivo para filtración por membrana de
líquidos que contienen sustancias disueltas y materias en
suspensión, que comprende:
- -
- un mezclador (3) que presenta dos canalizaciones (4, 5) de entrada para la introducción respectiva del líquido (1) a tratar y de un absorbente (2),
- -
- un bucle (8) de filtrado que comprende una bomba (9) de circulación y un módulo (10) de filtrado,
- -
- una bomba (7) de inyección conectada mediante una canalización (6) al mezclador (3) que permite inyectar en el bucle (8) de filtrado la mezcla efectuada por el mezclador,
comprendiendo el módulo de filtrado
una membrana (11) sellada en una carcasa (12) y con una forma
geométrica de canal curvado, estando conectada a la carcasa una
canalización (14) para recuperar el líquido (13) filtrado y
disponiéndose de una canalización (15) de purgado aguas abajo del
módulo de filtrado para purgar el
concentrado.
10. Dispositivo para filtración por membrana de
líquidos de acuerdo con la reivindicación 9 caracterizado
porque la membrana está formada por fibras capilares.
11. Dispositivo para filtración por membrana de
líquidos de acuerdo con la reivindicación 10 caracterizado
porque las membranas en forma de fibras capilares forman unos
canales helicoidales, sinusoidales o trenzados.
12. Dispositivo para filtración por membrana de
líquidos de acuerdo con la reivindicación 10 u 11
caracterizado porque la disposición de las fibras capilares
se presenta en forma de haces de capilares monofilamento (1111) o de
yuxtaposición de conjuntos monobloque de múltiples capilares de
sección circular (1112) o en cinta (1113).
13. Dispositivo para filtración por membrana de
líquidos de acuerdo con la reivindicación 9 caracterizado
porque la membrana es una membrana llamada en espiral formada por
películas planas.
14. Dispositivo para filtración por membrana de
líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13
caracterizado porque el o los canales de la membrana tienen
sección circular.
15. Dispositivo para filtración por membrana de
líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14
caracterizado porque el o los absorbentes son compuestos
incluidos en un grupo formado por carbono activado, resinas
absorbentes, óxidos e hidróxidos minerales y bentonitas.
16. Dispositivo para filtración por membrana de
líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 15
caracterizado porque la canalización (15) de purgado está
conectada a unos medios de recuperación que incluyen un separador
(22) que permite concentrar el absorbente, comprendiendo dicho
separador, al menos, dos canalizaciones, estando una de ellas (16)
conectada al mezclador (3) para recircular el líquido extraído del
concentrado por el separador (22) y la otra (19,20) para evacuar el
absorbente extraído del concentrado hacia un depósito (18) de
almacenamiento.
17. Dispositivo para filtración por membrana de
líquidos de acuerdo con la reivindicación 16 caracterizado
porque el depósito de almacenamiento incluye una canalización (20)
conectada al mezclador (16) que permite realimentar el absorbente
extraído al bucle (8) de filtrado.
18. Dispositivo para filtración por membrana de
líquidos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 17
caracterizado porque el bucle de filtrado comprende un
dispositivo (21) de inyección o de disolución de un reactivo
determinado en la mezcla para favorecer la actividad biológica.
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