Monitorización de las membranas

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Aumente el rendimiento de las membranas de filtración de agua

Mejore la eficiencia y controle el coste de filtración de las membranas

Las membranas de ósmosis inversa (OI) tienen, sin duda, un mayor impacto en las operaciones que cualquier otro proceso de tratamiento de agua. Son extremadamente eficaces en la eliminación de contaminantes inorgánicos, pero también son muy susceptibles a la acumulación de suciedad, la oxidación y la formación de depósitos. La falta de una monitorización precisa y en tiempo real de la salud de las membranas de OI puede generar costes significativos debido a la bioincrustación, el uso excesivo de productos químicos, la necesidad de una limpieza y un mantenimiento frecuentes, el tiempo de inactividad de la planta y la sustitución prematura de las membranas.

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Gastos de ensuciamiento de ósmosis inversa

Según un reciente estudio científico publicado en Desalination, el coste de la acumulación de suciedad en las membranas de OI de una planta desalinizadora de los Países Bajos representa aproximadamente el 24 % de los gastos totales operativos de la planta. La mayor parte de ese gasto se debe a la sustitución prematura de las membranas.[1]

¿Cómo funcionan las membranas de OI?

La ósmosis inversa aplica presión a una membrana semipermeable que permite que las moléculas de agua pasen a través de ella a medida que los compuestos inorgánicos disueltos se eliminan por drenaje. El flujo cruzado separa el agua en dos vías.

Tratamiento y análisis de agua en el sistema de OI

Reverse Osmosis Diagram

Clave

  • Clave: Aplicable a la mayoría de los clientes de OI
  • Aplicable a un menor número de clientes de OI
  • Coadyuvante de filtración
  • Prefiltración (opcional)
  • Cloración
  • Filtro de cartucho
  • Antiincrustante
  • Decloración
  • Membrana de OI (ósmosis inversa)
  • Biocida y Limpiador de membranas
  • Rechazo
  • Permeado

Objetivos del administrador del sistema de OI

1. Eliminar partículas, iones y moléculas para producir agua adecuada para los procesos aguas abajo

2. Gestionar la eficiencia y el rendimiento de las membranas mediante el control rentable de la acumulación de suciedad, la limpieza y el mantenimiento

3. Prolongar la vida útil y la fiabilidad de las membranas mediante la gestión de los agentes incrustantes

4. Responder rápidamente a las fluctuaciones del agua de captación que afectan a los objetivos anteriores

Decloración y monitorización de las membranas

Son muchos los parámetros importantes a la hora de monitorizar el rendimiento de las membranas de OI, y uno de los principales es el cloro. El cloro es necesario para la desinfección, aunque un exceso puede dañar las membranas. Por lo tanto, la cloración y la decloración son pasos clave en casi todos los procesos de tratamiento industriales y municipales cuando se utilizan membranas de OI. Debido a que es difícil medir niveles ultrabajos de cloro residual, los operarios de las plantas optan a menudo por eliminarlo por completo. A pesar de que el resultado final es 0 cloro residual, cumpliendo así los objetivos de protección de las membranas, el exceso o defecto de  decloración  pueden causar una serie de consecuencias y gastos innecesarios.

1

El coste asociado con los productos químicos superfluos utilizados para eliminar el cloro por completo.

2

La ausencia de cloro puede llevar a la formación de bioincrustaciones, lo que requiere una limpieza y un mantenimiento adicionales o la utilización de costosos biocidas no oxidantes.

3

La presencia de cloro adicional puede afectar negativamente a la eficiencia de las membranas, obligando a su sustitución meses antes de lo que normalmente sería necesario.

Ejemplo 1:

Prolongar la vida útil de las membranas

Muchas membranas están clasificadas para 1000 partes por millón (ppm)/horas de exposición al cloro libre antes de que el paso de sales se duplique. Si expone las membranas de OI de la primera etapa a una media continua de 38 partes por mil millones (ppb), alcanzará 1000 ppm/horas en 36 meses. Si aumenta su exposición media en tan solo 10 ppb hasta 48 ppb, alcanzará la misma cantidad de 1000 ppm/horas en 28,5 meses. Esto significa que puede que tenga que sustituir sus membranas de OI de la primera etapa siete meses y medio antes por un aumento medio de la exposición al cloro libre de 10 ppb.

Ejemplo 2:

Reducir los gastos operacionales

El coste de limpieza de las membranas en un sistema con el mantenimiento adecuado puede suponer 0,22 € por metro cúbico.
Sin embargo, si el mantenimiento de las instalaciones no es el adecuado, puede gastar hasta 1 € por metro cúbico.
Los costes aproximados de productos químicos habituales son:

  • Antiincrustantes: de 0,01 a 0,03 €/m³
  • Cartuchos de filtro: de 0,01 a 0,03 €/m³
  • Limpieza de las membranas adecuada: de 0,1 a 0,22 €/m³
  • Limpieza de las membranas inadecuada: hasta 0,9 €/m³

Cuando las membranas están sucias, los costes aumentan sustancialmente. Los costes de las operaciones podrían aumentar de un 50 % a un 100 % y, para una planta típica que gasta alrededor de 1 a 3 € por metro cúbico, esto podría incrementar sus costes en otros 3 € por metro cúbico. Si bombea 4000 metros cúbicos al año, esto puede equivaler a más de 10 000 € adicionales por utilizar membranas sucias. [2]

Monitorización exacta y fiable de cloro en continuo

El CL17sc ULR de Hach puede detectar los niveles de cloro más bajos hasta la fecha, lo que ayuda a los operarios de las plantas a minimizar la acumulación de suciedad en las membranas, a reducir los gastos operativos y a cumplir con confianza los requisitos relativos a la elaboración de informes normativos.

ULR CL17sc

Características y ventajas del CL17sc ULR:

  • Límite más bajo de detección, cuantificación y exactitud
    • Límite de detección de 8 ppb
    • Exactitud de ± 5 % o ± 0,01 mg/L (el que sea mayor); de 0 a 4 mg/L ± 10 % de 4 a 5 mg/L
    • Precisión de 3 ppb
  • Contador de cloro acumulativo (Cumulative Chlorine Counter)
    • Seguimiento de la exposición al cloro a lo largo del tiempo
  • Aplicaciones: decloración, monitorización del cloro residual para proteger las membranas y controlar la calidad del agua producida
    • Control del proceso de decloración de forma eficaz
    • Prolongación de la vida útil de las membranas de OI
    • Cumplimiento de los estrictos límites de cloro residual

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Monitorización exacta y fiable de Cloro y Sulfito

Los tests de fluorescencia DR1300 FL de Hach ® pueden detectar niveles más bajos de cloro y sulfito que nunca antes, ayudar a los operadores de planta a minimizar las incrustaciones de las membranas, reducir los gastos operativos y tener la confianza de cumplir con los requisitos de calidad del agua.

DR1300FL

Fabricado por Pyxis ®

Características y ventajas del DR1300 FL:

  • Límite inferior de detección con mayor exactitud a través de pruebas simplificadas:
    • Cloro total = rango de medición de 3 a 100 ppb
    • Cloro libre = rango de medición de 2 a 100 ppb
    • Sulfito = rango de medición de 6 a 500 ppb
      • Precision (95% confidence interval) 50.0 ± 1.0 µg/L - Free and Total Chlorine
      • Precision (95% confidence interval) 250.0 ± 5.0 µg/L Sulfite
  • Nueva tecnología que ofrece una forma sencilla de realizar análisis en rango ultra bajo para cloro total, cloro libre y sulfito
    • Los nuevos test de sulfito eliminan las conjeturas de cuánto dosificar en su proceso de decloración con bisulfito de sodio
    • Ahorro de costes y reducción de riesgos
  • Aplicaciones: Decloración Física y Química, monitorización del cloro residual para proteger las membranas y controlar la calidad del agua producto
    • Control del proceso de decloración de manera eficiente
    • Prolongación de la vida útil de las membranas de ósmosis inversa

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Más información

1Jafari, M. et al. “Cost of fouling in full-scale reverse osmosis and nanofiltration installations in the Netherlands.” Desalination, March 2021. https://doi.org/10.1016/j.desal.2020.114865

2SAMCO. “How Much Does It Cost to Properly Maintain Membrane Filtration Systems vs. Treat Fouled Membranes?” February 2019. https://www.samcotech.com/cost-to-properly-maintain-membrane-filtration-systems