BR112019000935B1

BR112019000935B1 - Método para filtrar água

Info

Publication number: BR112019000935B1
Application number: BR112019000935-3A
Authority: BR
Inventors: John Henry Crouch; James Lomax; John Dale Williams
Original assignee: Bp Exploration Operating Company Limited
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2017-07-11
Publication date: 2023-10-31
Also published as: EA201990328A1; CN109641178A; AR109106A1; EP3487607A1; EA036835B1; US20190169050A1; DK3487607T3; GB201612680D0; WO2018015223A1; CN109641178B; BR112019000935A2; EP3487607B1; MX2019000786A

Abstract

"método para filtrar água" um método para operar uma unidade de filtração compreendendo um vaso de filtração contendo pelo menos um elemento de filtração de extremidade fechada, o elemento de filtração, ou cada elemento de filtração, composto por uma pluralidade de membranas de microfiltração ou ultrafiltração de fibra oca, em que: durante a filtração, a água de alimentação contendo material particulado suspenso é fornecida simultaneamente para o interior das fibras ocas através de ambas as extremidades das mesmas e o filtrado é removido do exterior das fibras ocas através de uma saída do elemento de filtração (ou elementos de filtração); e durante a retrolavagem, a água de retrolavagem é fornecida para o exterior das fibras ocas através da saída do elemento de filtração (ou elementos de filtração) e, em um primeiro ciclo de retrolavagem, a água de retrolavagem contendo material particulado arrastado é descarregada do interior das fibras ocas a partir de uma extremidade das mesmas; e, em um segundo ciclo de retrolavagem, a água de retrolavagem contendo material particulado arrastado é descarregada do interior das fibras ocas a partir da outra extremidade das mesmas; e em que o primeiro e o segundo ciclos de retrolavagem podem ser realizados em qualquer ordem.

Description

Campo Técnico

[0001] A presente invenção se refere a um método para remover sólidos suspensos de água.

Antecedentes

[0002] A publicação de pedido de patente internacional número WO 03/051497 se refere a um filtro de membrana que compreende um alojamento com uma entrada de alimentação, uma saída de permeado e pelo menos dois filtros de membrana fornecidos no alojamento, em que um fluido a ser filtrado é fornecido por meio da entrada de alimentação para os filtros de membrana, e uma corrente de permeado é descarregada por meio da saída de permeado, e que é caracterizado por uma dentre a saída de permeado e a entrada de alimentação estar localizada pelo menos em uma extremidade do alojamento de filtro de membrana e a outra extremidade está localizada a uma posição substancialmente no meio do alojamento de filtro de membrana. De acordo com a discussão da Figura 4, durante o retroenxágue do aparelho da Figura 2, o fluxo reverso de permeado é fornecido próximo às saídas de permeado 3, flui por meio do conduto de permeado 5, atravessa os módulos de membrana 4 e sai do aparelho por meio da entrada de alimentação 2. Então, a direção de fluxo é simplesmente revertida.

[0003] A publicação de pedido de patente internacional número WO97/47375 se refere a um sistema de filtração de membrana para filtrar um líquido contendo impurezas com o uso de membranas de microfiltração ou ultrafiltração que compreende um vaso de pressão contendo dois ou mais elementos de filtro de membrana, conectados no lado de filtrado por meio de um conector, e que é fechado em ambas as extremidades com uma placa de extremidade, em que, em uma ou ambas as placas de extremidade, conexões estão dispostas para descarregar filtrado ou fornecer fluxo reverso e/ou limpar e/ou desinfetar líquido, e em que, em ambas as extremidades do vaso de pressão, nas placas de extremidade ou na parede lateral do vaso de pressão, conexões estão dispostas para fornecer o líquido a ser filtrado ou descarregar o fluxo reverso e/ou limpar e/ou desinfetar o líquido e impurezas. O sistema de filtro de membrana do documento WO 97/47375 é caracterizado pelo fato de que, na parede lateral do vaso de pressão entre as conexões nas extremidades externas do vaso de pressão, uma ou mais conexões adicionais estão dispostas para fornecer o líquido a ser filtrado ou descarregar o fluxo reverso e/ou limpar e/ou desinfetar o líquido e impurezas. Os fluxos que ocorrem com o sistema de filtração de membrana são mostrados na Figura 4 do documento WO 97/47375. O líquido a ser filtrado é provido por meio das conexões de extremidade e conexões adicionais. O líquido a ser purificado passa, então, para os elementos de filtro de membrana e flui axialmente através dos elementos de filtro de membrana. O filtrado flui através da membrana e entra subsequentemente em um tubo de descarga de filtrado e deixa o vaso de pressão por meio das conexões. As impurezas ficam pra trás nos elementos de filtro de membrana. O vaso de pressão é periodicamente retroenxaguado para remover as impurezas acumuladas ao reverter a direção de fluxo. O líquido de fluxo reverso é fornecido por meio das conexões nas placas de extremidade. O líquido de fluxo reverso flui através da membrana e atravessa de modo subsequentemente axial os elementos de filtro de membrana. O líquido de fluxo reverso contendo as impurezas deixa o vaso de pressão por meio das conexões e das conexões adicionais. No entanto, constatou- se agora que o método de retroenxágue do documento WO 97/47375 pode não ser eficiente na remoção de impurezas da superfície interna das fibras ocas.

Sumário

[0004] Em uma primeira modalidade, a presente invenção se refere a um método para operar uma unidade de filtração que compreende um vaso de filtração contendo pelo menos um elemento de filtração de extremidade fechada, o elemento de filtração ou cada elemento de filtração composto por uma pluralidade de membranas de microfiltração ou ultrafiltração de fibra oca, em que cada fibra oca tem uma primeira entrada e uma segunda entrada em uma primeira extremidade e uma segunda extremidade da mesma em comunicação de fluidos com o interior da fibra oca e o elemento de filtração (ou elementos de filtração) tem uma saída na extremidade da primeira e da segunda extremidades do mesmo em comunicação de fluidos com o exterior das fibras ocas; caracterizado pelo fato de que: durante a filtração, a água de alimentação contendo material particulado suspenso é fornecida simultaneamente para o interior das fibras ocas através das primeiras entradas e segundas entradas das mesmas e o filtrado é removido a partir do exterior das fibras ocas através da saída do elemento de filtração (ou elementos de filtração); e durante a retrolavagem, a água de retrolavagem é fornecida para o exterior das fibras ocas através da saída do elemento de filtração (ou elementos de filtração) e, em um primeiro ciclo de retrolavagem, a água de retrolavagem contendo material particulado arrastado é descarregada do interior das fibras ocas através das primeiras entradas das mesmas; e, em um segundo ciclo de retrolavagem, a água de retrolavagem contendo material particulado arrastado é descarregada do interior das fibras ocas através das segundas entradas das mesmas.

[0005] O primeiro e o segundo ciclos de retrolavagem para o elemento de filtração podem ser realizados sequencialmente em qualquer ordem.

[0006] Embora o elemento de filtração (ou elementos de filtração) possa ter uma única saída, é preferencial que o elemento de filtração (ou elementos de filtração) tenha uma primeira saída e uma segunda saída dispostas na primeira e na segunda extremidades respectivamente das mesmas. Consequentemente, durante a filtração, o filtrado é removido do exterior das fibras simultaneamente a partir tanto da primeira quanto da segunda saída do elemento de filtração.

[0007] Contempla-se que, durante a retrolavagem, em um primeiro ciclo de retrolavagem, a água de retrolavagem pode ser fornecida para o exterior das fibras ocas através da primeira saída dos elementos de filtração e a água de retrolavagem contendo material particulado arrastado pode ser descarregada do interior das fibras ocas através das primeiras entradas das mesmas; e, em um segundo ciclo de retrolavagem, a água de retrolavagem pode ser fornecida para o exterior das fibras ocas através da segunda saída do elemento de filtração e a água de retrolavagem contendo material particulado arrastado pode ser descarregada do interior das fibras ocas através das segundas entradas das mesmas. Novamente, o primeiro e o segundo ciclos de retrolavagem podem ser realizados em qualquer ordem.

[0008] Em uma segunda modalidade, a presente invenção se refere a uma unidade de filtração que compreende um vaso de filtração contendo pelo menos um elemento de filtração de extremidade fechada, o elemento de filtração ou cada elemento de filtração composto por uma pluralidade de membranas de microfiltração ou ultrafiltração de fibra oca, em que cada fibra oca tem uma primeira entrada e uma segunda entrada na primeira e na segunda extremidades da mesma em comunicação de fluidos com o interior da fibra oca e o elemento de filtração (ou elementos de filtração) tem uma saída na extremidade da primeira e da segunda extremidades do mesmo em comunicação de fluidos com o exterior das fibras ocas; caracterizado pelo fato de que: (i) as primeiras entradas das fibras ocas do elemento de filtração (ou elementos de filtração) estão em comunicação de fluidos com uma primeira linha de alimentação dedicada por meio de uma primeira porta de alimentação dedicada no vaso de filtração e as segundas entradas das fibras ocas do elemento de filtração (ou elementos de filtração) estão em comunicação de fluidos com uma segunda linha de alimentação dedicada por meio de uma segunda porta de alimentação dedicada no vaso de filtração; (ii) a saída do elemento de filtração (ou elementos de filtração) está em comunicação de fluidos com uma linha de filtrado por meio de uma porta de filtrado no vaso de filtração; caracterizado pelo fato de que a primeira e a segunda linhas de alimentação dedicadas e a linha de filtrado têm, cada uma, uma válvula dotada de um atuador, em que os atuadores são independentemente atuáveis para mover as válvulas entre uma posição aberta e uma posição fechada; e, (a) durante a filtração, os atuadores movem as válvulas na primeira linha de alimentação dedicada, na segunda linha de alimentação dedicada e na linha de filtrado para abrir posições de tal modo que a água de alimentação contendo material particulado suspenso seja fornecida simultaneamente para o interior das fibras ocas a partir da primeira e da segunda linhas de alimentação dedicadas por meio da primeira e da segunda portas de alimentação dedicadas respectivamente e através da primeira e da segunda entradas das fibras ocas respectivamente e o filtrado é removido do exterior das fibras e é descarregado para a linha de filtrado através da saída do elemento de filtração (ou elementos de filtração) e para a porta de filtrado; e, (b) durante a retrolavagem, o elemento de filtração (ou elementos de filtração) é retrolavado em dois ciclos pelos atuadores abrindo e fechando as válvulas nas linhas de fluxo em sequência de tal modo que a válvula na linha de filtrado esteja em uma posição aberta e a água de retrolavagem seja fornecida a partir da linha de filtrado para o exterior das fibras através da saída do elemento de filtração (ou elementos de filtração) por meio da porta de filtrado e, em um primeiro ciclo de retrolavagem, as válvulas em uma primeira e uma segunda linhas de alimentação dedicadas estão em posições aberta e fechada respectivamente e a água de retrolavagem contendo material particulado arrastado é removida do interior das fibras ocas através das primeiras entradas das fibras por meio da primeira porta de alimentação dedicada e é descarregada para a primeira linha de alimentação dedicada (ou primeiras linhas de alimentação dedicadas); e, em um segundo ciclo de retrolavagem, as válvulas em uma primeira e uma segunda linhas de alimentação dedicadas estão em posições fechada e aberta respectivamente e a água de retrolavagem contendo material particulado arrastado é removida do interior das fibras ocas através das segundas entradas das fibras por meio da segunda porta de alimentação dedicada e é descarregada para a segunda linha de alimentação dedicada.

[0009] Embora o elemento de filtração (ou elementos de filtração) possa ter uma única saída, é preferencial que o elemento de filtração (ou elementos de filtração) tenha uma primeira saída e uma segunda saída dispostas na primeira e na segunda extremidades respectivamente das mesmas do elemento de filtração (ou elementos de filtração).

[0010] De modo adequado, a primeira e a segunda saídas do elemento de filtração (ou elementos de filtração) podem estar em comunicação de fluidos com uma primeira linha de filtrado dedicada e uma segunda linha de filtrado dedicada respectivamente por meio de primeira e segunda portas de filtrado dedicadas respectivamente no vaso de filtração. As válvulas em cada uma dentre a primeira e segunda linhas de filtrado são dotadas de atuadores que são independentemente atuáveis para mover as válvulas entre uma posição aberta e uma posição fechada. Durante a filtração, as válvulas na primeira e na segunda linhas de alimentação dedicadas e na primeira e na segunda linhas de filtrado dedicadas estão em posições abertas.

[0011] O elemento de filtração (ou elementos de filtração) pode ser retrolavado em dois ciclos. Em um primeiro ciclo de retrolavagem, as válvulas na primeira linha de filtrado dedicada e na primeira linha de alimentação dedicada podem estar em posições abertas e as válvulas na segunda linha de filtrado dedicada e na segunda linha de alimentação dedicada podem estar em posições fechadas de tal modo que a água de retrolavagem seja fornecida para o exterior das fibras ocas a partir da primeira linha de filtrado dedicada através da primeira saída do elemento de filtração (ou elementos de filtração) por meio da primeira porta de filtrado dedicada e a água de retrolavagem contendo material particulado arrastado é removida do interior das fibras ocas através das primeiras entradas das mesmas e é descarregada para a primeira linha de alimentação dedicada por meio da primeira porta de alimentação dedicada; e, em um segundo ciclo de retrolavagem, as válvulas na primeira linha de filtrado dedicada e na primeira linha de alimentação dedicada estão em posições fechadas e as válvulas na segunda linha de filtrado dedicada e na segunda linha de alimentação dedicada estão em posições abertas de tal modo que a água de retrolavagem seja fornecida para o exterior das fibras através da segunda saída dedicada do elemento de filtração (ou elementos de filtração) a partir da segunda linha de filtrado dedicada por meio da segunda porta de filtrado dedicada e a água de retrolavagem contendo material particulado arrastado é removida do interior das fibras ocas através das segundas entradas na segunda extremidade das mesmas e é descarregada para a segunda linha de alimentação dedicada por meio da segunda porta de alimentação dedicada.

[0012] O primeiro e o segundo ciclos de retrolavagem para cada elemento de filtração (ou elementos de filtração) podem ser realizados sequencialmente em qualquer ordem.

[0013] Deve-se compreender que, quando há dois ou mais elementos de filtração dispostos em um vaso de filtração, cada elemento de filtração pode ter uma primeira linha de filtrado dedicada e uma segunda linha de filtrado dedicada e cada elemento de filtração pode ser retrolavado como descrito acima.

[0014] Alternativamente, os elementos de filtração podem estar dispostos em série de tal modo que haja uma primeira linha de filtrado e uma segunda linha de filtrado em comunicação de fluidos com uma saída do primeiro elemento de filtração e com uma saída do último elemento de filtração respectivamente na série de elementos de filtração. A retrolavagem dessa disposição de elementos de filtração é descrita em mais detalhes abaixo.

Breve Descrição dos Desenhos

[0015] A Figura 1 mostra uma unidade de filtração de acordo com uma primeira modalidade da invenção durante a filtração.

[0016] A Figura 2 mostra uma unidade de filtração de acordo com uma primeira modalidade da invenção durante a retrolavagem.

[0017] A Figura 3 mostra uma unidade de filtração de acordo com uma segunda modalidade da invenção durante a filtração.

[0018] A Figura 4 mostra uma unidade de filtração de acordo com uma segunda modalidade da invenção durante a retrolavagem.

[0019] A Figura 5 mostra uma pluralidade de unidades de filtração de acordo com a invenção dispostas em uma prateleira.

Definições

[0020] Ao longo da descrição a seguir, os seguintes termos são citados:

[0021] "Água de alimentação" é uma água contendo material particulado suspenso.

[0022] "Água de retrolavagem" é tipicamente uma porção do filtrado.

[0023] "Filtrado" é a água que atravessa a membrana (ou membranas) do elemento de filtração (ou elementos de filtração) durante a filtração da água de alimentação.

[0024] "Fluxo" é a quantidade de filtrado produzido por área unitária de superfície de membrana por unidade de tempo. Geralmente, o fluxo é expresso como litros por metro por hora (lmh).

[0025] "Unidade de filtração de extremidade fechada" é uma unidade de filtração que compreende pelo menos um elemento de filtração composto por uma pluralidade de membranas em que toda a água a ser filtrada (contendo material particulado suspenso) atravessa a membrana de tal modo que o material particulado se acumule na superfície da membrana no lado de alimentação da membrana. Em uma unidade de filtração de extremidade fechada, o material particulado acumulado é descarregado do elemento de filtração por retrolavagem periódica do elemento de filtração (ou elementos de filtração) com filtrado (denominado no presente documento "água de retrolavagem"). Aditivos para limpar e/ou desinfetar quimicamente a membrana do elemento de filtração pode ser adicionado periódica ou continuamente à água de retrolavagem.

[0026] "Elemento de filtração de fibra oca" é um elemento de filtração que compreende uma pluralidade de membranas de fibra oca (frequentemente denominada na técnica "feixe"). Tipicamente, as membranas de fibra oca (doravante no presente documento denominadas "fibras ocas") estão dispostas em paralelo no espaço anular formado entre um cano ou tubo perfurado central e uma luva cilíndrica externa do elemento de filtração. Tipicamente, as fibras ocas têm primeira e segunda extremidades abertas, vedadas em primeiro e segundo fragmentos de extremidade terminais do elemento de filtração. Essas primeira e segunda extremidades abertas são a primeira e a segunda entradas das fibras. O interior de cada fibra oca (isto é, o espaço interior circundado pela parede interna de cada fibra oca) é o lado de alimentação da membrana e o exterior das fibras ocas (espaço exterior ao redor das fibras ocas) é o lado de filtrado da membrana. Então, a parede de cada fibra oca compreende a membrana de microfiltração ou ultrafiltração. Durante a filtração ou durante a retrolavagem do elemento de filtração, o espaço exterior ao redor das fibras ocas está em comunicação de fluidos com o interior do cano perfurado central. Durante a filtração, o filtrado sai do elemento de filtração por meio de pelo menos uma extremidade aberta do cano perfurado central. Durante a retrolavagem, o filtrado entra no elemento de filtração por meio da pelo menos uma extremidade aberta do cano perfurado central.

[0027] "Material particulado" consiste em partículas insolúveis suspensas na água de alimentação e inclui partículas em tamanho coloidal.

[0028] "Trajeto de fluxo do interior para o exterior" se dá quando, durante a filtração, o fluxo de filtrado pela membrana ocorre a partir do lado de alimentação (interior das fibras ocas) para o lado de filtrado (exterior das fibras ocas) do elemento de filtração. No método da presente invenção, a água de alimentação passa axialmente para o espaço interior das fibras ocas simultaneamente a partir tanto da primeira quanto da segunda extremidades abertas (primeira e segunda entradas) das fibras ocas e o filtrado atravessa as paredes das fibras para o espaço exterior ao redor das fibras.

[0029] "Trajeto de fluxo do exterior para o interior" se dá quando, durante a retrolavagem, o fluxo de água de retrolavagem através da membrana ocorre a partir do lado de filtrado (exterior das fibras ocas) para o lado de alimentação (interior das fibras ocas) do elemento de filtração. A água de retrolavagem passa do espaço exterior ao redor das fibras através das paredes das fibras e, então, axialmente através do espaço interior das fibras ocas. No método da presente invenção, a água de retrolavagem contendo material particulado arrastado é removida, em um primeiro ciclo de retrolavagem, a partir das primeiras extremidades abertas (primeiras entradas) das fibras e, em um segundo ciclo de retrolavagem, a partir das segundas extremidades abertas (segundas entradas) das fibras. Esse primeiro e esse segundo ciclos de retrolavagem podem ser realizados sequencialmente em qualquer ordem.

[0030] Ultrafiltração (UF) e microfiltração (MF) são processos de filtração de membrana usados para remover material particulado suspenso (disperso) de uma água de alimentação com o uso de membranas de UF e MF respectivamente.

[0031] As membranas de UF e MF compreendem, ambas, uma primeira e uma segunda camadas, em que a primeira camada é uma camada discriminante que impede que o material particulado atravesse a membrana e a segunda camada é um meio de suporte poroso que fornece resistência à membrana. As membranas de UF têm tipicamente camadas discriminantes com tamanhos de poro que excluem material particulado que tem um tamanho de partícula de 0,01 a 0,001 mícrons ou maior. As membranas de MF têm tipicamente uma camada discriminante com tamanhos de poro que excluem material particulado que tem um tamanho de partícula de 0,1 a 10 μm ou maior. Consequentemente, as membranas de UF excluem material particulado mais fino que membranas de MF. As membranas de UF (a um corte de 0,01 mícron) são reconhecidas como uma barreira eficaz para microrganismos como bactérias. As membranas de UF também excluem espécies orgânicas macromoleculares, em particular, espécies orgânicas macromoleculares com pesos moleculares de 150000 Dáltons ou mais. Isso reduz significativamente o risco de crescimento biológico nas membranas de quaisquer unidades de membrana de nanofiltração ou osmose reversa dispostas a jusante da unidade (ou unidades) de UF.

[0032] Uma unidade de filtração compreende tipicamente um vaso de filtração contendo um ou mais elementos de filtração. Tipicamente, o vaso de filtração é um vaso de filtração em formato cilíndrico que tem uma parede cilíndrica (isto é, um cilindro), e primeira e segunda tampas de extremidade dispostas na primeira e na segunda extremidades do cilindro. Preferencialmente, a primeira e a segunda tampas de extremidade são removíveis, permitindo, desse modo, a manutenção e substituição de elementos de filtração. As portas no vaso de filtração podem estar localizadas na parede cilíndrica ou nas tampas de extremidade removíveis.

[0033] Uma prateleira é um grupo de unidades de filtração que compartilham um conjunto de válvulas. Um banco é um grupo de vasos de filtração que fazem parte de uma prateleira que pode ser isolada como um grupo para retrolavagem ou limpeza. Uma única prateleira ou duas ou mais prateleiras podem ser montadas em uma plataforma.

Descrição Detalhada

[0034] Demais recursos e vantagens da invenção se tornarão evidentes a partir da descrição a seguir de modalidades preferenciais da invenção.

[0035] O vaso de filtração pode conter um único elemento de filtração. Quando o vaso de filtração contém um único elemento de filtração, a primeira e a segunda portas de alimentação estão dispostas no vaso de filtração em ou próximas à primeira e à segunda extremidades das mesmas. Uma única porta de filtrado pode estar disposta no vaso de filtração em ou próximo a uma dentre a primeira e a segunda extremidades da mesma. Preferencialmente, uma primeira e uma segunda portas de filtrado estão dispostas na parede do vaso de filtração em ou próximo à primeira e à segunda extremidades das mesmas. Tipicamente, o elemento de filtração único está disposto no vaso de filtração entre as portas de alimentação e de filtrado.

[0036] Preferencialmente, o vaso de filtração pode conter uma pluralidade de elementos de filtração dispostos em uma fileira (ou em série) com espaços ou vãos entre o elemento de filtração (ou elementos de filtração) adjacente e espaços ou vãos entre os elementos de filtração terminais (primeiro e último elementos de filtração na fileira) e a primeira e a segunda tampas de extremidade do vaso de filtração. De modo adequado, o vaso de filtração pode conter de 2 a 12 elementos de filtração, preferencialmente, de 2 a 8, mais preferencialmente, de 2 a 6, por exemplo, de 2 a 4 elementos de filtração. Quando o vaso de filtração contém uma pluralidade de elementos de filtração, a primeira e a segunda portas de alimentação estão tipicamente dispostas no vaso de filtração em ou próximo à primeira e à segunda extremidades das mesmas (doravante no presente documento denominadas "portas de alimentação de extremidade"). Uma ou mais portas de alimentação adicionais estão dispostas na parede do vaso de filtração (doravante no presente documento denominadas "portas de alimentação laterais") com um único elemento de filtração disposto em cada lado de cada porta de alimentação lateral. Então, quando há dois elementos de filtração, há uma única porta de alimentação lateral adicional em uma posição central na parede do vaso de filtração com os elementos de filtração dispostos em cada lado da mesma. A primeira e a segunda portas de alimentação de extremidade são conectadas direta ou indiretamente à primeira e à segunda linhas de alimentação dedicadas. De modo similar, a porta de alimentação lateral, ou porta de alimentação lateral, é conectada direta ou indiretamente a uma linha de alimentação dedicada (doravante no presente documento denominada "linha de alimentação lateral (ou linhas de alimentação laterais)") (isto é, há uma linha de alimentação lateral dedicada para cada porta de alimentação lateral). Uma única porta de filtrado pode estar disposta no vaso de filtração em ou próximo a uma dentre a primeira e a segunda extremidades da mesma (doravante no presente documento denominada "porta de filtrado de extremidade"). A única porta de filtrado de extremidade pode ser conectada direta ou indiretamente a uma linha de filtrado. Preferencialmente, uma primeira e uma segunda portas de filtrado de extremidade estão dispostas no vaso de filtração em ou próximo à primeira e à segunda extremidades das mesmas. A primeira e a segunda portas de filtrado de extremidade podem ser conectadas direta ou indiretamente à primeira e à segunda linhas de filtrado dedicadas. Opcionalmente, uma ou mais portas de filtrado adicionais podem estar dispostas na parede do vaso de filtração (doravante no presente documento denominada "porta de filtrado lateral"). A porta de filtrado lateral, ou cada porta de filtrado lateral, pode ser conectada direta ou indiretamente a uma linha de filtrado dedicada (doravante no presente documento denominada “linha de filtrado lateral (ou linhas de filtrado laterais)").

[0037] Quando o vaso de filtração contém um único elemento de filtração, o elemento de filtração é retrolavado com o uso de um primeiro e um segundo ciclos de retrolavagem (isto é, dois ciclos de retrolavagem) que podem ser realizados sequencialmente em qualquer ordem.

[0038] Quando o vaso de filtração contém uma pluralidade de elementos de filtração, há um primeiro e um segundo ciclos de retrolavagem para cada um dentre a pluralidade de elementos de filtração (isto é, dois ciclos de retrolavagem por elemento de filtração). Os ciclos de retrolavagem para a pluralidade de elementos de filtração contidos no vaso de filtração podem ser realizados sequencialmente em qualquer ordem. Também se contempla que os primeiros ciclos de retrolavagem para cada um dentre a pluralidade de elementos de filtração contidos no vaso de filtração podem ser realizados simultaneamente de tal modo que a água de retrolavagem contendo sólidos suspensos arrastados seja removida simultaneamente das primeiras entradas da pluralidade de fibras ocas (doravante no presente documento "feixe de fibras ocas") de cada um dentre a pluralidade de elementos de filtração. De modo similar, os segundos ciclos de retrolavagem para cada um dentre a pluralidade de elementos de filtração contidos no vaso de filtração podem ser realizados simultaneamente de tal modo que a água de retrolavagem contendo sólidos suspensos arrastados seja removida simultaneamente das segundas entradas do feixe de fibras ocas de cada um dentre a pluralidade de elementos de filtração. Esses primeiros e segundos ciclos de retrolavagem simultâneos para os elementos de filtração podem ser realizados em qualquer ordem (isto é, os primeiros ciclos de retrolavagem antes dos segundos ciclos de retrolavagem ou vice-versa).

[0039] Quando o vaso de filtração contém quatro ou mais elementos de filtração, por exemplo, 4 a 12 elementos de filtração, os elementos de filtração também podem ser retrolavados em dois ou mais subconjuntos, por exemplo, em subconjuntos de dois ou três elementos de filtração. Os subconjuntos podem ser retrolavados sequencialmente (de modo sucessivo) em qualquer ordem. Por exemplo, no caso de dois subconjuntos, os ciclos de retrolavagem para os elementos de filtração do primeiro subconjunto podem ser completados antes dos ciclos de retrolavagem para os elementos de filtração do segundo subconjunto (ou vice- versa). Deve-se compreender que os ciclos de retrolavagem para os elementos de filtração individuais de cada subconjunto de elementos de filtração podem ser executados sequencialmente em qualquer ordem. Alternativamente, os primeiros ciclos de retrolavagem para os elementos de filtração individuais de cada subconjunto podem ser realizados simultaneamente. De modo similar, os segundos ciclos de retrolavagem para os elementos de filtração individuais de cada subconjunto podem ser realizados simultaneamente.

[0040] Preferencialmente, a unidade de filtração compreende um vaso de filtração cilíndrico contendo pelo menos um elemento de filtração cilíndrico, preferencialmente, uma pluralidade de elementos de filtração. Como discutido acima, o vaso de filtração cilíndrico compreende tipicamente um cilindro que tem uma primeira e uma segunda tampas de extremidade na primeira e na segunda extremidades do mesmo. Quando o vaso de filtração cilíndrico tem uma primeira e uma segunda portas de alimentação de extremidade e uma primeira e uma segunda portas de filtrado de extremidade, a primeira e a segunda portas de filtrado de extremidade estão preferencialmente dispostas na primeira e na segunda tampas de extremidade respectivamente e a primeira e a segunda portas de alimentação de extremidade estão preferencialmente dispostas em ou próximas à primeira e à segunda extremidades do cilindro respectivamente. No entanto, também foi contemplado que a primeira e a segunda portas de alimentação de extremidade podem estar dispostas na primeira e na segunda tampas de extremidade respectivamente e a primeira e a segunda portas de filtrado de extremidade podem estar dispostas em ou próximas à primeira e à segunda extremidades do cilindro respectivamente.

[0041] De modo adequado, o vaso de filtração cilíndrico tem um comprimento na faixa de cerca de 40 a 475 polegadas (1,0 a 12,1 metros), preferencialmente 80 a 400 polegadas (2,0 a 10,2 metros). De modo adequado, o vaso de filtração cilíndrico tem um diâmetro interno na faixa de 4 a 20 polegadas (0,10 a 0,51 metros), por exemplo, um diâmetro interno de 4, 6, 8, 9 ou 16 polegadas (0,10, 0,15, 0,20, 0,23 e 0,41 metros).

[0042] Preferencialmente, a unidade de filtração que compreende o vaso de filtração cilíndrico está disposta horizontalmente ao eixo geométrico longitudinal através do vaso de filtração cilíndrico em um plano substancialmente horizontal.

[0043] Tipicamente, o elemento de filtração de fibra oca, ou cada elemento de filtração de fibra oca, também é cilíndrico. Como discutido acima, a pluralidade de fibras ocas (feixe de fibras ocas) está tipicamente disposta no espaço anular formado entre o tubo perfurado central e a luva cilíndrica externa com os eixos geométricos longitudinais das fibras substancialmente paralelos aos eixos geométricos longitudinais do tubo perfurado central e da luva cilíndrica externa. Preferencialmente, cada fibra oca individual tem um diâmetro de 0,2 a 2 mm. O elemento de filtração de fibra oca (ou elementos de filtração de fibra oca) tem tipicamente um comprimento de 10 polegadas a 84 polegadas (0,25 a 2,13 metros), por exemplo, um comprimento de 10, 24, 60 ou 84 polegadas (0,25, 0,61, 1,02, 1,52 e 2,13 metros) com as fibras ocas se estendendo entre a primeira e a segunda extremidades do elemento (ou elementos). Em geral, o elemento (ou elementos) tem um diâmetro ligeiramente menor que o diâmetro interno do vaso de filtração cilíndrico, alcançando, desse modo, um ajuste impermeável à água com a parede interna do vaso de filtração cilíndrico. Se necessário, vedações anulares são fornecidas no espaço anular entre a parede externa da luva cilíndrica do elemento de filtração (ou elementos de filtração) e a parede interna do vaso de filtração cilíndrico para impedir que a água de alimentação flua ao redor do exterior do elemento de filtração (ou elementos de filtração).

[0044] O primeiro e o segundo fragmentos de extremidade terminais são fornecidos na primeira e na segunda extremidades do feixe de fibras ocas do elemento de filtração, ou cada elemento de filtração, em que os fragmentos de extremidade são tipicamente formados a partir de um material polimérico endurecido, por exemplo, uma resina epóxi endurecida. As superfícies exteriores do primeiro e do segundo fragmentos de extremidade terminais são caracterizadas por uma pluralidade de extremidades abertas das fibras ocas enquanto o material polimérico endurecido forma uma vedação fluida ao redor das porções terminais exteriores das fibras ocas. Então, as extremidades abertas das fibras ocas nas superfícies exteriores do primeiro e do segundo fragmentos de extremidade terminais correspondem à primeira e à segunda entradas respectivamente do elemento de filtração (ou elementos de filtração).

[0045] De modo adequado, o tubo perfurado central do elemento de filtração de fibra oca (ou elementos de filtração) tem uma única extremidade aberta (saída) em uma dentre a primeira e a segunda extremidades do mesmo, ou, preferencialmente, uma primeira e uma segunda extremidades abertas na primeira e na segunda extremidades do mesmo respectivamente (primeira e segunda saídas respectivamente). Quando o tubo perfurado central tem uma única extremidade aberta, a outra extremidade do tubo está fechada, por exemplo, por meio de uma placa de extremidade. Em uso, o tubo perfurado central está em comunicação de fluidos com o espaço exterior ao redor do exterior das fibras ocas. O tubo perfurado central do elemento de filtração (ou elementos de filtração) também é conectado a pelo menos uma porta de filtrado disposta no vaso de filtração (na parede do vaso de filtração ou em uma tampa de extremidade). Quando o tubo perfurado central tem uma única extremidade aberta, essa é tipicamente conectada, direta ou indiretamente, a uma única porta de filtrado. Quando o tubo perfurado central tem uma primeira e uma segunda extremidades abertas, tipicamente, a primeira extremidade aberta é conectada, direta ou indiretamente, a uma primeira porta de filtrado e a segunda extremidade aberta é conectado, direta ou indiretamente a uma segunda porta de filtrado.

[0046] Durante a filtração, a água de alimentação contendo material particulado suspenso é fornecida simultaneamente à primeira e à segunda entradas (primeira e segunda extremidades abertas) das fibras ocas do elemento de filtração ou de cada elemento de filtração. O filtrado atravessa as paredes das fibras ocas e é removido do elemento de filtração de fibra oca, ou de cada elemento de filtração de fibra oca, através da extremidade aberta (ou extremidades abertas) do tubo perfurado central. Consequentemente, durante a filtração, o trajeto de fluxo para o filtrado se dá a partir do interior para o exterior das fibras ocas.

[0047] O trajeto de fluxo do interior para o exterior para o elemento de filtração de fibra oca (ou elementos de filtração) durante a filtração tem uma vantagem sobre o trajeto de fluxo do exterior para o interior devido ao fluxo de filtrado através do espaço aberto do corpo do elemento não ser submetido a perdas de pressão associadas a fluxo de filtrado através do interior das fibras.

[0048] A pessoa versada na técnica compreenderá que a pressão no interior das fibras ocas reduz com a distância crescente da primeira e da segunda entradas (primeira e segunda extremidades abertas) das fibras de tal modo que a pressão seja menor em direção ao meio das fibras. O fluxo de membrana é acionado pelo diferencial de pressão local através da membrana ("diferencial de pressão transmembranar") e é igual à pressão no interior das fibras menos a contrapressão de filtrado. Devido a perdas de pressão ao longo do interior das fibras, a pressão transmembranar é maior em ou próxima à primeira e à segunda entradas (primeira e segunda extremidades abertas) das fibras e menor em ou próxima ao meio das fibras. O diferencial de pressão local através da membrana resulta em um fluxo de membrana irregular (com o fluxo diminuindo com o diferencial de pressão transmembranar decrescente) de tal modo que, no método da presente invenção, a incrustação seja mais pesada próximo à primeira e à segunda extremidades abertas das fibras. A incrustação da superfície interna das fibras (devido à deposição de material particulado) resulta em uma diminuição do fluxo de membrana de tal modo que uma primeira e uma segunda zonas de filtração eficazes migrem ao longo das fibras a partir da primeira e da segunda extremidades abertas (primeira e segundas entradas) das fibras respectivamente. No entanto, devido à redução de diferencial de pressão transmembranar, à medida que a primeira e a segunda zonas de filtração eficazes migram ao longo das fibras, o fluxo através da membrana diminui progressivamente de tal modo que a membrana de fibra oca se torne menos produtiva com os níveis crescentes de incrustação.

[0049] No entanto, a alimentação da água de alimentação contendo material particulado suspenso simultaneamente tanto para a primeira quanto para a segunda extremidades abertas de fibras ocas tem uma vantagem de estender o período de tempo do ciclo de filtração (em comparação à introdução de água de alimentação através de uma única extremidade das fibras). Tipicamente, a alimentação da água de alimentação nas fibras simultaneamente através tanto da primeira quanto da segunda extremidades abertas das fibras estende o período de tempo do ciclo de filtração em pelo menos 10 %, preferencialmente em pelo menos 20 % em comparação à alimentação da água de alimentação através de uma única extremidade aberta das fibras (à mesma pressão de alimentação). Então, um ciclo de filtração para um elemento de filtração em que a água de alimentação é fornecida a uma única extremidade aberta das fibras está tipicamente na faixa de 30 a 45 minutos, preferencialmente, 35 a 45 minutos, enquanto o ciclo de filtração para um elemento de filtração em que a água de alimentação é fornecida simultaneamente através tanto da primeira quanto da segunda extremidades abertas das fibras pode estar na faixa de 35 a 60 minutos, preferencialmente, 45 a 60 minutos, em particular, 50 a 60 minutos.

[0050] Durante a filtração, o vaso de filtração pode ser operado com uma pressão relativamente baixa para a água de alimentação na faixa de 200 a 1000 kPa (2 a 10 bar gauge), preferencialmente, 200 a 750 (2 a 7,5 bar gauge), em particular, 250 a 350 kPa (2,5 a 3,5 bar gauge). Isso se dá devido à alimentação da água tanto à primeira quanto à segunda extremidades abertas das fibras ocas do elemento de filtração, ou de cada elemento de filtração, minimizar a queda de pressão ao longo das fibras e também aumentar o carregamento de particulado das fibras ocas antes que precisem de retrolavagem (em comparação à alimentação da água a partir de apenas uma extremidade das fibras). Tipicamente, durante a filtração, o vaso de filtração pode ser operado com uma taxa de fluxo de água de alimentação para as primeiras entradas e para as segundas entradas (primeira e segunda extremidades abertas) das fibras ocas do elemento de filtração, ou de cada elemento de filtração, na faixa de 1,4 a 2,5 m3/hora.

[0051] No entanto, a incrustação irregular da membrana e o fluxo de membrana irregular durante a filtração resultam em um problema de que, durante a retrolavagem, ao reverter o fluxo através da membrana, nem toda a superfície interior das fibras ocas dos elementos de filtração é retrolavada de modo igualmente satisfatório. Isso pode ter um efeito negativo na produtividade da unidade de filtração.

[0052] O método de retrolavagem da presente invenção compreende remover água de retrolavagem contendo material particulado arrastado em um primeiro ciclo de retrolavagem das primeiras entradas (primeira extremidades abertas) do feixe de fibras ocas do elemento de filtração (ou elementos de filtração) e, em um segundo ciclo de retrolavagem, das segundas entradas (segunda extremidades abertas) do feixe de fibras ocas do elemento de filtração (ou elementos de filtração), em que o primeiro e o segundo ciclos de retrolavagem são realizados sequencialmente em qualquer ordem. Em ambos os ciclos de retrolavagem, o trajeto de fluxo para a água de retrolavagem é do exterior para o interior das fibras ocas.

[0053] O trajeto de fluxo do exterior para o interior durante a retrolavagem do elemento de filtração de fibra oca (ou elementos de filtração) resulta na passagem da água de retrolavagem pela membrana a partir do exterior (fora) para o interior (dentro) das fibras e no fato de que o material particulado depositado na superfície interior das fibras durante a filtração é suspenso da superfície e é arrastado na água de retrolavagem. Em comparação à simples inversão do fluxo pelo elemento de filtração (ou elementos de filtração), remover a água de retrolavagem contendo material particulado arrastado das primeiras extremidades das fibras e subsequentemente das segundas extremidades das fibras (ou vice versa) resulta em: (1) Melhor arrastamento de material particulado na água de retrolavagem; e (2) Demanda de pico reduzida para água de retrolavagem.

[0054] Os ciclos de retrolavagem sequenciais (ou sucessivos) usados no método da presente invenção também permitem que o tamanho do tanque para o filtrado (cuja porção é usada como água de retrolavagem) seja reduzido. Uma redução de tamanho do tanque de filtrado é de particular importância quando as unidades de filtração estão localizadas offshore em uma embarcação ou plataforma já que isso reduz as exigências de peso e espaço para o sistema de filtração (sendo que o sistema de filtrado é composto por um tanque de filtrado e uma pluralidade de unidades de filtração).

[0055] Quando o vaso de filtração cilíndrico contém um único elemento de filtração de fibra oca, pelo menos uma extremidade do tubo perfurado central do elemento de filtração de fibra oca está em comunicação de fluidos, direta ou indiretamente, com uma linha de filtrado por meio de uma porta de filtrado localizada na parede cilíndrica (cilindro) do vaso de filtração em ou próximo a uma dentre a primeira e a segunda extremidades do mesmo ou em uma dentre a primeira e a segunda tampas de extremidade. Preferencialmente, a primeira extremidade do tubo perfurado central do elemento de fibra oca está em comunicação de fluidos, direta ou indiretamente, com uma primeira porta de filtrado e a segunda extremidade da porta perfurada central está em comunicação de fluidos, direta ou indiretamente, com uma segunda porta de filtrado disposta em ou próxima à primeira e à segunda extremidades do vaso de filtração respectivamente (doravante no presente documento denominadas "primeira e segunda portas de filtrado de extremidade"). Deve-se compreender que, durante filtração, o filtrado é descarregado do vaso de filtração na linha de filtrado (ou linhas de filtrado) através da porta de filtrado (ou portas de filtrado) e da linha de filtrado (ou linhas de filtrado) para o tanque de filtrado; e, durante a retrolavagem, a água de retrolavagem é fornecida a partir do tanque de filtrado para a linha de filtrado (ou linhas de filtrado) e através da porta de filtrado (ou portas de filtrado) para o vaso de filtração.

[0056] Quando um vaso de filtração cilíndrico contém uma pluralidade de elementos de filtração de fibra oca cilíndricos, os elementos de filtração podem ser dispostos afastados em uma fileira ao longo do comprimento do vaso de filtração cilíndrico. Consequentemente, há um primeiro e um segundo elementos de filtração terminais dispostos na primeira e na segunda posições terminais no vaso de filtração cilíndrico (isto é, na primeira e na segunda extremidades do mesmo) e, opcionalmente, um ou mais elementos de filtração adicionais dispostos em posições intermediárias no vaso de filtração. Portas de alimentação estão dispostas no vaso de filtração (na parede cilíndrica do vaso de filtração ou em uma tampa de extremidade) em ou próximas à primeira e à segunda extremidades respectivamente do mesmo (doravante no presente documento denominadas "primeira e segunda portas de alimentação de extremidade") e uma ou mais portas de alimentação adicionais (doravante no presente documento denominadas "portas laterais") estão dispostas na parede cilíndrica do vaso de filtração com um único elemento de filtração disposto em cada lado de cada porta lateral. Cada uma dentre a primeira e a segunda portas de alimentação de extremidade e a porta de alimentação lateral (ou portas de alimentação laterais) são conectadas direta ou indiretamente a linhas de alimentação dedicadas (isto é, uma linha de alimentação dedicada é fornecida para cada uma das portas de alimentação). Essa disposição permite que a água de alimentação seja introduzida simultaneamente a partir das linhas de alimentação através das portas de alimentação para a primeira e a segundas entradas de cada um dos elementos de filtração de fibra oca.

[0057] Preferencialmente, a primeira e a segunda portas de filtrado estão dispostas em ou próximas à primeira e à segunda extremidades do vaso de filtração cilíndrico respectivamente (doravante no presente documento denominadas "primeira e segunda portas de filtrado de extremidade") e são conectadas direta ou indiretamente à primeira e à segunda linhas de filtrado. A primeira e a segunda portas de filtrado de extremidade podem estar dispostas na parede do vaso de filtração ou na primeira e na segunda tampas de extremidade respectivamente, preferencialmente, nas tampas de extremidade. A primeira e a segunda portas de filtrado de extremidade podem ser conectadas às extremidades terminais dos tubos perfurados centrais do primeiro e do segundo elementos de filtração terminais respectivamente por meio de um primeiro e um segundo membro conector de cano respectivamente. De modo adequado, os tubos perfurados centrais de elementos de filtração adjacentes podem ser unidos por um membro conector de cano de tal modo que, durante a filtração, o filtrado flua através dos tubos perfurados centrais da pluralidade de elementos de filtração por meio dos membros conectores de cano para a primeira e a segunda portas de filtrado de extremidade, em que o filtrado é descarregado na primeira e na segunda linhas de filtrado respectivamente. Durante a retrolavagem, a água de retrolavagem é fornecida a partir da primeira e da segunda linhas de filtrado, através da primeira e da segunda portas de filtrado para os tubos perfurados centrais dos elementos de filtração por meio dos membros conectores de cano.

[0058] Opcionalmente, o membro conector de cano (ou membros conectores de cano) para unir elementos de filtração adjacentes pode ser um membro conector de cano com peça T (ou membros conectores de cano com peça T) que tem um cano principal que conecta os tubos perfurados centrais dos elementos de filtração adjacentes e um cano de ramificação que conecta uma porta de filtrado adicional (ou portas de filtrado adicionais) disposta na parede do vaso de filtração ("porta de filtrado lateral"). A porta de filtrado lateral (ou portas de filtrado laterais) é conectada direta ou indiretamente a uma linha de filtrado dedicada (ou linhas de filtrado dedicadas). Alternativamente, o tubo perfurado central de cada elemento de filtração pode ser fechado em uma extremidade, por exemplo, com uma placa de extremidade e em sua outra extremidade pode ser conectado a uma porta de filtrado dedicada no vaso cilíndrico por meio de um membro conector de cano. Cada uma das portas de filtrado dedicadas é conectada direta ou indiretamente a uma linha de filtrado dedicada.

[0059] Os membros conectores de cano são necessários para separar o filtrado da água de alimentação durante a filtração ou para separar a água de retrolavagem da água de retrolavagem contendo material particulado arrastado (isto é, um refugo de retrolavagem) durante a retrolavagem. Consequentemente, as perfurações são omitidas dos membros conectores de cano. Durante a filtração, a água de alimentação está no exterior dos membros conectores de cano. Durante a retrolavagem, a água de retrolavagem contendo material particulado arrastado (o refugo de retrolavagem) está no exterior dos membros conectores de cano. Deve-se compreender que as linhas de alimentação e as linhas de filtrado citadas acima são fornecidas, cada uma, com uma válvula e um atuador para a válvula de tal modo que as válvulas nas linhas de alimentação e nas linhas de filtrado possam ser independentemente movidas entre uma posição aberta e uma posição fechada.

[0060] Em uma modalidade da presente invenção, há um primeiro e um segundo elementos de filtração de fibra oca dispostos em um vaso de filtração cilíndrico que tem uma primeira e uma segunda tampas de extremidade, com o primeiro elemento de filtração na esquerda e o segundo elemento de filtração na direita de uma porta de alimentação lateral. A porta de alimentação lateral está disposta centralmente na parede do vaso de filtração. Nessa disposição, o vaso de filtração também tem uma primeira e uma segunda portas de alimentação de extremidade dispostas em ou próximas às extremidades esquerda e direita do vaso de filtração respectivamente (denominada abaixo "primeira porta de alimentação" e "segunda porta de alimentação" respectivamente). Tipicamente, o vaso de filtração tem uma primeira e uma segunda portas de filtrado dispostas em ou próximas às extremidades esquerda e direita do vaso de filtração cilíndrico respectivamente (denominadas abaixo "primeira porta de filtrado" e "segunda porta de filtrado" respectivamente). A primeira e a segunda portas de filtrado estão geralmente dispostas na primeira e na segunda tampas de extremidade respectivamente do vaso de filtração. Tipicamente, um membro conector de cano conecta o tubo perfurado central do primeiro e do segundo elementos de filtração. As extremidades terminais dos tubos perfurados do primeiro e do segundo elementos de filtração podem ser conectadas por meio de membros conectores de cano à primeira e à segunda portas de filtrado respectivamente. A primeira e a segunda portas de alimentação são conectadas direta ou indiretamente à primeira e à segunda linhas de alimentação respectivamente, enquanto a porta de alimentação lateral é conectada direta ou indiretamente a uma linha de alimentação central. A primeira e a segunda portas de filtrado são conectadas direta ou indiretamente à primeira e à segunda linhas de filtrado respectivamente. Cada uma das linhas de alimentação e linhas de filtrado é dotada de uma válvula. As válvulas nas linhas de alimentação e nas linhas de filtrado são dotadas, cada uma, de um atuador para que sejam independentemente atuáveis para mover as válvulas entre uma posição aberta e uma posição fechada.

[0061] Durante a filtração, as válvulas nas linhas de alimentação e nas linhas de filtrado estão em posições abertas (isto é, os atuadores moveram cada uma das válvulas para uma posição aberta) de tal modo que a água de alimentação seja fornecida a partir da primeira e da segunda linha de alimentação e das linhas de alimentação central para o vaso de filtração através da primeira porta de alimentação, da segunda porta de alimentação e da porta de alimentação lateral respectivamente e o filtrado é descarregado na primeira e na segunda linhas de filtrado através da primeira e da segunda portas de filtrado respectivamente.

[0062] Durante a retrolavagem, os atuadores movem as válvulas nas linhas de alimentação e nas linhas de filtrado em sequência entre posições aberta e fechada para fornecer quatro ciclos de retrolavagem (dois ciclos de retrolavagem para cada elemento de filtração) que podem ser realizados sequencialmente em qualquer ordem: 1. No Ciclo A, a água de retrolavagem (uma porção do filtrado) é fornecida a partir da primeira linha de filtrado através da primeira porta de filtrado para o tubo perfurado central do primeiro elemento de filtração e a água de retrolavagem contendo particulados arrastados (refugo de retrolavagem) é removida das extremidades abertas das fibras ocas na extremidade esquerda do primeiro elemento de filtração (isto é, primeiras extremidades) e é subsequentemente descarregada na primeira linha de alimentação através da primeira porta de alimentação (isto é, as válvulas na primeira linha de filtrado e na primeira linha de alimentação estão em uma posição aberta e as válvulas restantes estão em uma posição fechada); 2. No Ciclo B, a água de retrolavagem (uma porção do filtrado) é fornecida a partir da primeira linha de filtrado através da primeira porta de filtrado para o tubo perfurado central do primeiro elemento de filtração e a água de retrolavagem contendo particulados arrastados (refugo de retrolavagem) é removida das extremidades abertas das fibras ocas na extremidade direita do primeiro elemento de filtração (isto é, segundas extremidades) e é subsequentemente descarregada na linha de alimentação central através da porta de alimentação lateral (isto é, as válvulas na primeira linha de filtrado e na linha de alimentação lateral estão em uma posição aberta e as válvulas restantes estão em uma posição fechada); 3. No Ciclo C, a água de retrolavagem (uma porção do filtrado) é fornecida a partir da segunda linha de filtrado através da primeira porta de filtrado para o tubo perfurado central do segundo elemento de filtração e a água de retrolavagem contendo particulados arrastados (refugo de retrolavagem) é removida das extremidades abertas das fibras ocas na extremidade esquerda do primeiro segundo de filtração (isto é, primeiras extremidades) e é subsequentemente descarregada na linha de alimentação central através da porta de alimentação lateral (isto é, as válvulas na segunda linha de filtrado e na linha de alimentação lateral estão em uma posição aberta e as válvulas restantes estão em uma posição fechada); e 4. No Ciclo D, a água de retrolavagem (uma porção do filtrado) é fornecida a partir da segunda linha de filtrado através da primeira porta de filtrado para o tubo perfurado central do segundo elemento de filtração e a água de retrolavagem contendo particulado arrastado (refugo de retrolavagem) é removida das extremidades abertas das fibras ocas na extremidade direita do primeiro segundo de filtração (isto é, segundas extremidades) e é descarregada do vaso de filtração na segunda linha de alimentação através da porta de alimentação lateral (isto é, as válvulas na segunda linha de filtrado e na segunda linha de alimentação estão em uma posição aberta e as válvulas restantes estão em uma posição fechada).

[0063] Quando há mais de dois elementos de filtração (e, portanto, uma ou mais portas de alimentação laterais adicionais), há dois ciclos de retrolavagem adicionais para cada elemento de filtração adicional, sendo que a água de retrolavagem contendo material particulado arrastado é removida, em um primeiro ciclo, a partir da primeira extremidade do elemento de filtração (ou elementos de filtração) adicional e subsequentemente, em um segundo ciclo, a partir da segunda extremidade do elemento de filtração (ou elementos de filtração) adicional (ou vice- versa).

[0064] Os atuadores abrem e fecham as válvulas localizadas nas linhas de fluxo na sequência correta para cada ciclo de retrolavagem em resposta a sinais recebidos de um controlador. Então, a abertura e o fechamento sequenciais das válvulas durante a retrolavagem são realizados automaticamente pelos atuadores. De modo adequado, os atuadores podem ser atuadores elétricos, hidráulicos ou pneumáticos. O controlador pode compreender um software de controle que envia sinais para os atuadores para abrir e fechar as válvulas em uma sequência predeterminada.

[0065] De modo adequado, o tempo decorrido para cada ciclo de retrolavagem está na faixa de 10 a 60 segundos, preferencialmente, 15 a 45 segundos, preferencialmente cerca de 15 a 20 segundos.

[0066] Preferencialmente, a retrolavagem dos elementos de filtração de cada unidade de filtração ocorre a cada 30 a 120 minutos, preferencialmente, a cada 45 a 90 minutos, em particular, a cada 50 a 60 minutos.

[0067] Em contraste, o ciclo de retrolavagem para um elemento de filtração, em que o fluxo através do elemento de filtração (ou elementos de filtração) é revertido de tal modo que a água de retrolavagem contendo partículas arrastadas seja removida tanto da primeira quanto da segunda extremidades abertas (primeira e segundas entradas) das fibras, ocorre tipicamente a cada 35 a 45 minutos.

[0068] No método da presente invenção, a pressão de alimentação de água de retrolavagem (porção do filtrado) durante a retrolavagem está tipicamente na faixa de 150 a 300 kPa (1,5 a 3,0 barg). Em geral, a taxa de fluxo de água de retrolavagem através do elemento de filtração (ou elementos de filtração) durante a retrolavagem está na faixa de 40 a 50 m3/hora (por elemento de filtração).

[0069] A realização de dois ciclos de retrolavagem individuais por elemento de filtração reduz a demanda de pico de água de retrolavagem durante a retrolavagem do elemento de filtração (ou elementos de filtração) de uma unidade de filtração (isto é, reduz a taxa de fluxo de água de retrolavagem para a unidade de filtração). Quando a unidade de filtração compreende uma pluralidade de elementos de filtração, a realização dos ciclos de retrolavagem para cada um dos elementos de filtração de uma unidade de filtração sequencialmente ou a realização dos primeiros ciclos de retrolavagem para um subconjunto dos elementos de filtração simultaneamente sucedidos pelos segundos ciclos de retrolavagem para o subconjunto reduz ainda mais a demanda de pico de água de retrolavagem durante a retrolavagem dos elementos de filtração de uma unidade de filtração. Então, o método de retrolavagem da presente invenção otimiza a pressão de alimentação e as taxas de fluxo de pico da água de retrolavagem, alcançando, desse modo, uma maior velocidade de fluxo longitudinal através do interior das fibras, o que melhora a remoção de particulados das fibras em comparação a um método de retrolavagem do exterior para o interior em que há inversão de fluxo durante o ciclo de retrolavagem (sendo que a água de retrolavagem contendo partícula arrastada é removida simultaneamente tanto da primeira quanto da segunda extremidades abertas (primeira e segundas entradas) das fibras ocas).

[0070] As unidades de filtração de acordo com a segunda modalidade da presente invenção podem estar dispostas em uma ou mais prateleiras. Cada unidade de filtração de uma prateleira compreende um vaso de filtração que contém pelo menos um elemento de filtração. As unidades de filtração de uma prateleira podem estar dispostas em paralelo em uma pluralidade de fileiras. Tipicamente, cada fileira compreende de 2 a 10 unidades de filtração, preferencialmente, de 4 a 8 unidades de filtração, por exemplo, de 4 a 6 unidades de filtração. Tipicamente, cada prateleira tem de 2 a 20 fileiras, preferencialmente, de 5 a 15 fileiras, em particular, de 10 a 12 fileiras. Quando as unidades de filtração compreendem vasos de filtração cilíndricos, as unidades de membrana de filtração de cada fileira estão preferencialmente dispostas horizontalmente com os eixos geométricos longitudinais dos vasos de filtração cilíndricos de cada unidade de filtração de cada fileira alinhados em um plano substancialmente horizontal. Nesse caso, as fileiras estão dispostas umas em cima das outras.

[0071] Quando os vasos de filtração cilíndricos da prateleira (ou prateleiras) contêm uma pluralidade de elementos de filtração, cada prateleira pode ter: um primeiro condutor de alimentação para fornecer água de alimentação a ou para descarregar água de retrolavagem contendo material particulado arrastado a partir das primeiras portas de alimentação que estão dispostas em ou próximas às primeiras extremidades dos vasos de filtração cilíndricos; um segundo condutor de alimentação para fornecer água de alimentação a ou para descarregar água de retrolavagem contendo material particulado arrastado a partir das segundas portas de alimentação que estão dispostas em ou próximas às segundas extremidades dos vasos de filtração cilíndricos; e, um ou mais condutores de alimentação adicionais para fornecer água de alimentação a ou para descarregar água de retrolavagem contendo material particulado arrastado a partir de uma ou mais portas laterais que estão dispostas na parede dos vasos de filtração cilíndricos. Como discutido acima, os elementos de filtração adjacentes estão dispostos em cada lado da porta lateral, ou de cada porta lateral, nas paredes laterais dos vasos de filtração cilíndricos. Cada prateleira também tem um primeiro e um segundo condutores de filtrado para descarregar filtrado a partir de ou para fornecer água de retrolavagem para a primeira e a segunda portas de filtrado que estão dispostas em ou próximas à primeira e à segunda extremidades dos vasos de filtração cilíndricos respectivamente (tipicamente, na primeira e na segunda tampas de extremidade respectivamente). Opcionalmente, uma prateleira pode ter um ou mais condutores de filtrado adicionais para descarregar filtrado a partir de ou fornecer água de retrolavagem para uma ou mais portas de filtrado laterais nos vasos de filtração cilíndricos.

[0072] O primeiro condutor de alimentação, o segundo condutor de alimentação, o condutor de alimentação adicional (ou condutores de alimentação adicionais), o primeiro condutor de filtrado, o segundo condutor de filtrado e qualquer condutor de filtrado adicional (ou condutores de filtrado adicionais) estão tipicamente dispostos verticalmente (doravante no presente documento denominado "conjunto de condutores verticais"). Por "condutores verticais", quer-se dizer que os eixos geométricos longitudinais dos condutores são substancialmente verticais. Consequentemente, os condutores verticais são substancialmente perpendiculares às fileiras horizontais de unidades de filtração. Preferencialmente, o primeiro condutor de alimentação vertical e o segundo condutor de alimentação vertical estão dispostos em ou próximos à primeira e à segunda extremidades respectivamente dos vasos de filtração cilíndricos. Preferencialmente, o primeiro condutor de filtrado vertical e o segundo condutor de filtrado vertical estão dispostos em ou próximos à primeira e à segunda extremidades respectivamente dos vasos de filtração cilíndricos. Preferencialmente, o condutor de alimentação vertical adicional (ou condutores de alimentação verticais adicionais) é alinhado à porta de alimentação lateral (ou portas de alimentação laterais) nos vasos de filtração cilíndricos. Quando o vaso de filtração cilíndrico de cada unidade de filtração tem uma única porta lateral central com um primeiro e um segundo elementos de filtração dispostos em cada lado do mesmo, a prateleira tem um único condutor de alimentação vertical adicional alinhado às portas laterais centrais dos vasos de filtração cilíndricos. Quando a prateleira tem um condutor de filtrado vertical adicional (ou condutores de filtrado verticais adicionais), o condutor vertical adicional (ou condutores verticais adicionais) é preferencialmente alinhado à porta de filtrado lateral (ou portas de filtrado laterais) nos vasos de filtração.

[0073] Preferencialmente, os condutores verticais estão dispostos em um ponto intermediário da prateleira com uma porção das unidades de filtração de cada fileira disposta em cada lado das mesmas, formando desse modo, um primeiro e um segundo banco de unidades de filtração. Tipicamente, cada fileira do primeiro e do segundo bancos tem duas a quatro, preferencialmente, duas ou três unidades de filtração. Alternativamente, a prateleira pode compreender três ou mais bancos de unidades de filtração, sendo que, em tal caso, há um ou mais conjuntos adicionais de condutores verticais com um banco de unidades de filtração dispostas em cada lado de cada conjunto de condutores verticais. De modo adequado, um condutor de alimentação comum pode estar em comunicação de fluidos com os condutores de alimentação de cada conjunto de condutores verticais. De modo similar, um condutor de filtrado comum pode estar em comunicação de fluidos com os condutores de filtrado de cada conjunto de condutores verticais. O condutor de filtrado comum também pode estar em comunicação de fluidos com um tanque de filtrado que é tipicamente elevado para acima da fileira superior dos bancos de unidades de filtração.

[0074] Tipicamente, cada fileira da prateleira pode ser dotada de primeiras linhas de alimentação dedicadas, segundas linhas de alimentação dedicadas e linhas de alimentação (laterais) adicionais dedicadas para fornecer água de alimentação a partir do primeiro condutor de alimentação, do segundo condutor de alimentação e do condutor de alimentação (ou condutores de alimentação) (lateral) adicional respectivamente através das primeiras portas de alimentação, das segundas portas de alimentação e das portas de alimentação laterais respectivamente dos vasos de filtração. No entanto, também foi contemplado que as unidades de filtração de cada fileira da prateleira podem ser ligadas no lado de alimentação das membranas de fibra oca de tal modo que a água de alimentação passe de uma primeira unidade de filtração para uma segunda unidade de filtração e qualquer unidade de filtração (ou unidades de filtração) sucessiva na fileira. As unidades de filtração podem ser ligadas no lado de alimentação das membranas de fibra oca conectando-se espaços de extremidade de cada vaso de filtração (em que um "espaço de extremidade" é um espaço ou vão entre um elemento de filtração terminal e uma tampa de extremidade) e espaços centrais de cada vaso de filtração (em que um "espaço central" é um espaço ou vão entre elementos de filtração adjacentes) por meio de membros conectores de alimentação de tal modo que a água de alimentação flua, no lado de alimentação das membranas, a partir de um primeiro vaso de filtração para um segundo vaso de filtração e a partir do segundo vaso de filtração para qualquer vaso de filtração (ou vasos de filtração) sucessivo da fileira. De modo vantajoso, as unidades de filtração de cada fileira da prateleira podem ser ligadas no lado de alimentação conectando-se apenas os espaços centrais de cada vaso de filtração, sendo que, em tal caso, as primeiras linhas de alimentação dedicadas e as segundas linhas de alimentação dedicadas são fornecidas a partir do primeiro condutor de alimentação e do segundo condutor de alimentação respectivamente para fornecer a água de alimentação através da primeira e da segunda portas de alimentação de extremidade respectivamente dos vasos de filtração.

[0075] Quando a prateleira compreende um primeiro e um segundo banco de unidades de filtração (à esquerda e à direita de um único conjunto de condutores verticais), linhas de alimentação separadas podem ser fornecidas para cada fileira de cada banco. Alternativamente, quando a prateleira compreende um primeiro e um segundo banco de unidades de filtração, os vasos de filtração de cada fileira de cada banco podem ser ligados no lado de alimentação, como descrito acima. De modo vantajoso, quando a prateleira compreende um primeiro e um segundo banco de unidades de filtração, os vasos de filtração dispostos em cada fileira de cada banco podem ser ligados no lado de alimentação conectando-se apenas os espaços centrais de cada vaso de filtração de tal modo que a água de alimentação flua a partir do condutor de alimentação (ou condutores de alimentação) (lateral) adicional sucessivamente através das unidades de filtração de cada fileira de cada banco. Nesse caso, as primeiras linhas de alimentação dedicadas e as segundas linhas de alimentação dedicadas também são fornecidas, a partir do primeiro condutor de alimentação e do segundo condutor de alimentação para a primeira e a segunda portas de extremidade respectivamente dos vasos de filtração de cada fileira de cada banco.

[0076] Quando a prateleira compreende um primeiro e um segundo banco de unidades de filtração (à esquerda e à direita de um único conjunto de condutores verticais), as unidades de filtração de cada fileira do primeiro banco são tipicamente dotadas de primeiras linhas de filtrado e segundas linhas de filtrado dedicadas, nas quais o filtrado é descarregado dos vasos de filtração através da primeira e segunda portas de filtrado dos mesmos respectivamente. A primeira e a segunda linhas de filtrado descarregam subsequentemente o filtrado no primeiro e no segundo condutores de filtrado verticais respectivamente. De modo similar, as unidades de filtração de cada fileira do segundo banco também são dotadas de primeira e segunda linhas de filtrado dedicadas, nas quais o filtrado é descarregado dos vasos de filtração através da primeira e da segunda portas de filtrado dos mesmos respectivamente. Essas primeira e segunda linhas de filtrado dedicadas adicionais descarregam subsequentemente o filtrado no primeiro e no segundo condutores de filtrado respectivamente.

[0077] De modo adequado, o filtrado é descarregado do primeiro e do segundo condutores de filtrado do conjunto de condutores, ou de cada conjunto de condutores, em um condutor de filtrado comum e desse condutor de filtrado comum para um tanque (doravante no presente documento denominado "tanque de filtrado") para reter o filtrado (cuja porção é usada como água de retrolavagem), permitindo, desse modo, transbordamentos de fluxo de filtrado. Então, o tanque de filtrado é constantemente enchido e esvaziado. De modo adequado, o tanque de filtrado tem uma capacidade compatível com a exigência de retrolavagem de pico para a prateleira (ou prateleiras) de elementos de filtração. De modo adequado, o tanque de filtrado está disposto acima da fileira superior da prateleira (ou prateleiras). Tipicamente, a saída do tanque de filtrado é de pelo menos 30 metros, preferencialmente, pelo menos 35 metros acima das entradas das unidades de filtração da fileira mais baixa da prateleira (ou prateleiras). Tipicamente, a saída do tanque de filtrado é de pelo menos 25 metros acima das entradas das unidades de filtração da fileira mais alta da prateleira (ou prateleiras). A elevação do tanque de filtrado para acima da fileira mais alta da prateleira (ou prateleiras) tem as vantagens de: (a) fornecer uma pressão de admissão estática para os ciclos de retrolavagem e (b) garantir que os vasos de filtração e a tubulação associada permaneçam cheios de líquido durante ambos os ciclos de filtração e retrolavagem. De modo adequado, o filtrado tem a pressão reforçada a um valor que fornece pressão suficiente para elevar o filtrado através do condutor de filtrado comum para o interior do tanque de filtrado. Preferencialmente, o filtrado tem a pressão reforçada, por exemplo, com o uso de uma bomba de reforço, a um valor de pelo menos 30 kPa (0,3 bar) acima, preferencialmente, 30 a 150 kPa (0,3 a 1,5 bar) acima da pressão de admissão estática na entrada do tanque de filtrado. Tipicamente, o filtrado tem a pressão reforçada a um valor na faixa de 250 a 500 kPa (2,5 a 5 bar gauge).

[0078] Então, é possível observar que um sistema de filtração da presente invenção pode compreender pelo menos uma prateleira de unidades de filtração, várias linhas de fluxo, vários condutores e um tanque de filtrado.

[0079] Deve-se compreender que as fileiras horizontalmente empilhadas de unidades de filtração do sistema de filtração da presente invenção podem ser isoladas individualmente. No entanto, se as unidades estiverem dispostas em uma prateleira que tem dois ou mais bancos, se desejado, cada banco de unidades de filtração pode ser isolado independentemente do outro banco (ou bancos), ou se o sistema de filtração compreender duas ou mais prateleiras, se desejado, cada prateleira de unidades de filtração pode ser isolada independentemente da outra prateleira (ou prateleiras).

[0080] Essa disposição de unidades de filtração horizontalmente empilhadas em uma ou mais pilhas (doravante no presente documento denominadas "sistema de filtração") tem as seguintes vantagens: (a) Unidades de filtração individuais da prateleira (ou prateleiras) podem ser prontamente isoladas para inspeção ou manutenção; e (b) Há uma maior disponibilidade "em linha" de unidades de filtração devido à capacidade de isolar unidades individuais ou grupos de unidades individuais em comparação a sistemas verticalmente dispostos da técnica anterior quando vasos só podem ser tipicamente isolados em grupos.

[0081] A maior disponibilidade "em linha" das unidades de filtração garante um volume consistente de filtrado para uso como água de alimentação para unidades de osmose reversa ou nanofiltração a jusante. Então, a pessoa versada na técnica compreenderia que uma usina de dessalinização que compreende unidades de osmose reversa e opcionalmente unidades de nanofiltração ou uma usina de redução de sulfato (SRP) que compreende unidades de nanofiltração exige um volume consistente de água de alimentação filtrada que é substancialmente livre de sólidos particulados suspensos. Desse modo, o sistema de filtração da presente invenção pode estar disposto a montante de uma usina de dessalinização ou uma SRP.

[0082] Preferencialmente, as unidades de filtração estão dispostas em duas ou mais prateleiras, sendo que cada prateleira compreende uma pluralidade de fileiras de vasos horizontalmente empilhados (dispostos um em cima dos outros) com condutores de alimentação separados e condutores de filtrado para cada prateleira. Isso permite que as duas ou mais prateleiras operem independentemente de tal modo que uma ou mais prateleiras possam estar filtrando a água de alimentação enquanto uma ou mais prateleiras estão sendo retrolavadas com água de retrolavagem.

[0083] Pode-se observar que o projeto da prateleira (ou prateleiras) permite que os elementos de filtração localizados nas mesmas posições nos vasos de filtração sejam retrolavados simultaneamente (com dois ciclos de retrolavagem por posição de elemento de filtração).

[0084] De modo vantajoso, cada vaso de filtração de uma prateleira tem o mesmo número de elementos de filtração de tal modo que os ciclos de retrolavagem para os elementos de filtração nas mesmas posições em cada um dos vasos de filtração de uma prateleira possam ser realizados simultaneamente. Por exemplo, se há dois elementos de filtração dispostos em cada vaso de filtração em cada lado de uma porta lateral central, qualquer um dos ciclos de retrolavagem A, B, C e D (discutidos acima) pode ser realizado simultaneamente para cada um dos vasos de filtração da prateleira, e em qualquer ordem.

[0085] A retrolavagem simultânea de um conjunto de elementos localizado nas mesmas posições de elemento nos vasos de filtração de toda uma prateleira de unidades de filtração (ou de um banco de unidades de filtração) diminui a "taxa de fluxo de pico" para a água de retrolavagem (em comparação à retrolavagem simultânea de todas as posições de elemento dos vasos de filtração da prateleira) e otimiza a eficácia da retrolavagem direcionando o fluxo de água de retrolavagem para um conjunto particular de elementos de filtração. A retrolavagem simultânea de um conjunto de elementos de filtração localizado nas mesmas posições nas unidades de filtração também fornece a vantagem de exigir um menor fluxo de pico de água de retrolavagem e, desse modo, um menor tanque de filtrado (resultando em uma diminuição de peso em comparação ao tamanho de tanque necessário para uma retrolavagem convencional em que os elementos de filtração em todas as posições nos vasos de filtração são retrolavados simultaneamente). Uma redução de peso de um sistema de filtração que compreende uma pluralidade de unidades de filtração é de importância particular quando o sistema de filtração faz parte de uma usina de dessalinização localizada offshore em uma plataforma ou uma embarcação. Além disso, a retrolavagem de conjuntos de elementos de filtração localizados nas mesmas posições de elemento nos vasos de filtração reduz a taxa de alimentação necessária para a água de retrolavagem.

[0086] O sistema de filtração de membrana de acordo com a invenção pode ser usado para filtrar vários tipos de águas de alimentação. Exemplos incluem água de rio, água de lago, água salgada, água estuarina, água de aquífero e água produzida (água separada de óleo cru e hidrocarbonetos gasosos em uma instalação de produção).

[0087] Opcionalmente, um ou mais aditivos químicos para limpar e/ou desinfetar quimicamente a membrana da unidade de filtração podem ser adicionados à água de retrolavagem. Os aditivos adequados incluem: (1) ácidos, como ácidos orgânicos (em particular, ácido cítrico) ou ácidos próticos (em particular, ácido clorídrico) para remover incrustações minerais inorgânicas do sistema de filtração; (2) bases, como hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio que são direcionados para espécies orgânicas que incrustam a membrana; (3) oxidantes ou desinfetantes, como hipoclorito de sódio, gás de cloro ou peróxido de hidrogênio para remover materiais orgânicos ou biofilmes das membranas; e, tensoativos para remover materiais orgânicos e partículas inertes das membranas. Os aditivos são tipicamente adicionados à água de retrolavagem quando se constata que a retrolavagem dos elementos de filtração com água apenas não recupera a produtividade dos elementos de filtração.

[0088] Tipicamente, os aditivos químicos são adicionados à água de retrolavagem a cada 30 a 90 dias por um período de tempo suficiente para limpar todas as posições de elemento das unidades de filtração da plataforma. De modo adequado, após a limpeza, os elementos de filtração são retrolavados com água de retrolavagem apenas para remover produtos químicos residuais das unidades de filtração. Opcionalmente, uma porção da água de limpeza contendo um ou mais aditivos químicos é reciclada, por exemplo, até 90 % da água de limpeza pode ser continuamente reciclada para um tanque de limpeza, sendo que a porção restante da água de limpeza é continuamente descarregada para refugo. Tipicamente, o aditivo químico (ou aditivos químicos) é adicionado à água de limpeza reciclada para compensar o aditivo químico (ou aditivos químicos) descarregados para refugo e o aditivo químico (ou aditivos químicos) consumido durante a limpeza das membranas das unidades de filtração.

[0089] A unidade de filtração (ou unidades de filtração) de acordo com a invenção pode ser usada para filtrar a água contendo material particulado suspenso (partículas e coloides suspensos). No entanto, como discutido acima, dependendo do tamanho de poro da membrana, além de partículas e coloides, microrganismos (por exemplo, bactérias) e espécies orgânicas macromoleculares podem ser filtrados da água de alimentação.

[0090] A invenção será ilustrada com referência às Figuras a seguir.

[0091] A Figura 1 mostra uma unidade de filtração de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção que compreende um vaso de filtração cilíndrico 1 e um elemento de filtração cilíndrico 2. As portas 3, 3' e 4 estão dispostas na parede do vaso de filtração 1. O elemento de filtração 2 compreende um feixe de fibras ocas 5 dispostas em paralelo no espaço anular formado entre um tubo perfurado central 6 e uma luva cilíndrica externa 7. O tubo perfurado central é vedado em uma primeira extremidade por uma placa de extremidade e é conectado à porta 4 por meio de um cano conector 8. As válvulas 9 e 9' estão dispostas nas linhas 10 e 10' respectivamente, enquanto a válvula 11 está disposta na linha 12. Cada uma das válvulas 9, 9' e 11 é independentemente atuável entre uma posição aberta e fechada com o uso de atuadores (não mostrados). As setas mostram a direção de fluxo de água de alimentação e filtrado quando a unidade de filtração é operada em modo de filtração (com as válvulas 9, 9' e 11 nas posições abertas). Então, a água de alimentação é fornecida a partir das linhas 10 e 10' através das portas 3 e 3' respectivamente para a primeira e a segunda extremidades do elemento de filtração 2 e o filtrado é descarregado na linha 12 através da porta 4.

[0092] Um ciclo de retrolavagem para a unidade de filtração da Figura 1 é mostrado na Figura 2. O elemento de filtração é retrolavado com o uso de dois ciclos de retrolavagem que podem ser operados em qualquer ordem. No ciclo A, as válvulas 9 e 11 estão abertas e a válvula 9' está fechada de tal modo que a água de retrolavagem (filtrado) seja fornecida para o vaso de filtração 1 a partir da linha 12 através da porta 4 e seja removida da porta 3 localizada na extremidade esquerda do vaso de filtração 1. No ciclo B, as válvulas 9' e 11 estão abertas e a válvula 9 está fechada de tal modo que a água de retrolavagem (filtrado) entre na unidade através da porta 4 e saia da unidade através da porta 3' localizada na extremidade direita do vaso de filtração 1. Em cada um desses ciclos de retrolavagem, os elementos de fibra oca são operados com um trajeto de fluxo do exterior para o interior de tal modo que a água de retrolavagem atravesse as paredes das fibras ocas no interior das fibras ocas, suspendendo, desse modo, as partículas da superfície interna da membrana e a água contendo partículas arrastadas é removida da (primeira) extremidade esquerda do elemento de filtração 2 no ciclo A e da (segunda) extremidade direita do elemento de filtração no ciclo B.

[0093] A Figura 3 mostra uma unidade de filtração de acordo com a presente invenção que compreende um vaso de filtração 1 e dois elementos de filtração de fibra oca, 2 e 2'. As portas de extremidade 3 e 3', a porta central 3'' e as portas de extremidade 4 e 4’ estão dispostas na parede do vaso de filtração 1. Os elementos de filtração, 2 e 2' estão dispostos em cada lado da porta central 3''. Os elementos de filtração 2 e 2' compreendem um feixe de fibras ocas 5 e 5' dispostos no espaço anular entre um tubo perfurado central 6 e 6' e uma luva cilíndrica externa 7 e 7'. Os canos conectores 8 e 8' conectam os tubos perfurados centrais 6 e 6' dos elementos de filtração 2 e 2' às portas de extremidade 4 e 4' respectivamente, enquanto o cano conector 8'' conecta os tubos perfurados centrais dos elementos de filtração 2 e 2'. As válvulas 9, 9' e 9'' estão localizadas nas linhas 10, 10' e 10'' respectivamente, enquanto as válvulas 11 e 11' estão dispostas nas linhas 12 e 12' respectivamente. As linhas 10, 10' e 10'' estão conectadas direta ou indiretamente às portas 3, 3' e 3'' respectivamente, enquanto as linhas 12 e 12' estão conectadas direta ou indiretamente às portas 4 e 4' respectivamente. Cada uma das válvulas pode ser independentemente alternada entre posições aberta e fechada com o uso de atuadores (não mostrados). As setas mostram a direção de fluxo de água de alimentação e filtrado quando a unidade de filtração é operada em modo de filtração com cada uma das válvulas 9, 9' e 9'’ e cada uma das válvulas 11 e 11' em posições abertas. Então, a água de alimentação contendo material particulado suspenso flui através das linhas 10, 10' e 10'' e entra no vaso de filtração por meio das portas 3, 3' e 3'' respectivamente, enquanto o filtrado é descarregado do vaso de filtração por meio das portas 4 e 4' nas linhas 12 e 12' respectivamente.

[0094] Um ciclo de retrolavagem para a unidade de membrana de filtração da Figura 3 é agora descrito com referência à Figura 4. Nesse cenário, há quatro ciclos de retrolavagem que podem ser operados em qualquer ordem. No ciclo A, as válvulas 9 e 11 estão abertas e as válvulas restantes estão fechadas. A água de retrolavagem (filtrado) entra, portanto, no vaso de filtração 1 através da porta de extremidade esquerda 4 e sai da porta lateral 3 localizada próxima à extremidade esquerda da unidade. No ciclo B, as válvulas 9'' e 11 estão abertas e as válvulas restantes estão fechadas e a água de retrolavagem (filtrado) entra no vaso de filtração 1 através da porta de extremidade esquerda 4 e sai da porta central 3''. No ciclo C, as válvulas 11' e 9'' estão abertas e as válvulas restantes estão fechadas e a água entra no vaso de filtração 1 através da porta de extremidade direita 4' e sai da porta central 3''. No ciclo D, as válvulas 9' e 11' estão abertas e as válvulas restantes estão fechadas e a água de retrolavagem entra no vaso de filtração através da porta de extremidade direita 4' e sai da porta lateral 3' localizada próxima à extremidade direita da unidade. Em cada um desses ciclos de retrolavagem, o elemento de filtração 2 ou 2' é operado com um trajeto de fluxo do exterior para o interior de tal modo que o filtrado atravesse as paredes das fibras ocas no interior das fibras ocas, suspendendo, desse modo, as partículas da superfície interna da membrana e a água contendo partículas arrastadas é removida de uma única extremidade do elemento de filtração 2 ou 2'.

[0095] A Figura 5 ilustra uma prateleira 20 de unidades de filtração 21 dispostas em dez fileiras, umas em cima das outras com cada fileira composta por quatro unidades de filtração 21. Cada uma das unidades de filtração compreende um vaso de filtração cilíndrico que contém um primeiro e um segundo elementos de filtração de fibra oca cilíndricos (não mostrados), dispostos em cada lado de uma porta central de alimentação (não mostrada).

[0096] A prateleira tem três condutores 23 para fornecer a água de alimentação contendo o material particulado suspenso às unidades de filtração ou para retirar a água de retrolavagem contendo material particulado arrastado das unidades de filtração. A prateleira também tinha dois condutores adicionais 24 para descarregar o filtrado das unidades de filtração ou para fornecer a água de retrolavagem para as unidades de filtração. Os condutores 23 e 24 estão dispostos de modo substancialmente vertical, em um ponto intermediário da prateleira com duas unidades de filtração de cada fileira dispostas em cada lado das mesmas. Os condutores 23 e 24 são projetados para garantir que as unidades de filtração permaneçam preenchidas por líquido durante a retrolavagem. A tubulação 25 é fornecida para conectar cada uma das unidades de filtração aos condutores 23 e 24.

Claims

1. Método para operar um sistema de filtração que compreende pelo menos uma unidade de filtração, em que a unidade de filtração compreende um vaso de filtração (1) contendo uma pluralidade de elementos de filtração de extremidade fechada (2/2’), cada elemento de filtração (2/2’) composto por uma pluralidade de membranas de microfiltração ou ultrafiltração de fibra oca (5), em que cada fibra oca (5) tem uma primeira entrada e uma segunda entrada em uma primeira extremidade e uma segunda extremidade da mesma em comunicação de fluidos com o interior da fibra oca (5), e os elementos de filtração (2/2’) têm uma saída em uma da primeira e da segunda extremidades dos mesmos em comunicação de fluidos com o exterior das fibras ocas (5); caracterizado pelo fato de que: as primeiras entradas das fibras ocas (5) dos elementos de filtração (2/2’) são conectadas direta ou indiretamente a uma primeira porta de alimentação dedicada (3) no vaso de filtração (1), e as segundas entradas das fibras ocas (5) dos elementos de filtração (2/2’) são conectadas direta ou indiretamente a uma segunda porta de alimentação dedicada (3’) no vaso de filtração (1), em que a primeira e a segunda portas de alimentação (3/3’) estão dispostas no vaso de filtração (1) em ou perto da primeira e segunda extremidades do mesmo, e uma ou mais portas de alimentação laterais (3’’) estão dispostas no vaso de filtração (1) com um único elemento de filtração (2/2’) disposto em cada lado da uma ou mais portas de alimentação lateral (3’’), e em que a primeira e a segunda portas de alimentação dedicadas (3/3'), e a porta de alimentação lateral (3'') estão cada uma associada a uma válvula (9/9'/9'') fornecida com um atuador, em que os atuadores são acionáveis independentemente para mover as válvulas (9/9'/9'') entre uma posição aberta e fechada; durante filtração, água de alimentação contendo material particulado suspenso é fornecida simultaneamente através da primeira, segunda e uma ou mais portas de alimentação laterais (3/3’/3’’), respectivamente, para o interior das fibras ocas (5) através das primeiras entradas e segundas entradas das mesmas, e o filtrado é removido a partir do exterior das fibras ocas (5) através da saída dos elementos de filtração (2/2’); e durante retrolavagem, água de retrolavagem é fornecida para o exterior das fibras ocas (5) através da saída dos elementos de filtração (2/2’) e, em um primeiro ciclo de retrolavagem, a água de retrolavagem contendo material particulado arrastado é descarregada do interior das fibras ocas (5) através das primeiras entradas das mesmas; e, em um segundo ciclo de retrolavagem, a água de retrolavagem contendo material particulado arrastado é descarregada do interior das fibras ocas (5) através das segundas entradas das mesmas; em que cada um da pluralidade de elementos de filtração (2/2’) tem um primeiro e um segundo ciclo de retrolavagem, e em que os ciclos de retrolavagem para a pluralidade de elementos de filtração (2/2’) são realizados sequencialmente em qualquer ordem.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os elementos de filtração (2/2’) têm uma primeira saída e uma segunda saída (4/4’) dispostas na primeira e na segunda extremidades, respectivamente, dos mesmos; e, durante filtração, filtrado é removido do exterior das fibras ocas simultaneamente através tanto da primeira quanto da segunda saídas (4/4’) dos elementos de filtração (2/2’).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o vaso de filtração (1) da unidade de filtração contém um primeiro elemento de filtração (2) que tem um primeiro e um segundo ciclo de retrolavagem (Ciclos A e B) e um segundo elemento de filtração (2’) que tem um primeiro e um segundo ciclo de retrolavagem (Ciclos C e D), em que: (i) no Ciclo A, a água de retrolavagem é fornecida para a saída (ou saídas) do primeiro elemento de filtração (2) e a água de retrolavagem contendo particulados arrastados é removida das primeiras entradas do primeiro elemento de filtração (2); (ii) no Ciclo B, a água de retrolavagem é fornecida para a saída (ou saídas) do primeiro elemento de filtração (2) e a água de retrolavagem contendo particulados arrastados é removida das segundas entradas do primeiro elemento de filtração (2); (iii) no Ciclo C, a água de retrolavagem é fornecida para a saída (ou saídas) do segundo elemento de filtração (2’) e a água de retrolavagem contendo particulados arrastados é removida das primeiras entradas do segundo elemento de filtração (2’); e, (iv) no Ciclo D, a água de retrolavagem é fornecida para a saída (ou saídas) do segundo elemento de filtração (2’) e água de retrolavagem contendo particulado arrastado é removida das segundas entradas do segundo elemento de filtração (2’); e, em que Ciclos A a D são realizados sequencialmente em qualquer ordem.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o vaso de filtração (1) contém uma pluralidade de elementos de filtração (2/2’), em que cada um tem um primeiro ciclo de retrolavagem e um segundo ciclo de retrolavagem, e os primeiros ciclos de retrolavagem para cada um dos elementos de filtração (2/2’) são realizados simultaneamente, e os segundos ciclos de retrolavagem para cada um dos elementos de filtração (2/2’) são realizados simultaneamente em qualquer ordem.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o vaso de filtração (1) contém de quatro a doze elementos de filtração (2/2’), cada um tendo um primeiro e um segundo ciclo de retrolavagem, e os elementos de filtração (2/2’) são retrolavados em dois ou mais subconjuntos, sendo que cada subconjunto compreende pelo menos dois elementos de filtração (2/2’), e os dois ou mais subconjuntos são retrolavados sucessivamente em qualquer ordem realizando-se os primeiros ciclos de retrolavagem para cada subconjunto de elementos de filtração (2/2’), simultaneamente, e realizando-se os segundos ciclos de retrolavagem para cada subconjunto de elementos de filtração (2/2’), simultaneamente, em qualquer ordem.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o sistema de filtração compreende uma pluralidade de unidades de filtração e os vasos de filtração (1) da pluralidade de unidades de filtração, cada um, contêm uma pluralidade de elementos de filtração (2/2’) localizados na primeira, na segunda, e nas posições sucessivas adicionais nos vasos de filtração (1), sendo que cada elemento de filtração (2/2’) tem um primeiro e um segundo ciclos de retrolavagem, e em que algumas ou todas as unidades de filtração são retrolavadas ao realizar: os primeiros ciclos de retrolavagem para os elementos de filtração (2/2’) localizados nas primeiras posições dos vasos de filtração (1), simultaneamente; os segundos ciclos de retrolavagem para os elementos de filtração (2/2’) localizados nas primeiras posições dos vasos de filtração (1), simultaneamente; os primeiros ciclos de retrolavagem para os elementos de filtração (2/2’) localizados nas segundas posições dos vasos de filtração (1), simultaneamente; os segundos ciclos de retrolavagem para os elementos de filtração (2/2’) localizados nas segundas posições dos vasos de filtração (1), simultaneamente; os primeiros ciclos de retrolavagem para os elementos de filtração (2/2’) localizados em ou próximos às posições sucessivas opcionais dos vasos de filtração (1), simultaneamente; e os segundos ciclos de retrolavagem para os elementos de filtração (2/2’) localizados em ou próximos às posições sucessivas opcionais dos vasos de filtração (1), simultaneamente; em que os ciclos de retrolavagem simultâneos para os elementos (2/2’) localizados na primeira, na segunda e nas posições sucessivas opcionais nos vasos de filtração (1) são realizados sequencialmente em qualquer ordem.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a retrolavagem do elemento de filtração (ou elementos de filtração) (2/2’) de cada unidade de filtração ocorre a cada 50 a 60 minutos.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que, durante filtração, a água de alimentação para a unidade de filtração (ou unidades de filtração) tem uma pressão na faixa de 200 a 1000 kPa (2 a 10 bar gauge), preferencialmente, 250 a 550 kPa (2,5 a 5,5 bar gauge), e a taxa de fluxo de água de alimentação para a primeira e a segunda entradas das fibras ocas (5) do elemento de filtração (2/2’), ou cada elemento de filtração (2/2’), está na faixa de 1,4 a 2,5 m3/hora.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que, durante retrolavagem, a água de retrolavagem para a unidade de filtração (ou unidades de filtração) tem uma pressão na faixa de 150 a 300 kPa (1,5 a 3,0 bar gauge), e a taxa de fluxo da água de retrolavagem para o elemento de filtração (2/2’), ou cada elemento de filtração (2/2’), durante o primeiro ciclo de retrolavagem ou o segundo ciclo de retrolavagem está na faixa de 40 a 50 m3/hora.

10. Método, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a pluralidade das unidades de filtração está disposta em uma prateleira (20) que compreende dois ou mais bancos de unidades de filtração, e os bancos de unidades de filtração são retrolavados sequencialmente em qualquer ordem.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que pelo menos um produto químico de limpeza é periodicamente adicionado à água de retrolavagem, em que o produto químico de limpeza é selecionado a partir de: (1) ácidos, como ácidos orgânicos (em particular, ácido cítrico) ou ácidos próticos (em particular, ácido clorídrico) para remover incrustações minerais inorgânicas do sistema de filtração; (2) bases, como hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio que são direcionados para espécies orgânicas que incrustam a membrana; (3) oxidantes ou desinfetantes, como hipoclorito de sódio, gás de cloro ou peróxido de hidrogênio para remover materiais orgânicos ou biofilmes das membranas; e, tensoativos para remover materiais orgânicos e partículas inertes das membranas.

12. Unidade de filtração que compreende um vaso de filtração (1) contendo uma pluralidade de elementos de filtração (2/2’) de extremidade fechada, cada elemento de filtração (2/2’) composto por uma pluralidade de membranas de microfiltração ou ultrafiltração de fibra oca (5), em que cada fibra oca (5) tem uma primeira entrada e uma segunda entrada na primeira e na segunda extremidades da mesma em comunicação de fluidos com o interior da fibra oca (5), e os elementos de filtração (2/2’) têm uma saída em uma da primeira e da segunda extremidades dos mesmos em comunicação de fluidos com o exterior das fibras ocas (5); caracterizada pelo fato de que: (i) as primeiras entradas das fibras ocas (5) dos elementos de filtração (2/2’) são conectadas direta ou indiretamente a uma primeira linha de alimentação dedicada (10) por meio de uma primeira porta de alimentação dedicada (3) no vaso de filtração (1), e as segundas entradas das fibras ocas (5) dos elementos de filtração (2/2’) são conectadas direta ou indiretamente a uma segunda linha de alimentação dedicada (10’) por meio de uma segunda porta de alimentação dedicada (3’) no vaso de filtração (1); em que a primeira e a segunda portas de alimentação (10/10’) estão dispostas no vaso de filtração (1) em ou próximo à primeira e segunda extremidades do mesmo; (11) uma ou mais portas de alimentação laterais (3’’) são dispostas no vaso de filtração (1) com um único elemento de filtração (2/2’) disposto em cada lado da uma ou mais portas de alimentação lateral (3’’), e em que cada porta lateral (3’’) é conectada direta ou indiretamente a uma linha de alimentação lateral dedicada (10’’); e (111) a saída do elemento de filtração (ou elementos de filtração) (2/2’) é conectada direta ou indiretamente a uma linha de filtrado (12/12’) por meio de uma porta de filtrado (4/4’) no vaso de filtração (1); em que a primeira e a segunda linhas de alimentação dedicadas (10/10’), a linha de filtrado (12/12’) e as linhas de alimentação laterais (10’’) têm, cada uma, uma válvula (9/9’/11/11’/9’’) dotada de um atuador, em que os atuadores são independentemente atuáveis para mover as válvulas (9/9’/11/11’/9’’) entre uma posição aberta e uma posição fechada.

13. Unidade de filtração, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que os elementos de filtração (2/2’) têm uma primeira e uma segunda saídas dispostas na primeira e na segunda extremidades respectivamente,, dos elementos de filtração (2/2’), e a primeira e a segunda saídas são conectadas direta ou indiretamente a uma primeira linha de filtrado (12) e uma segunda linha de filtrado (12’), respectivamente, por meio da primeira e da segunda portas de filtrado (4/4’), respectivamente, no vaso de filtração (1), e a primeira e a segunda linhas de filtrado (12/12’) têm válvulas (11/11’) dotadas de atuadores que são independentemente atuáveis para mover as válvulas (11/11’) entre uma posição aberta e fechada.

14. Unidade de filtração, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizada pelo fato de que o vaso de filtração (1) contém de dois a doze elementos de filtração cilíndricos (2/2’), preferencialmente, de 2 a 6 elementos de filtração (2/2’), mais preferencialmente, de 2 a 4 elementos de filtração (2/2’), e em que a primeira e a segunda portas de filtrado (4/4’) estão dispostas no vaso de filtração (1) em ou próximas à primeira e à segunda extremidades do mesmo.

15. Unidade de filtração, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que os elementos de filtração (2/2’) estão dispostos em uma fileira no vaso de filtração cilíndrico (1), e em que cada elemento de filtração (2/2’) compreende uma luva cilíndrica externa (7/7’), um cano perfurado interno (6/6’) e uma pluralidade de fibras ocas (5) dispostas em paralelo no espaço anular formado entre a luva cilíndrica externa (7/7’) e o cano perfurado interno (6/6’); e, em que os canos perfurados (6/6’) de elementos de filtração (2/2’) adjacentes são conectados por meio de membros de cano tubulares (8/8’), e a extremidade terminal do cano perfurado (6/6’) de um primeiro elemento de filtração (2/2’) na fileira é conectado por meio de um membro de cano tubular (8/8’) a uma primeira linha de filtrado (12) por meio de uma primeira porta de filtrado (4) disposta em ou próxima à primeira extremidade do vaso de filtração (1), e a extremidade terminal do cano perfurado (6/6’) do elemento de filtração (2/2’) final da fileira é conectada por meio de um membro de cano tubular (8/8’) a uma segunda linha de filtrado (12’) por meio de uma segunda porta de filtrado (4’) disposta em ou próxima à segunda extremidade do vaso de filtração (1).

16. Unidade de filtração, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o vaso de filtração (1) contém um primeiro e um segundo elementos de filtração (2/2’) dispostos na fileira.

17. Sistema de filtração caracterizado por compreender um controlador e pelo menos uma unidade de filtração, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 13 a 17, em que: (a) durante filtração, o controlador instrui os atuadores a mover as válvulas (9/9’/9’’/11/11’) na primeira linha de alimentação dedicada (10), na segunda linha de alimentação dedicada (10’), na linha de alimentação lateral (10’’), e na linha de filtrado (12/12’) para uma posição aberta; e, (b) durante retrolavagem, o(s) elemento(s) de filtração (2/2’) é retrolavado(s) em dois ciclos pelo controlador que instrui os atuadores a abrir e fechar as válvulas (9/9’/9’’/11/11’) nas linhas de fluxo em sequência de tal modo que a válvula (11/11’) na linha de filtrado (12/12’) esteja em uma posição aberta e, em um primeiro ciclo de retrolavagem, a válvula (9) na primeira linha de alimentação dedicada (10) está em uma posição aberta e a válvula (9’) na segunda linha de alimentação dedicada (10’) está em uma posição fechada, e, em um segundo ciclo de retrolavagem, a válvula (9) na primeira linha de alimentação dedicada (10) está em uma posição fechada e a válvula (9’) na segunda linha de alimentação dedicada (10’) está em uma posição aberta.

18. Sistema de filtração caracterizado por compreender um controlador e pelo menos uma unidade de filtração, conforme definida na reivindicação 16, em que: (i) durante filtração, o controlador instrui os atuadores a mover as válvulas (9/9’/9’’/11/11’) na primeira linha de alimentação dedicada (10), na segunda linha de alimentação dedicada (10’), na linha de alimentação lateral (10’’), na primeira linha de filtrado (12) e na segunda linha de filtrado (12’) para posições abertas; e (ii) durante retrolavagem, o primeiro elemento de filtração (2/2’) do(s) vaso(s) de filtração (1) é retrolavado em um primeiro e um segundo ciclo de retrolavagem (Ciclos A e B), e os segundos elementos de filtração (2/2’) dos vasos de filtração (1) são retrolavados em um primeiro e um segundo ciclo de retrolavagem (Ciclos C e D) pelo controlador que instrui os atuadores a abrir e fechar as válvulas (9/9’/9’’/11/11’) nas linhas de fluxo em sequência, em que: (iii) no Ciclo A, as válvulas (11/9) na primeira linha de filtrado (12) e na primeira linha de alimentação (10) estão em uma posição aberta e as válvulas restantes (11’/9’/9’’) em uma posição fechada; (iv) no Ciclo B, as válvulas (11/9’) na primeira linha de filtrado (12) e na linha de alimentação lateral (10’) estão em uma posição aberta e as válvulas restantes (11’/9’’/9) estão em uma posição fechada; (v) i) no Ciclo C, as válvulas (11’/9’’) na segunda linha de filtrado (12’) e na linha de alimentação lateral (10’’) estão em uma posição aberta e as válvulas restantes (11/9/9’) estão em uma posição fechada; e (vi) no Ciclo D, as válvulas (11’/9’) na segunda linha de filtrado (12’) e na segunda linha de alimentação (10’) estão em uma posição aberta e as válvulas restantes (11/9/9’’) estão em uma posição fechada; e, em que os Ciclos A a D podem ser realizados sequencialmente em qualquer ordem.

19. Sistema de filtração, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por compreender uma pluralidade de unidades de filtração dispostas em uma prateleira (20); um conjunto de condutores verticais (23/24) que compreende um primeiro condutor de alimentação vertical (23), um segundo condutor de alimentação vertical (23), um condutor de alimentação vertical (lateral) adicional (23), um primeiro condutor de filtrado vertical (24), um segundo condutor de filtrado vertical (24); e, um tanque de filtrado, em que as unidades de filtração estão dispostas horizontalmente na prateleira (20) em uma pluralidade de fileiras dispostas uma em cima das outras, e em que o primeiro e o segundo condutores de alimentação verticais (23) estão em comunicação de fluidos com uma primeira e uma segunda linhas de alimentação dedicadas (10/10’) de cada uma dentre a pluralidade de unidades de filtração, o condutor de alimentação vertical (lateral) adicional (23) está em comunicação de fluidos com a linha de alimentação lateral (10’’) de cada uma dentre a pluralidade de unidades de filtração, e o primeiro e o segundo condutores de filtrado verticais (24) estão em comunicação de fluidos com a primeira e a segunda linhas de filtrado (12/12’) de cada uma dentre a pluralidade de unidades de filtração e em que o primeiro e o segundo condutores de filtrado verticais (24) também estão em comunicação de fluidos com o tanque de filtrado que está localizado acima da prateleira (20).

20. Sistema de filtração, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a prateleira (20) compreende um ou mais conjuntos de condutores verticais (23/24) com um único banco de unidades de filtração disposto em cada lado do conjunto, ou cada conjunto, de condutores verticais (23/24), e em que cada um dos bancos de unidades de filtração é independentemente isolável.