BR112019026776B1 - Aparelho de filtragem submarina de água do mar - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um aparelho de filtragem que inclui um invólucro tubular tendo um eixo longitudinal e primeira e segunda extremidades de invólucro. Várias placas divisórias são posicionadas no invólucro e vedadas no mesmo para, desse modo, definir uma câmara de coleta de entrada entre uma primeira das placas divisórias e a primeira extremidade de invólucro, uma câmara de coleta de descarga entre a segunda das placas divisórias e a segunda extremidade de invólucro, e uma câmara de coleta de rejeição oposta à segunda placa divisória a partir da segunda extremidade de invólucro. Várias pilhas de membranas de filtragem alongadas são posicionadas lado a lado no invólucro, em geral paralelas ao eixo longitudinal. Cada pilha de membranas de filtragem inclui uma extremidade de entrada que é conectada de modo fluido na câmara de coleta de entrada, uma extremidade de descarga que é conectada de modo fluido na câmara de coleta de rejeição, e um canal de permeado que se estende entre a primeira e segunda extremidades e está conectado de modo fluido na câmara de coleta de descarga.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um aparelho de filtragem de água do mar que compreende múltiplas pilhas de membranas de filtragem. Em uma modalidade, a invenção é direcionada para um aparelho de filtragem de água do mar que compreende múltiplas pilhas de membranas de filtragem posicionadas em um único invólucro vertical através do qual os tubos de entrada, rejeição e descarga também são encaminhados. A presente invenção também é direcionada a uma membrana de filtragem aperfeiçoada e um sistema de filtragem que compreende tal membrana.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Montagens de filtragem são comumente usadas na indústria de produção submarina de hidrocarboneto para filtrar certos minerais da água do mar pura antes de injetar a água do mar na formação de hidrocarboneto de aplicações de elevação artificial. Tais montagens de filtragem são localizadas tipicamente no lado superior (isto é, em uma embarcação ou plataforma de produção) e normalmente incluem múltiplas pilhas de membranas de filtragem que são alojadas em um invólucro orientado horizontalmente correspondente. Grandes números dos invólucros horizontais, por exemplo, até sessenta ou mais, são empilhados juntos em uma estrutura de suporte, e os invólucros individuais em cada pilha são conectados a um coletor comum por uma montagem de tubulação externa. Nesta disposição, as grandes pilhas de invólucros orientados horizontalmente e a montagem de tubulação externa exigida para conectar os invólucros no coletor contribuem para uma montagem de filtragem que é relativamente complexa e pesada e compreende uma área relativamente grande.

[003] Grandes exigências de área e peso e altos custos de opera-ção associados com intervenção, limpeza e substituição são atualmen- te a chave limitando atores ao uso de membranas de nanofiltragem (NF) em sistemas de filtragem de água do mar, especialmente em instalações offshore (superfície e submarina). Como mostrado no sistema de tratamento de água do mar da técnica anterior representado na figura 4, o processo de tratamento de água de mar envolve tipicamente sistemas de pré-tratamento, nanofiltragem e pós-tratamento (por exemplo, desaeração). O sistema de pré-tratamento normalmente compreende um filtro grosso (por exemplo, filtro de tela, peneira) seguido por um filtro de meio granular ou uma membrana acionada por pressão baixa tal como uma membrana micro filtragem (MF) ou ultra filtragem (UF). Uma solução de biocida, tipicamente cloro contendo uma solução oxidante, é injetada no sistema de pré-tratamento ou no efluente do sistema de pré-tratamento para controlar o crescimento de microorganismos no sistema de NF. As membranas de NF tais co aquelas com uma camada ativa de poliamida frequentemente degradam quando expostas a mais que 0,1 ppm de cloro, e qualquer cloro residual, portanto deve ser desativado injetando um removedor químico de cloro ou passando o líquido através de carbono ativado antes de alimentar a água pré-tratada no sistema de NF. O sistema de NF compreende um número de elementos de membrana não revestidos instalados em múltiplos conjuntos de um ou dois estágios. A recuperação de água típica do sistema de NF é 50% de um estágio único e 75% para dois estágios. O sistema de NF ocupa em torno de 50% da área total do sistema de filtragem de água.

[004] Uma maioria de elementos de membrana de NF atualmente empregados em sistemas de filtragem de água instalados em campos de óleo e gás compreende membranas compostas de filme fino de po- liamida acondicionadas em uma configuração enrolada em espiral. Estas membranas têm a tendência de sofrer incrustações severas devido ao acúmulo de material particulado/coloidal, orgânico e/ou biológico, resultando em produtividade de água reduzido e/ou custos operacio-nais altos (por exemplo, para limpeza ou substituição química). Quando o desempenho é reduzido para abaixo do critério pré-definido (por exemplo, fluxo de permeado normalizado, passagem de sal ou queda de pressão), o sistema de filtragem (ou uma parte do sistema) é des- conectado e a limpeza no local (CIP) é realizada com um conjunto de produtos químicos do sistema de limpeza química. Um exemplo de um de tal procedimento de limpeza é descrito em "Dow Filmtec™ Membranes - Cleaning Procedures for DOW FOLMTECFT30 Elements", publicado por DOW Chemical Company. A combinação de permeabilidade de membrana, paralisação freqüente e alto consumo de produtos químicos devido à incrustação se traduz diretamente em produtividade menor e alto desempenho operacional (OPEX). A implementação bem-sucedida de um sistema de filtragem em superfícies remotas offshore ou mesmo instalações submarinas é dependente em grande parte da logística de produtos químicos.

[005] Portanto, existe uma necessidade de um sistema de filtragem de água de pequena área, altura reduzida, e/ou uma membrana de NF que exibe permeabilidade melhorada, seletividade, tolerância ao cloro e proteção de acúmulo de incrustação.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[006] De acordo com a presente invenção, é fornecido um aparelho de filtragem que compreende um invólucro tubular tendo um eixo longitudinal e primeira e segunda extremidades, várias pilhas de membranas de filtragem alongadas posicionadas lado a lado no invólucro, em geral paralelas ao eixo longitudinal, e várias placas divisórias posicionadas no invólucro e de preferência vedadas no mesmo para desse modo definir uma câmara de coleta de entrada entre a primeira das placas divisórias e a primeira extremidade, uma câmara de coleta de descarga entre uma segunda das placas divisórias e a segunda ex- tremidade, e uma câmara de coleta de rejeito oposta à segunda placa divisória da segunda extremidade.

[007] De acordo com uma modalidade, o aparelho de filtragem tam-bém inclui um tubo de entrada que é conectado de modo fluido na câmara de coleta de entrada, um tubo de descarga que é conectado de modo fluido na câmara de coleta de descarga e um tubo de rejeição que é conectado de modo fluido na câmara de coleta de rejeitos. Os tubos de entrada, descarga e rejeito, podem ser um conector único de múltiplos furos que é configurado para acoplar em um cubo de conector de múltiplos furos correspondente que está localizado, por exemplo, abaixo da segunda extremidade do invólucro quando o aparelho de filtragem é orientado verticalmente. Esta disposição reduz substancialmente a área do aparelho de filtragem e facilita a instalação e recuperação do aparelho de uma embarcação de superfície.

[008] De acordo com outra modalidade, cada pilha de membra nas de filtragem compreende um número de membranas de filtragem, cada uma das quais é vedada em um furo correspondente em uma placa divisória correspondente. Cada membrana de filtragem compreende uma extremidade de entrada e uma extremidade de saída, e a extremidade de saída é espaçada de uma placa divisória adjacente localizada mais perto da segunda extremidade. Assim, o fluido de rejeição de cada membrana de filtragem é permitido fluir na câmara formada pelas duas placas divisórias antes de entrar na extremidade de entrada das membranas de filtragem subsequentes. Como resultado, se uma membrana de filtragem se tornar entupida, esta membrana de filtragem não entupirá a pilha de membranas de filtragem inteira.

[009] A presente invenção também é direcionada para um siste ma de filtragem de água baseado em membrana para remover sulfatos e outros íons multivalentes de um líquido, incluindo, mas não limitado a água do mar, água subterrânea, água produzida, ou uma mistura das mesmas. A membrana de NF aperfeiçoada descrita aqui usa um revestimento especial para melhorar a eficiência de separação aumentando o fluxo, fornecendo seletividade melhor e rejeição aumentada, reduzindo incrustação, e aumentando a tolerância à limpeza química. A membrana de NF aperfeiçoada é particularmente útil para remover sulfatos de fontes de água para o propósito de injeção de água, tal como operações de recuperação de óleo aperfeiçoada (IOR) ou de recuperação de óleo melhorada (EOR). Em tais aplicações, a qualidade da água melhorada resulta em recuperação adicional do reservatório, prevenção de escala no reservatório e instalações, prevenção de acidificação devido à proliferação de bactéria de redução de sulfato (SRB), e melhor eficiência dos produtos químicos de EOR.

[0010] O sistema de filtragem de água compreendendo a mem brana de NF aperfeiçoada da presente invenção também é uma alternativa superior aos sistemas de remoção de sulfato existentes instalados em instalações onshore e offshore e facilita a instalação de uma instalação de injeção de água submarina.

[0011] A membrana de NF é adequada para novos sistemas de construção e para adaptar as unidades de remoção de sulfato existentes (SRU). A aplicação de sistemas de tratamento de água incorporando a membrana de NF aperfeiçoada aumentará significantemente a aplicabilidade de tais sistemas com base nas exigências de quantida- de/qualidade, área/peso de água, uso de produtos químicos e operabi- lidade, e a capacidade de mercado na indústria de óleo e gás.

[0012] O sistema de filtragem de água da presente invenção inclui pelo menos um elemento de membrana de NF que é modificado com um revestimento super hidrofílico que pode melhorar a permeabilidade de NF por pelo menos 25%, bem como melhorar a capacidade de repulsão de incrustação e tolerância de cloro, sem comprometer, e possivelmente mesmo melhorar, a rejeição de sulfato. A membrana de NF revestida diminui significantemente o consumo de produtos químicos (reduzindo assim a área de armazenamento de produtos químicos) e a frequência de intervenção de limpeza. O revestimento é aplicável a várias membranas comercialmente disponíveis de geometria e materiais diferentes. Em adição, um sistema de recobrimento é projetado para ser colocado em operação (se necessário) quando a eficácia do revestimento inicial degrada devido à exposição a produtos químicos de incrustação ou limpeza. A operação de recobrimento pode ser implementada depois da limpeza química convencional é aplicada. O equipamento de recobrimento é completamente integrado no sistema de limpeza química, exigindo assim área adicional e um ajuste simples para o equipamento de limpeza química convencional. A redução em consumo de produtos químicos, devido à redução em frequência de limpeza e na eliminação da necessidade de uma etapa de desclora- ção, pode compensar a área adicional alocada para produtos químicos de recobrimento.

[0013] O sistema de filtragem de água descrito envolve passar a água através de uma membrana de nanofiltragem (NF) aperfeiçoada tendo, de preferência, pelo menos permeabilidade 25% maior que a técnica anterior, permitindo assim a aplicabilidade e a facilidade de implantação nas unidades de remoção de sulfato de superfície e submarina. Estas melhorias são adequadas para projetar novos sistemas de NF e para ajustar sistemas existentes para melhorar a produtividade. Os sistemas de NF resultantes exigem menor área, o que permite sua aplicação em plataformas com restrições de espaço e peso.

[0014] Estes e outros objetivos e vantagens da presente invenção se tornarão evidentes a partir da descrição detalhada seguinte, com referência aos desenhos anexos. Nos desenhos, os mesmos números de referência põem ser usados para indicar componentes similares nas várias modalidades.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0015] A Figura 1 é uma vista em elevação dianteira de uma mo dalidade do aparelho de filtragem da presente invenção;

[0016] A Figura 2 é uma vista em seção transversal aumentada da parte terminal superior do aparelho de filtragem mostrado na Figura 1;

[0017] A Figura 3 é uma vista em seção transversal aumentada da parte terminal inferior do aparelho de filtragem mostrado na Figura 1;

[0018] A figura 4 é uma representação esquemática de um siste ma de nanofiltragem da técnica anterior;

[0019] A figura 5 é uma representação esquemática de uma pri meira modalidade do sistema de nanofiltragem da presente invenção; e

[0020] A Figura 6 é uma representação esquemática de uma se gunda modalidade do sistema de nanofiltragem da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0021] Uma modalidade geral do aparelho de filtragem da presente invenção compreende um invólucro tubular compreendendo um eixo longitudinal e primeira e segunda extremidades, várias pilhas de membranas de filtragem alongadas posicionadas lado a lado no invólucro em geral paralelas ao eixo longitudinal, e várias placas divisórias posicionadas no invólucro e de preferência vedadas no meso para definir uma câmara de coleta de entrada entre a primeira das placas divisórias e a primeira extremidade, uma câmara de coleta de descarga entre a segunda das placas divisórias e a segunda extremidade, e uma câmara de coleta de rejeição oposta à segunda placa divisória a partir da segunda extremidade. Cada pilha de membranas de filtragem compreende uma extremidade de entrada que é conectada de modo fluido conectado na câmara de coleta de entrada, uma extremidade de descarga que é conectada de modo fluido na câmara de coleta de rejeição, e um canal permeado que se estende entre a primeira e segunda extremidades e é conectado de modo fluido na câmara de coleta de descarga.

[0022] Em uma modalidade, o aparelho de filtragem também inclui um tubo de entrada tendo uma primeira extremidade que é conectada de modo fluido na câmara de coleta de entrada e uma segunda extremidade que e conectada de modo fluido a um primeiro conector localizado próximo à segunda extremidade, um tubo de descarga tendo uma primeira extremidade que é conectada de modo fluido na câmara de coleta de descarga e uma segunda extremidade que é conectada de modo fluido em um segundo conector localizado próximo ao primeiro conector, e um tubo de rejeição tendo uma primeira extremidade que é conectada de modo fluido na câmara de coleta de rejeição e uma segunda extremidade que e conectada de modo fluido em um terceiro conector localizado próximo aos primeiro e segundo conectores. O primeiro a terceiro conectores podem ser conectores separados ou um único conector de múltiplos furos que é configurado para acoplar em um cubo conector de múltiplos furos correspondente. Esta disposição reduz substancialmente a área do aparelho de filtragem e facilita a instalação e recuperação do aparelho de uma embarcação de superfície.

[0023] De acordo com uma modalidade alternativa, cada pilha de membranas de filtragem compreende um numero de membranas de filtragem, cada uma das quais é vedada em um furo correspondente em uma placa divisória correspondente. Cada membrana de filtragem compreende uma extremidade de entrada e uma extremidade de saída, e a extremidade de saída é espaçada de uma placa divisória adjacente localizada mais perto da segunda extremidade. Assim, o fluido de rejeição de cada membrana de filtragem é permitido fluir na câmara formada pelas duas placas divisórias antes de entrar na extremidade de entrada das membranas de filtragem subsequentes. Como resulta- do, se uma membrana de filtragem entupir, esta membrana de filtra-gem não entupirá a pilha de membranas de filtragem inteira.

[0024] Uma modalidade particular do aparelho de filtragem da pre sente invenção é mostrada nas figuras 1 a 3. O aparelho de filtragem, em geral 10, inclui um invólucro tubular 12 que compreende uma primeira extremidade 14, uma segunda extremidade 16 e um eixo longitudinal 18. Como mostrado na figura 1, o invólucro 12 pode ser orientado em geral verticalmente com a primeira extremidade 14 posicionada sobre a segunda extremidade 16. A primeira extremidade 14 pode incluir uma abertura 20 que é fechada e vedada por uma cobertura 22. A cobertura 22 pode ser conectada de modo removível no invólucro 12, por exemplo, por um número de parafusos 24. Um suporte de olhal ereto 26 pode estar conectado a ou formado integralmente com a cobertura 22 para permitir que o módulo de filtragem 10 seja instalado e recuperado de uma embarcação de superfície (não mostrada). Como será discutido em mais detalhes abaixo, o aparelho de filtragem 10 pode também incluir um cubo de conector de múltiplos furos 28 que é posicionado próximo à segunda extremidade 16 do invólucro 12.

[0025] Várias placas divisórias transversais espaçadas 30 são po sicionadas dentro e de preferência também vedadas no invólucro 12 para desse modo dividir o interior do invólucro em várias câmaras espaçadas longitudinalmente, incluindo uma câmara de coleta de entrada 32 que está localizada entre a primeira placa divisória 30a e a primeira extremidade 14 do invólucro 12, uma câmara de coleta de descarga 34 que está localizada entre uma segunda placa divisória 30b e a segunda extremidade 16 do invólucro, e uma câmara de coleta de rejeição 36 que está localizada oposta à segunda placa divisória a partir da câmara de coleta de descarga. Cada placa divisória 30 pode ser vedada no invólucro 12, por exemplo, por uma vedação de anel adequada (não mostrada) posicionada entre a borda circunferencial da placa divisória e a superfície interna do invólucro. Alternativamente, cada placa divisória 30 pode ser vedada no invólucro 12 sendo encaixada por pressão, soldada ou de outro modo fixada no invólucro. No exemplo mostrado nas figuras 1-3, o aparelho de filtragem 10 compreende cinco placas divisórias 30. No entanto, o aparelho de filtragem 10 pode compreender duas placas divisórias 30, duas sendo o número mínimo exigido para definir a câmara de coleta de entrada 32, a câmara de coleta de descarga 34 e a câmara de coleta de rejeição 36 (que com somente duas placas divisórias seriam definidas entre a primeira placa divisória 30a e a segunda placa divisória 30b).

[0026] Várias pilhas de membranas de filtragem 38 são posiciona das lado a lado no invólucro 12, em geral paralelas ao eixo longitudinal 18. Cada pilha de membranas de filtragem 38 compreende uma extremidade de entrada 40 que é conectada de modo fluido com a câmara de coleta de entrada 32, uma extremidade de descarga 42 que é conectada de modo fluido com a câmara de coleta de rejeição 36 e um canal de permeado 44 (figuras 2-3) que se estende axialmente entre as extremidades de entrada e descarga e é conectada de modo fluido com a câmara de coleta de descara 34. Na modalidade do aparelho de filtragem 10 mostrado nas figuras 1-3, por exemplo, a extremidade de entrada 40 de cada pilha de membranas de filtragem 38 é vedada em um furo correspondente na primeira placa divisória 30a, a extremidade de descarga 42 de cada pilha de membranas de filtragem está locali-zada na câmara de coleta de rejeição 36, e o canal de permeado 44 de cada pilha de membranas de filtragem está conectada de modo fluido com a câmara de coleta de descarga 34 por um tubo de descarga correspondente 46 (Figura 3).

[0027] Cada pilha de membranas de filtragem 38 é compreendida de um número de membranas de filtragem 48. O número de membranas de filtragem 48 em cada pilha de membranas de filtragem 38 de- penderá da aplicação particular para a qual o aparelho de filtragem 10 é projetado, em certas aplicações, cada pilha de membranas de filtragem 38 pode ser compreendida de uma única membrana de filtragem 48. Em outras aplicações, cada pilha de membranas de filtragem pode compreender duas ou mais membranas de filtragem alinhadas axialmente 48. Na modalidade mostrada na Figura 1, por exemplo, cada pilha de membranas de filtragem 38 compreende quatro membranas de filtragem axialmente alinhadas 48.

[0028] Como visto melhor nas Figuras 2 e 3, cada membrana de filtragem 48 compreende uma extremidade de entrada 50, uma extremidade de saída 52, e uma passagem de permeado 54 que se estende axialmente entre as extremidades de entrada e saída. Em uma modalidade do aparelho de filtragem 10, cada membrana de filtragem 48 pode compreender uma membrana de filtragem de fluxo cruzado. Um exemplo de uma membrana de filtragem de fluxo cruzado que é adequando para uso no aparelho de filtragem 10 é uma membrana de filtragem DOW FILMTEC™ vendido por Dow Chemical Company. Em operação, um fluido a ser filtrado entra na membrana de filtragem 48 através da extremidade de entrada 50 e é separada em um fluido de rejeição que é descarregado através da extremidade de saída 52 e um fluido de permeado que é descarregado através da passagem de permeado 54. Onde cada pilha de membranas de filtragem 38 compreende uma única membrana de filtragem 48, as extremidades de entrada e saída 50, 52 da membrana de filtragem definem as extremidades de entrada e descarga 40, 42 do pilho de membrana de filtragem, e a passagem de permeado 54 define o canal de permeado 44. Onde cada pilha de membranas de filtragem 38 compreende duas ou mais membranas de filtragem 48, a extremidade de entrada 50 da membrana de filtragem 48 mais perto da primeira extremidade 14 do invólucro 12 define a extremidade de entrada 40 da pilha de membranas de fil- tragem, a extremidade de saída 52 da membrana de filtragem mais perto da segunda extremidade 16 do invólucro define a extremidade de descarga 42 da pilha de membranas de filtragem, e as passagens de permeado 54 das várias membranas de filtragem são conectadas juntas por meios adequados, tais como conectores tubulares 56, para definir, desse modo, o canal de permeado 44 através da pilha de membranas de filtragem.

[0029] Cada membrana de filtragem 48 é posicionada e de prefe rência também vedada em um furo correspondente 58 em uma placa divisória respectiva 30. Desta maneira, as câmaras definidas pelas placas divisórias 30 idealmente serão isoladas de modo fluido uma da outra. As membranas de filtragem 48 podem ser vedadas em seus furos respectivos 58 por qualquer meio apropriado, tal como uma vedação de anel adequada (não mostrada) ou ser encaixadas por pressão no furo ou soldadas ou de outro modo fixadas na placa divisória 30. Também, as membranas de filtragem 48 podem ser posicionadas dentro de seus furos respectivos 58 de modo que qualquer parte da membrana de filtragem da extremidade de entrada 50 para a extremidade de saída 52 engata o furo. Na modalidade mostrada nas figuras 1-3, por exemplo, as membranas de filtragem 48 são posicionadas de modo que as extremidades de entrada 50 engatam os furos 58. Quando cada membrana de filtragem 48 é posicionada em sua placa divisória respectiva 30 como já descrito, a extremidade de entrada 50 da membrana de filtragem é conectada de modo fluido em uma câmara localizada no lado da placa divisória que se volta para a primeira extremidade 14 do invólucro 12, e a extremidade de saída 52 da membrana de filtragem é conectada de modo fluido com uma câmara localizada no lado da placa divisória que se volta para a segunda extremidade 16 do invólucro. Assim, cada membrana de filtragem 48 forma um conduto entre as câmaras sucessivas através das quais o fluido a ser filtrado é direcionado.

[0030] De acordo com uma modalidade não limitante do aparelho de filtragem 10, a extremidade de saída 52 de cada membrana de fil-tragem 48 é posicionada em uma câmara que é formada entre a placa divisória 30 em que a membrana de filtragem é posicionada e a placa divisória seguinte mais perto da segunda extremidade 16 do invólucro 12. Em outras palavras, a extremidade de saída 52 de cada membrana de filtragem 48 é axialmente espaçada da placa divisória seguinte 30 mais perto da segunda extremidade 16. Como uma consequência desta disposição, os fluidos de rejeição que saem das extremidades de saída 52 de cada conjunto de membranas de filtragem radialmente alinhadas 48 são permitidos misturar dentro da câmara antes de entrar as extremidades de entrada 50 do conjunto seguinte de membranas de filtragem radialmente alinhadas. Em contraste a uma disposição em que a extremidade de saída de cada membrana de filtragem alimenta diretamente na extremidade de entrada da membrana de filtragem seguinte, permitindo que os fluidos de rejeição fluam através da câmara assegura que uma única membrana de filtragem entupida não tornará a pilha de membranas de filtragem inteira 38 inoperável. Assim, uma única membrana de filtragem entupida 48 terá efeito mínimo da eficiência de todo o aparelho de filtragem 10.

[0031] Referindo-se especificamente às Figuras 2 e 3, o aparelho de filtragem 10 também inclui um tubo de entrada 60 tendo uma pri-meira extremidade 60a que é conectada na câmara de coleta de en-trada 32 (Figura 2), um tubo de descarga 62 tendo uma primeira ex-tremidade 62a que é conectada na câmara de coleta de descarga 34, e um tubo de rejeição 64 tendo uma primeira extremidade 64a que é conectada na câmara de coleta de rejeição 36. O tubo de entrada 60, o tubo de descara 62 e o tubo de rejeição 64 também compreendem segundas extremidades 60b, 62b, 64b respectivas que, como mostrado na Figura 3, podem ser posicionadas adjacentes uma da outra pró- ximas à segunda extremidade 16 do invólucro 12, por exemplo, abaixo da segunda extremidade do invólucro quando o aparelho de filtração 10 é orientado verticalmente. Esta disposição facilitará a conexão das segundas extremidades 60b, 62b, 64b nos condutos de fluido correspondentes de um aparelho submarino separado (não mostrado) quando o aparelho de filtragem 10 é instalado usando, por exemplo, um ROV ou cabo de aço. O tubo de entrada 60 e o tubo de rejeição 64 podem ser configurados para estender para suas câmaras respectivas no exterior do invólucro 12, ou, como mostrado nas Figuras 2 e 3, podem se estender axialmente através do interior do invólucro e através de furos correspondentes nas placas divisórias 30.

[0032] As segundas extremidades 60b, 62b, 64b dos tubos 60, 62, 64 podem ser conectadas em conectores de fluido separados (não mostrados) que são configurados para acoplar de modo liberável em conectores de fluido correspondentes no aparelho submarino ou, como mostrado nas Figuras 1 e 3, as segundas extremidades podem ser conectadas em um único conector de múltiplos furos, tal como o conector 28, que é configurado para acoplar de modo liberável em um cubo de conector de múltiplos furos correspondente no aparelho submarino. O conector de múltiplos furos 28 de preferência é remotamente conectá- vel e desconectável do aparelho separado para permitir a instalação fácil e recuperação do aparelho de filtragem 10 de uma embarcação de superfície.

[0033] Em operação do aparelho de filtragem 10, um fluido a ser filtrado, tal como água do mar pura, é transportado sob pressão atra-vés do tubo de entrada 60 para a câmara de coleta de entrada 32. A água do mar entra nas extremidades de entrada 50 do primeiro con-junto de membranas de filtragem radialmente alinhadas 48, que funcionam para filtrar certos minerais da água. A água filtrada migra para as passagens de permeado 54 nas membranas de filtragem 48, e é transportada através dos condutos de permeado 44 para a câmara de coleta de descarga 34. As extremidades das passagens de permeado 54 adjacentes à câmara de coleta de entrada 32 são vedadas por tampões 66 para impedir a água do mar pura de entrar nas passagens de permeado neste primeiro conjunto de membranas de filtragem 48. A partir da câmara de coleta de descarga 34, o permeado é descarregado para o aparelho submarino separado através do tubo de descarga 60.

[0034] Ao mesmo tempo, a água não filtrada, ou fluido de rejeição, flui através das extremidades de saída 52 das membranas de filtração 48, na câmara formada entre a primeira placa divisória 30a e a placa divisória subsequente, e nas extremidades de entrada 50 do conjunto seguinte de membranas de filtragem radialmente alinhadas 48 (ou na câmara de coleta de rejeição 36 se cada pilha de membranas de filtragem 38 compreende uma membrana de filtragem única). O processo de filtragem então é repetido neste e cada conjunto subsequente de membranas de filtragem radialmente alinhadas 48 até que o fluido de rejeição é expelido através das extremidades de saída 52 do conjunto final de membranas de filtragem na câmara de coleta de rejeição 36. A partir da câmara de coleta de rejeição 36, o fluido de rejeição é descarregado no aparelho submarino separado através do tubo de rejeição 64.

[0035] A presente invenção também está direcionada para mem branas de filtragem aperfeiçoadas, especificamente membranas de nanofiltragem (NF) e osmose reversa, e um sistema de filtragem de água que incorpora tais membranas. Em uma modalidade, a membrana de filtração é modificada pela aplicação de uma ou mais câmaras de um revestimento, cada camada da qual é ultrafina, por exemplo, menos que 20nm, e altamente carregada negativamente e/ou super- hidrofílica. As camadas de revestimento fornecem um equilíbrio ótimo entre hidrofilicidade e densidade de carga negativa, permitindo que a membrana modificada exiba produtividade de água significantemente maior enquanto mantém ou aumentar a seletividade da membrana para os sulfatos e outros anions multivalentes. As camadas de revestimento também fornecem proteção substancial para a membrana a partir de oxidação de cloro e adesão bacteriana.

[0036] A química e método de aplicação do revestimento de membrana são descritos em Pedido de Patente Internacional No. por Teledyne Technologies Incorporated intitulado High Flux, Chlorine Resistant Sulfate Removal Membranes, que foi depositado em 22 e junho de 2017 e é incorporado aqui por referência. O revestimento é compreendido de um material que torna hidrofílica a camada de topo ativa da membrana. Em uma modalidade, o revestimento pode ser compreendido de duas camadas aplicadas sequencialmente. A primeira camada, que é aplicada na camada de topo ativa da membrana, pode ser uma camada hidrofílica fina e conformável composta de uma combinação de um polímero hidrofílico e um tensoativo. A combinação do polímero hidrofílico e do tensoativo resulta em um revestimento ultrafino, mas conformável que aumenta substancialmente a permeabilidade da membrana. No .________entanto, este revestimento pode suprimir as cargas de superfície da membrana, que por sua vez pode reduzir sua rejeição ao sulfato. Este efeito pode ser reduzido fixando moléculas altamente carregadas negativamente na forma de, por exemplo, um material negativamente carregado, na primeira camada fina de revestimento para aumentar a densidade de carga negativa na superfície. Isto resulta em uma segunda camada com alta rejeição ao sulfato que não afeta a permeabilidade da membrana. As moléculas negativamente carregadas podem ser corantes com sulfonato, carboxila e outros grupos carregados negativamente.

[0037] Verificou-se que tal revestimento aumenta a permeabilidade de membranas de NF em mais de 25% sem comprometer sua eficiência de remoção de sulfato inicial. A membrana de base não revestida pode ser feita de uma poliamida, polietersulfona ou material de acetato de celulose. A membrana pode compreender folhas planas enroladas em espiral, fibras ocas, membranas capilares ou tubulares, embaladas em elemento cilíndrico.

[0038] De acordo com uma modalidade mais específica, o reves timento pode compreender um revestimento resistente a cloro confor- mável, resistente a incrustações e que melhora o fluxo de permeado que é compreendido de um polímero hidrofílico, um tensoativo e um composto carregado contendo uma ou mais funcionalidades de sulfonato e uma ou mais funcionalidades vinculáveis tais como amina, mo- noclorotriazina ou diclorotriazina. Nesta modalidade, o polímero hidro- fílico pode compreender um ou mais dos seguintes materiais: poli- dopamina, polietileno, álcool polivinílico, hidroxietilcelulose, hidroxipro- pil celulose, poli(hidroxietil metacrilato) de metilcelulose e seus copolí- meros, copolímero de anidrido estireno-maleico, copolímero de anidri- do éter-maleiro de metil vinila, polietilenimina, carboximetil celulose, goma de alfarroba, goma de feijão, carragenina, ágar, polivinilpirrolido- na, polissulfona de sulfonato, óxido de polietileno e copolímeros, polie- tileno glicol, poliacrilamida e polissacarídeo.

[0039] Um tensoativo pode compreender pelo menos uma cadeia de hidrocarboneto tendo pelo menos 16 átomos de carbono. Mais especificamente, o tensoativo pode compreender pelo menos uma cadeira de hidrocarbonetos tendo 16 a 24 átomos de carbono. Por exemplo, o tensoativo pode compreender cloreto de N-erucil-N, N-bis(2- hidroxietil)-N-metil amônio. Alternativamente, o tensoativo pode compreender um ou mais dos seguintes materiais: lauril sulfato de sódio, laureth sulfato de sódio, lactato de sódio, tetrazólidos. Fosfolipídios capazes de assumir um estado zwitteriônico, cocamidopropil betaína, sulfobetaínas e polietileno glicol.

[0040] Antes de ser aplicado na membrana de filtragem, o reves timento pode compreender uma solução tendo mais que 10% em peso de tensoativo. O revestimento então pode ser aplicado em uma espessura de menos que ou igual a 20 nm, mais preferivelmente menos que ou igual a 5 nm.

[0041] A presente invenção também está direcionada a um méto do para aplicar um revestimento resistente a cloro conformável, resistente a incrustações e que melhora o fluxo de permeado em uma membrana de filtragem. De acordo com uma modalidade, o método envolve comunicar uma primeira composição compreendendo um polímero hidrofílico e um tensoativo com a superfície da membrana. A membrana é então exposta a uma solução salina, depois do que a solução salina é removida da membrana, por exemplo, enxaguando a superfície da membrana. Então, uma segunda composição compreendendo um oxidante dissolvido em uma solução tamponada ajustada em um pH entre 5 e 11 é comunicada com a superfície da membrana, depois do que a membrana e novamente enxaguada. Nesta etapa, o terceiro composto é um composto carregado contendo uma ou mais funcionalidades de sulfonato e uma ou mais funcionalidades vinculáveis tal como amina, monoclorotriazina ou diclorotriazina, e este composto é dissolvido em uma solução tamponada ajustada em um pH entre 7 e 11. Depois da etapa de aplicar o terceiro composto na primeira superfície, a membrana é mais uma vez enxaguada.

[0042] Membranas de filtragem de poliamida, que são normalmen te usadas em uma maioria de aplicações de campo de óleo e gás, têm tolerância ao cloro muito baixa (<1000 ppm-hr) e, portanto, exigem uma etapa de descloração para impedir a degradação das membranas (ver figura 4). Em contraste, as membranas de filtragem modificadas da presente invenção permitem a introdução de um biocida na água, tipicamente cloro, que pode ser gerado in situ ou ex situ e injetado no sistema de pré-tratamento ou o efluente do sistema de pré-tratamento para controlar o crescimento de microorganismos no sistema de filtragem a jusante. Isto é devido ao fato que a membrana revestida tem uma tolerância ao cloro significantemente maior, por exemplo, maior que 5000 ppm-hr, comparada com a técnica anterior. Como resultado, as injeções de cloro de dose de choque periódica, além de uma injeção de cloro de dose baixa contínua, para suprimir qualquer bioativi- dade podem ser realizadas sem a necessidade de um removedor de cloro à montante do sistema de filtragem. Além disso, como o cloro injetado não é neutralizado antes de entrar nas membranas revestidas, servirá como um agente de esterilização e um agente de limpeza, mi-nimizando a frequência de limpeza química. Isto em combinação com a eliminação de uma aplicação e removedor de cloro reduzirá signifi- cantemente as exigências químicas e, portanto, o custo químico e área de armazenamento do sistema de filtragem. Além disso, os inventores verificaram que, como uma alternativa ao uso de produtos químicos de limpeza, as incrustações podem ser removidas da membrana de filtragem revestida usando uma lavagem de água quente.

[0043] Um exemplo de sistema de filtragem de água que incorpora uma membrana de NF melhorada da presente invenção é mostrado na Figura 5. Similar à modalidade da técnica anterior na Figura 4, o sistema de filtragem de água desta modalidade, em geral 100, inclui um estágio de pré-tratamento 102, um estágio de NF 104 e um estágio de pós-tratamento 106. Neste exemplo, a água do mar entra no estágio de pré-tratamento 102, onde é submetida a uma filtragem grosseira, por exemplo, através de um filtro de tela ou peneira, possivelmente seguido por uma filtragem mais fina, por exemplo, através de um filtro de meio granular ou uma membrana de micro filtragem (MF) ou ultra filtragem (UF). Como mostrado na figura 5, a água do mar pode tam- bém ser submetido à cloração no estágio de pré-tratamento 102, por exemplo, sendo injetado cm uma solução de biocida, tal como cloro contendo uma solução oxidante. Depois do estágio de pré-tratamento 102, a água do mar é direcionada através do estágio de NF 104, onde é separada em um fluido de permeado e um fluido de rejeição (que algumas vezes é referido como um concentrado). Como um exemplo, o estágio de NF 104 pode compreender um aparelho de filtragem similar ao aparelho de filtragem 10 descrito acima, que inclui uma entrada para a água do mar, uma saída de permeado para o permeado e uma saída de rejeição para a rejeição (isto é, o concentrado). O fluido de permeado do estágio de NF 104 então é direcionado para o estágio de pós-tratamento 106, onde é submetido aos tratamentos convencionais, tal como desaeração.

[0044] Para operações de limpeza, uma parte do fluido de perme ado do estágio de NF 104 é alimentada em um tanque de misturação 108, onde é misturado com um ou mais produtos químicos de limpeza 110. Esta mistura é então injetada na água do mar a jusante do estágio de NF 104 a fim de limpar as membranas de NF. Os produtos químicos de limpeza são então lavados do sistema de NF usando, por exemplo, permeado. Se exigido, as membranas de NF podem ser revestidas novamente com produtos químicos de revestimento 112 em uma maneira que será descrita abaixo em conexão com a Figura 6. A composição dos produtos químicos de revestimento pode ser como descrito acima.

[0045] Outro exemplo de um sistema de filtragem de água que in corpora uma membrana de NF aperfeiçoada da presente invenção é mostrado na Figura 6. O sistema de filtragem desta modalidade, em geral 200, inclui um aparelho de filtragem de NF compreendendo um invólucro ou alojamento 204 dentro do qual um número de membrana de NF 206 é posicionado. Deve ser notado que o aparelho de NF 202 é representado em geral, e que o aparelho real pode compreender vários alojamentos que alojam uma ou mais membranas de NF. Alternativamente, o aparelho de NF 202 pode ser similar ao aparelho de filtragem 10 descrito acima. Neste exemplo, o alojamento 204 é mostrado por compreender uma entrada de água do mar 208, uma saída de permeado 210, e uma saída de rejeição 212. Em operação, a água do mar de um estágio de pré-tratamento (não mostrado) é comunicado sob pressão através da entrada 208 e no alojamento 204, onde é separada em um fluido de rejeição que é descarregado através da saída de rejeição 212 e um fluido de permeado de NF que é descarregado através da saída de permeado 210. O fluido de permeado de NF pode então ser direcionado para um tanque de permeado 214 ou diretamente transportado em um estágio de pós-tratamento (não mostrado).

[0046] Nesta modalidade, a linha de limpeza química convencional foi modificada para permitir a introdução de um ou mais produtos químicos de limpeza de tanques 216, 218 no alojamento 204 para reabastecimento periódico in situ a camada(s) de revestimento das membranas de NF 206, se necessário. Quando a eficiência do revestimento inicial é significantemente reduzida baseada em desempenho operacional (por exemplo, permeabilidade e rejeição de solutos), o tempo de revestimento pode ser efetivado. Um segmento o sistema de NF, que pode compreender uma única ou múltiplas matrizes de alojamentos que contém um número, tal como uma oito, de membranas de NF 206, é isolado e retirado de operação normal. A limpeza química convencional é então realizada usando produtos químicos de limpeza de um tanque 220 em uma maneira descrita, por exemplo, na ficha técnica de DWO Filmtec™ referida acima, seguido por um regime de novo revestimento.

[0047] O regime de revestir novamente pode envolver, por exem plo, diluição em um tanque de misturação 222 dos produtos químicos de revestimento concentrados dos tanques 216, 218 com a água des-mineralizada ou permeado de NF até que a condição química desejada é satisfeita. Para este propósito, tanto o tanque de permeado 214 ou a saída de permeado 210, ou ambos, podem ser conectados no tanque de misturação 222 através de uma linha de permeado 224. A solução de revestimento é então bombeada no alojamento 204 através de uma entrada de serviço 226 até que rodo o líquido restante do regime de limpeza química foi drenado. Se a solução de revestimento contém componentes particulados, pode ser desviada através de um filtro 228 (por exemplo, um filtro de cartucho, membrana de MF/UF, etc.) antes de ser alimentada no alojamento 204. Então, o concentrado e o permeado de NF são desviados de volta para o tanque de mistura- ção 222 através de uma linha de concentrado 230, que é conectado entre a saída de rejeição 212 e o tanque de misturação, até que um estado estacionário é atingido, seguido por imersão por um período de tempo consistente com o protocolo de revestimento do tipo específico de produto químico de revestimento. O mesmo regime é repetido quando múltiplas etapas de revestimento devem ser aplicadas. O sistema de NF pode então ser lavado com permeado de NF do tanque de permeado 214 até que toda a solução de revestimento residual é drenada do sistema. Finalmente, a matriz revestida novamente de membranas de NF 206 é colocada de volta em operação normal. O regime de revestimento pode ser ainda implementado para os segmentos restantes do sistema de NF, se necessário. O sistema de filtragem 200 pode incluir um número de válvulas para conectar seletivamente a linha de permeado 224 ou a linha de concentrado 230 no tanque de misturação, tal como uma primeira válvula 232 que é posicionada na linha de permeado e uma segunda válvula 234 que está posicionada na linha de concentrado.

[0048] Embora as modalidades mostradas nas Figuras 5 e 6 te- nham sido descritas em conexão com os aparelhos de filtragem com-preendendo membranas de NF, os aparelhos de filtragem poderiam, em vez disto, compreender membranas de osmose reversa.

[0049] De acordo com outra modalidade do aparelho de filtragem, o revestimento de membrana é projetado de modo que a rejeição de íons de sulfato divalente não é comprometida comparada com uma membrana de NF não revestida. O revestimento, portanto, é particu-larmente adequado para dessulfatação de membranas que são co- mumente usadas em Unidades de Remoção de Sulfato (SRU) que são empregadas em sistemas de injeção de água do mar para mitigar o risco de acidificação do reservatório e o risco de tampar a formação devido ao depósito de incrustações à base de sulfato.

[0050] De acordo com outra modalidade da presente invenção, o estágio de pré-tratamento 102 (Figura 5) pode compreender um número de filtros de meio revestido de areia que são configurados para remover bactérias e sólidos suspensos da corrente de água do mar de alimentação a fim de satisfazer o índice de densidade de lodo exigido para nanofiltragem.

[0051] Deve ser evidente a partir da descrição acima que qualquer um dos aparelhos de filtragem descritos neste documento pode ser usado em um ambiente submarino. Como resultado, os aparelhos de filtragem são particularmente adequados para uso em poços de injeção. Localizar o aparelho de filtragem no fundo do mar permite que a água do mar tratada seja injetada direto no poço de injeção sem o uso de equipamento convencional na parte superior. Além disso, o aparelho de filtragem descrito aqui pode ser usado no fundo do mar como um tratamento suplementar para o regime de tratamento básico em que sólidos/finos e bactérias são removidos da água do mar.

[0052] Deve ser reconhecido que, enquanto a presente invenção foi apresentada com referência a certas modalidades, aqueles versa- dos na técnica podem desenvolver uma ampla variação de detalhes estruturais e operacionais sem se afastar dos princípios da invenção. Por exemplo, os vários elementos mostrados nas modalidades diferentes podem ser combinados em uma maneira não ilustrada acima. Portanto, as reivindicações seguintes devem ser construídas para cobrir todos os equivalentes que se encontram dentro do verdadeiro escopo e espírito da invenção.

Claims (22)

1. Aparelho de filtragem (10) compreendendo: um invólucro tubular (12) que inclui um eixo longitudinal (18) e primeira (14) e segunda (16) extremidades de invólucro; uma pluralidade de placas divisórias (30) que são posicio-nadas no invólucro (12) e são vedadas no mesmo para, desse modo, definir uma câmara de coleta de entrada (32) entre uma primeira (30a) das ditas placas divisórias (30) e a primeira extremidade do invólucro (14), uma câmara de coleta de descarga (34) entre uma segunda das ditas placas divisórias (30b) e a segunda extremidade do invólucro (16), e uma câmara de coleta de rejeição (36) oposta à segunda placa divisória (30b) a partir da segunda extremidade de invólucro (16); uma pluralidade de pilhas de membranas de filtragem alongadas (38) que são posicionadas lado a lado no invólucro (12), em geral paralelas ao eixo longitudinal (18), cada pilha de membranas de filtragem (38) compreendendo uma extremidade de entrada (40) que é conectada de modo fluido na câmara de coleta de entrada (32), uma extremidade de descarga (42) que é conectada de modo fluido na câmara de coleta de rejeição (34), e um canal de permeado (44) que se estende entre as extremidades de entrada (40) e descarga (42) e está conectado de modo fluido com a câmara de coleta de descarga (34); um tubo de entrada (60) que está conectado na câmara de coleta de entrada (32); um tubo de descarga (62) que está conectado na câmara de coleta de descarga (34); e um tubo de rejeição (64) que está conectado na câmara de coleta de rejeição (36); em que um fluido a ser filtrado é comunicado com a câmara de coleta de entrada (32) através do tubo de entrada (60) e é separado pelas pilhas de membranas de filtragem (38) em um permeado que é descarregado da câmara de coleta de descarga (34) através do tubo de descarga (62) e um fluido de rejeição que é descarregado da câmara de coleta de rejeição (36) através do tubo de rejeição (64); e em que cada pilha de membranas de filtragem (38) é com-preendida de uma pluralidade de membranas de filtragem (48), em que cada membrana de filtragem (48) é vedada em um furo corres-pondente (58) em uma placa divisória correspondente (30), em que cada membrana de filtragem (48) compreende uma extremidade de entrada (50), uma extremidade de saída (52), e uma passagem de permeado (54) que se estende axialmente entre a extremidade de entrada (50) e a extremidade de saída (52), em que os canais de permeados (54) das membranas de filtragem (48) em cada pilha de membranas de filtragem (38) são conectadas entre si por conectores tubulares (56) para definir assim o canal de permeado (44) para a pilha de membranas de filtração (38), em que os canais de permeado (44) estão conectados à câmara de coleta de descarga (34) por tubos de descarga correspondentes (46), e em que a extremidade de entrada (50) das passagens de permeado (54) adjacentes à câmara de coleta de entrada (32) são vedadas por tampões correspondentes (66); caracterizado pelo fato de que e a extremidade de saída (48) é axialmente espaçada de uma próxima placa divisória localizada mais perto da segunda extremidade de invólucro (16), de modo que a extremidade de saída (52) de cada membrana de filtração (48) seja posicionada em uma câmara formada entre sua placa divisória correspondente e a próxima placa divisória.

2. Aparelho de filtragem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que em uso o invólucro (12) é orientado em geral verticalmente com a primeira extremidade de invólucro (14) localizada acima da segunda extremidade de invólucro (16).

3. Aparelho de filtragem, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o tubo de entrada (60) se estende axialmente através do invólucro (12) da segunda extremidade de invólucro (16) para a câmara de coleta de entrada (32).

4. Aparelho de filtragem, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o tubo de rejeição se estende axial-mente através do invólucro (12) a partir da segunda extremidade de invólucro (16) para a câmara de coleta de rejeição (36).

5. Aparelho de filtragem, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o tubo de entrada (60), o tubo de re-jeição (64) e o tubo de descarga (62) são conectados em um cubo de conector submarino (28) de múltiplos furos.

6. Aparelho de filtragem (10, 202) compreendendo: um invólucro tubular (12, 204) que inclui um eixo longitudi-nal (18) e primeira (14) e segunda (16) extremidades de invólucro; e um número de membranas de filtragem (48, 206) que são posicionadas no invólucro (12, 204), em geral paralelas ao eixo longitudinal (18); caracterizado pelo fato de que cada membrana de filtra-gem (48, 206) inclui uma camada de topo ativa e um revestimento que torna hidrofílica a camada de topo ativa.

7. Aparelho de filtragem, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o revestimento é compreendido a partir de uma combinação de um polímero hidrofílico e um tensoativo.

8. Aparelho de filtragem, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o material negativamente carregado é aplicado no revestimento.

9. Aparelho de filtragem, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o revestimento ainda compreende um composto carregado que inclui uma ou mais funcionalidades de sulfonato e uma ou mais funcionalidades vinculáveis selecionadas do grupo que consiste em amina, monoclorotriazina e diclorotriazina.

10. Aparelho de filtragem, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o revestimento é configurado de modo que as membranas de filtragem são adequadas para uso como membranas de dessulfatação em uma Unidade de Remoção de Sulfato (SRU).

11. Aparelho de filtragem, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um estágio de pré- tratamento localizado a jusante das membranas de filtragem (48, 206), o estágio de pré-tratamento incluindo pelo menos uma das membranas de ultrafiltragem, filtros de cartucho e filtros de meio revestidos de areia, que são configurados para remover bactérias e sólidos suspensos da água do mar a ser filtrada pelas membranas de filtragem.

12. Aparelho de filtragem, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o aparelho está localizado no fundo do mar.

13. Aparelho de filtragem, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a água filtrada produzida pelo aparelho é adequada para uso em um poço de injeção submarino.

14. Aparelho de filtragem, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que as membranas de filtragem (48, 206) são configuradas para produzir um fluxo 30% a 50% maior sem degradação da rejeição de sulfato ou rejeição de sólidos dissolvidos totais.

15. Aparelho de filtragem, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o aparelho é configurado de modo que um desclorador para remover produtos químicos de limpeza não é exigido.

16. Aparelho de filtragem, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o aparelho é configurado de modo que nem um tanque químico nem um desclorador são exigidos.

17. Aparelho de filtragem, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que as membranas de filtragem (48, 206) são configuradas para serem limpas com água quente.

18. Aparelho de filtragem, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que as membranas de filtragem (48, 206) são configuradas de modo que pelo menos uma de uma de uma injeção contínua de baixa dosagem de 0,5 ppm - 1,0 ppm de cloro e doses de choque periódicas de 5 ppm de cloro impedirá a bioincrustação.

19. Aparelho de filtragem, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: um primeiro tanque (216) que contém um produto químico de revestimento para uso em revestimento das membranas de filtra-gem; em que o alojamento (12, 204) compreende uma entrada (226) na qual o primeiro tanque está conectado.

20. Aparelho de filtragem, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que ainda compreende: um tanque de misturação (222) que está conectado entre o primeiro tanque (216) e a entrada (226); em que o alojamento (12, 206) compreende uma saída de permeado (62, 210) através da qual um permeado é descarregado, a saída de permeado sendo conectada a pelo menos um dentre tanque de misturação (222) e um tanque de permeado (214) que, por sua vez, é conectado ao tanque de misturação; e em que o produto químico de revestimento do primeiro tan-que (216) é combinado com o permeado no tanque de misturação (222) antes de ser comunicado com a entrada (226) do alojamento.

21. Aparelho de filtragem, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o alojamento (12, 204) compreende uma saída de rejeição (64, 212) através da qual um concentrado é descarregado, e em que a saída de rejeição está conectada no tanque de misturação (222) para comunicação do produto químico de revestimento do alojamento para o tanque de misturação.

22. Aparelho de filtragem, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um número de válvulas para conectar seletivamente tanto a saída de rejeição (212) quanto pelo menos uma da saída de permeado (210) e o tanque de permeado (214) para o tanque de misturação (222).