ES2392235A1 - Method of cleaning, sterilization and disinfection for covered membranes with at least one film of at least one hydrophilic polymer. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

Method of cleaning, sterilization and disinfection for covered membranes with at least one film of at least one hydrophilic polymer. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) Download PDF

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ES2392235A1 ES201031444A ES201031444A ES2392235A1 ES 2392235 A1 ES2392235 A1 ES 2392235A1 ES 201031444 A ES201031444 A ES 201031444A ES 201031444 A ES201031444 A ES 201031444A ES 2392235 A1 ES2392235 A1 ES 2392235A1
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    • B01D65/02Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
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    • B01D65/06Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration with special washing compositions

Abstract

Cleaning method, sterilization and disinfection for membranes coated with at least one film of at least one hydrophilic polymer. The present invention relates to a method of cleaning, sterilization and disinfection of membranes, preferably of semi-permeable hydrophobic type, which are coated with at least one film composed of at least one hydrophilic polymer, preferably selected from catecholamine, catecholamine derivatives, polyester, polyester derivatives and a combination thereof, said cleaning method comprising at least injecting a cleaning agent to the membrane selected from hot water, steam, superheated water or a mixture of the latter two. Preferably, the cleaning agent is injected at a temperature of at least 85ºC when it is hot water, and at least 100º c, more preferably 105º c, when it is water vapor, superheated water or a mixture of both. The membranes on which the cleaning and disinfecting agent is injected may be coated with a second film of at least one hydrophilic polymer similar to the first, although more preferably the first film is catecholamine and the second is polyester. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

MÉTODO DE LIMPIEZA, ESTERILIZACIÓN Y DESINFECCIÓN PARA MEMBRANAS RECUBIERTAS CON AL MENOS UNA PELÍCULA DE AL MENOS UN POLÍMERO HIDRÓFILO SECTOR DE LA TÉCNICA CLEANING, STERILIZATION AND DISINFECTION METHOD FOR MEMBRANES COATED WITH AT LEAST ONE FILM OF AT LEAST A HYDROPHILIC POLYMER TECHNICAL SECTOR

La presente invención se engloba en el campo del tratamiento de fluidos y especialmente de aguas, como puede ser la depuración de aguas con baja carga contaminante o de aguas residuales, concretamente en el tratamiento mediante filtración por membranas y más concretamente se relaciona The present invention is included in the field of the treatment of fluids and especially of waters, such as the purification of waters with a low contaminating load or of residual waters, specifically in the treatment by means of membrane filtration and more specifically it is related

con with
los sistemas de limpieza de dichas membranas tras su the systems of cleaning of said membranes after its

empleo job
en este tipo de procesos. in this kind of processes.

ESTADO STATE
DE LA TÉCNICA OF THE TECHNIQUE

Recientemente, Recently,
se ha publicado en la revista Science un I know he has published in the magazine Science a

interesante interesting
descubrimiento realizado por H. Lee et al. (H. discovery accomplished by H. read et to the. (H.

Lee, P.E. Messersmith, Science 318,426 (2007)), que se basa en la capacidad que tienen determinadas sustancias secretadas por ciertas especies de moluscos, los mejillones entre otros, que fijan al individuo a casi cualquier superficie en medio marino con un nivel de adherencia sorprendentemente efectivo. Lee, P.E. Messersmith, Science 318,426 (2007)), which is based on the ability of certain substances secreted by certain species of mollusks, mussels among others, to fix the individual to almost any surface in the marine environment with a surprisingly effective level of adherence.

Las moléculas generadas por el mejillón polimerizan espontáneamente al pH natural del agua de mar comportándose como un eficaz adhesivo que fija el mejillón a las rocas, pinturas, hormigones, aceros, tuberías de plástico, etc. que se hallan en el medio marino. Se ha descubierto que esta sustancia pertenece a la familia de las catecolaminas y que se trata de un neurotransmisor y precursor de otros neurotransmisores en los mamíferos. Entre las catecolaminas se incluyen la adrenalina, la noradrenalina, la dopamina y la feniletilamina, las cuales contienen un grupo catecol y un grupo amino y se sintetizan a partir del aminoácido tirosina. Estos productos actúan como unos adhesivos sorprendentemente eficaces. The molecules generated by the mussel spontaneously polymerize to the natural pH of seawater, acting as an effective adhesive that fixes the mussel to rocks, paints, concretes, steels, plastic pipes, etc. found in the marine environment. This substance has been found to belong to the catecholamine family and to be a neurotransmitter and precursor to other neurotransmitters in mammals. Catecholamines include epinephrine, norepinephrine, dopamine, and phenylethylamine, which contain a catechol group and an amino group and are synthesized from the amino acid tyrosine. These products act as surprisingly effective adhesives.

Los descubridores de esta acción centraron sus trabajos en una catecolamina concreta, la polidopamina, uno de los The discoverers of this action focused their work on a specific catecholamine, polydopamine, one of the

productos base de este "adhesivo natural". Esta molécula, o moléculas similares, tienen la facultad de polimerizar entre sí, de forma rápida y eficaz en el medio acuoso adecuado fijándose a la superficie de casi cualquier cosa. De este modo fijan ciertas prominencias de estos moluscos a las superficies a las que se fijan, actuando como eficaz adhesivo que se fija a las mencionadas prominencias y a la superficie que los soporta. base products of this "natural adhesive". This molecule, or similar molecules, have the ability to polymerize each other, quickly and efficiently in the appropriate aqueous medium by fixing to the surface of almost anything. In this way they fix certain prominences of these molluscs to the surfaces to which they are attached, acting as an effective adhesive that attaches to the mentioned prominences and to the surface that supports them.

Adicionalmente, los investigadores pusieron de manifiesto la gran reactividad del polímero así formado frente a terceras moléculas (p.ej. polímeros con grupos reactivos tales como aminas, tioles y otros grupos, o incluso a metales presentes en el agua en forma de sales de metales etc.) con las que se hallaran posteriormente en contacto en las condiciones adecuadas de pH Additionally, the researchers showed the great reactivity of the polymer thus formed against third molecules (eg polymers with reactive groups such as amines, thiols and other groups, or even metals present in the water in the form of metal salts etc.) with which they would subsequently come into contact under the appropriate pH conditions

(fundamentalmente). Esto puede provocar el recubrimiento de la polidopamina inicialmente creada con un segundo producto que puede ser de interés para una aplicación industrial determinada. (fundamentally). This can cause the initially created polydopamine to be coated with a second product that may be of interest for a given industrial application.

Entre las aplicaciones que se ven especialmente útiles son, por ejemplo, los recubrimientos de membranas semipermeables como las de nanofiltración o las de ósmosis inversa y, especialmente, las membranas de filtración de partículas sean de microfiltración (MF) o de ultrafiltración Applications that are especially useful are, for example, semi-permeable membrane coatings such as nanofiltration or reverse osmosis and, especially, particle filtration membranes are microfiltration (MF) or ultrafiltration

(UF). Este recubrimiento puede afectar a (es decir, realizarse en) la superficie exterior e interior de la membrana e incluso los poros que pueden recubrirse inicialmente con una catecolamina, y posteriormente con un (PHEW). This coating can affect (i.e. be performed on) the outer and inner surface of the membrane and even the pores that can be coated initially with a catecholamine, and later with a

poliéter, polyether,
como el polietilenglicol (PEG), el how the polyethylene glycol (PEG), the

polipropilenglicol polypropylene glycol
( PPG) o con cualquier otro poliéter (PPG) or with any other polyether

similar Similary
o molécula altamente hidrófila que impida la or molecule highly hydrophilic than prevent the

proliferación proliferation
de vida orgánica o materia orgánica en la of lifetime organic or matter organic in the

superficie surface
tratada. treated.

En efecto, una de las limitaciones de las membranas filtrantes en general y en especial las de MF y UF en su Indeed, one of the limitations of filter membranes in general and especially those of MF and UF in their

ciclo de filtración es la fijación en ellas de aminoácidos, proteínas, hidrocarburos, bacterias, hongos, y un largo etcétera de materia orgánica, viva o no, que las contamina perjudicando su capacidad de filtración. Esta contaminación se produce de forma no siempre reversible por los lavados convencionales practicados a las membranas, en especial las de tamaño de poro de MF o de UF. Filtration cycle is the fixation in them of amino acids, proteins, hydrocarbons, bacteria, fungi, and a long etcetera of organic matter, living or not, that contaminates them, damaging their filtration capacity. This contamination occurs not always reversibly by conventional membrane washes, especially those with MF or UF pore size.

En la actualidad, las membranas de estos últimos tipos se lavan por retorno de agua a contracorriente, por agitación por aire, y mediante el uso de reactivos químicos tales como jabones, soluciones ácidas o cáusticas, oxidantes, o moléculas como el ácido EDTA, que aplicadas con mayor o menor concentración y frecuencia regeneran o limpian las membranas de sus depósitos, con lo que da comienzo un nuevo ciclo de filtración. Currently, the membranes of these latter types are washed by countercurrent water return, by air agitation, and by the use of chemical reagents such as soaps, acidic or caustic solutions, oxidants, or molecules such as EDTA acid, which applied with greater or lesser concentration and frequency they regenerate or clean the membranes of their deposits, with which a new filtration cycle begins.

Naturalmente, el hecho de que la superficie y los poros de una membrana queden recubiertos con una catecolamina Naturally, the fact that the surface and pores of a membrane are covered with catecholamine

(incluyendo la adrenalina, la noradrenalina, la dopamina y la feniletilamina), que es en sí altamente hidrófila (mayor hidroficidad que la mayoría de los polímeros usados para fabricar las membranas, p.ej. PVDF, PP, PES, PS y un largo etcétera, por lo general más o menos hidrófobos y tendentes a facilitar por esa condición su contaminación por "orgánicos") es muy deseable, pues un simple contra-lavado sin uso de reactivos eliminaría de forma mecánica las materias orgánicas retenidas, ya que éstas no se fijan tan fácilmente a las superficies hidrófilas (más o menos hidrófilas) y a los poros de las membranas filtrantes. (including epinephrine, norepinephrine, dopamine, and phenylethylamine), which is itself highly hydrophilic (higher hydrophilicity than most polymers used to make membranes, eg PVDF, PP, PES, PS and a long etc., generally more or less hydrophobic and tending to facilitate its contamination by "organic") is highly desirable, since a simple backwash without the use of reagents would mechanically remove the organic materials retained, since they do not they attach so easily to hydrophilic (more or less hydrophilic) surfaces and to the pores of filter membranes.

En efecto, la fijación de proteínas a las superficies altamente hidrófilas es débil, y una agitación que genere un Indeed, the binding of proteins to highly hydrophilic surfaces is weak, and an agitation that generates a

valor value
alto en el número de Reynolds es suficiente para su high in the number of Reynolds is enough for its

eliminación elimination
de la superficie hidrófila. No así de las of the surface hydrophilic. No So of the

superficies surfaces
hidrófobas que requieren sin duda el uso de hydrophobic than require without doubt the use of

reactivos reagents
como los antes mencionados. how the before mentioned.

Más favorable es aún el fenómeno anterior si sobre la catecolamina se aplica una segunda capa de un polímero Even more favorable is the previous phenomenon if a second layer of a polymer is applied to the catecholamine.

altamente highly
hidrófilo, como puede ser cualquier poliéter hydrophilic, how can to be any polyether

(polietilenglicol, (polyethylene glycol,
polipro pilenglicol, etc.) . El efecto polypro pilenglicol, etc.) . The effect

anteriormente previously
indicado de "dificultad en la fijación de indicated of "difficulty in the fixation of

orgánicos" se potencia aún más con este tipo de polímeros fijados a la catecolamina. La fijación de este segundo polímero se puede realizar tal como indica Messersmith en el anexo al artículo que publica en Science (H. Lee et al. Supporting Online Material for Mussel-Inspired Surface Chemistry for Multifunctional Coatings (Science) 318, 426 organic "is further enhanced with this type of polymers bound to catecholamine. The fixation of this second polymer can be carried out as indicated by Messersmith in the annex to the article published in Science (H. Lee et al. Supporting Online Material for Mussel -Inspired Surface Chemistry for Multifunctional Coatings (Science) 318, 426

(2007)). (2007)).

Sin embargo, que la fijación de proteínas, bacterias, hongos o cualquier "orgánico" se vea varios órdenes de magnitud disminuido en su capacidad de fijación a una membrana recubierta del modo descrito no quiere decir que sea inexistente. Con el tiempo, se requiere también en estos casos una eliminación más activa de la materia orgánica que ha terminado por fijarse en la superficie interior (poros) o exterior de las membranas, aunque éstas tengan el más hidrófilo de los recubrimientos o el mejor de los repelentes de "biofouling" (nombre genérico con el que se conoce internacionalmente la contaminación y colmatación por materia orgánica de cualquier tipo de materiales filtrantes, tal como las membranas) aplicado sobre la catecolamina. However, the fact that the binding of proteins, bacteria, fungi or any "organic" is seen to be several orders of magnitude decreased in its ability to bind to a membrane covered in the manner described does not mean that it is non-existent. Over time, a more active removal of organic matter is also required in these cases, which has ended up fixing on the interior (pores) or exterior surface of the membranes, even if they have the most hydrophilic of coatings or the best of repellents of "biofouling" (generic name with which the contamination and silting by organic matter of any type of filtering materials, such as membranes) is applied internationally on catecholamine.

Aquí surge un problema importante porque la mayor parte de los productos clásicos de lavado atacan químicamente a la catecolamina, con lo que el recubrimiento aplicado desaparece en uno o varios lavados. Es especialmente sensible este recubrimiento a los oxidantes, tal como por ejemplo el cloro, que en sus diversas formas (especialmente hipoclorito sódico), se usa de forma sistemática en los contra-lavados de las membranas de filtración por su capacidad de eliminar los productos que causan el mencionado e indeseable biofouling, al tiempo que se desinfecta A major problem arises here because most classic laundry products chemically attack catecholamine, so the applied coating disappears in one or more washes. This coating is especially sensitive to oxidants, such as, for example, chlorine, which in its various forms (especially sodium hypochlorite), is used systematically in backwashing of filter membranes due to its ability to remove products that cause the aforementioned and undesirable biofouling, while disinfecting

eficazmente a las mismas y a los materiales que les sirven effectively to them and to the materials that serve them

de of
soporte (módulos, tejidos soporte de las membranas, support (modules, fabrics support  of the membranes,

adhesivos, stickers,
carcasas, estructuras soporte, bastidores, housings, structures support, backstage,

contenedores, etc.). containers, etc.).

Las membranas, dispuestas en forma de membranas planas Membranes, arranged in the form of flat membranes

o de membranas de fibra hueca, sea reforzada (o soportada sobre un tejido) o integral (no soportada), instaladas en forma de sistemas de filtración por succión o en forma de filtros a presión, destinadas a filtrar aguas limpias con baja carga contaminante, o a filtrar aguas altamente cargadas (como pueden ser los MBR para tratamiento de Aguas Residuales Urbanas y Aguas Residuales Industriales), se enfrentan al mismo problema de biofouling, de forma más o menos intensa en función de las características del agua o fluido a filtrar. or hollow fiber membranes, whether reinforced (or supported on a fabric) or integral (not supported), installed in the form of suction filtration systems or in the form of pressure filters, intended to filter clean water with low pollutant load, or to filter highly loaded waters (such as MBRs for the treatment of Urban Wastewater and Industrial Wastewater), they face the same biofouling problem, more or less intensely depending on the characteristics of the water or fluid to be filtered.

La invención que a continuación se presenta centra su objetivo en el desarrollo de un tratamiento alternativo de limpieza de membranas recubiertas con una o varias películas de polímeros altamente hidrófilos, tales como la catecolamina y el poliéter, mediante la utilización de un nuevo agente de limpieza bacteriana en sustitución de los productos químicos comúnmente utilizados, a fin de conseguir un método de limpieza de estas membranas recubiertas con películas poliméricas que, por una parte, no ataque químicamente a dichas películas poliméricas de recubrimiento evitando su deterioro, y a su vez, sea capaz de eliminar de forma eficaz toda la materia orgánica depositada sobre (o en el interior de) la membrana durante su funcionamiento. The invention presented below focuses on the development of an alternative cleaning treatment for membranes coated with one or more highly hydrophilic polymer films, such as catecholamine and polyether, by using a new bacterial cleaning agent. in substitution of the commonly used chemical products, in order to achieve a cleaning method of these membranes covered with polymeric films that, on the one hand, do not chemically attack said polymeric coating films, avoiding their deterioration, and in turn, being capable of effectively remove all organic matter deposited on (or inside) the membrane during operation.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Descripción breve de la invención DESCRIPTION OF THE INVENTION Brief description of the invention

Se ha encontrado una excelente solución, aplicable a cualquiera de los sistemas o disposiciones comentados anteriormente, que consiste en un procedimiento sin reactivos químicos de lavado, esterilización y desinfección alternativo de membranas recubiertas con al menos una An excellent solution has been found, applicable to any of the systems or arrangements discussed above, which consists of a procedure without alternative chemical reagents for washing, sterilizing and disinfecting membranes coated with at least one

película de al menos un polímero hidrófilo, tal como una film of at least one hydrophilic polymer, such as a

catecolamina o un poliéter, y preferiblemente recubiertas de catecholamine or a polyether, and preferably coated with

una doble película, sin que se produzca un deterioro o a double film, without deterioration or

ataque químico por parte del agente de limpieza hacia chemical attack by the cleaning agent towards

5 5
dicha/s película/s polimérica/s de recubrimiento ni hacia la said coating film (s) or towards the

membrana en sí. El método de limpieza consiste en la membrane itself. The cleaning method consists of

utilización de un agente seleccionado entre agua caliente, use of an agent selected from hot water,

vapor de agua, agua sobrecalentada o una mezcla de estos dos water vapor, superheated water or a mixture of these two

últimos sobre la membrana en cuestión que se encuentra latest on the membrane in question that is

1 O 1 O
recubierta con al menos una película polimérica altamente coated with at least one highly polymeric film

hidrófila. hydrophilic.

Descripción detallada de la invención Detailed description of the invention

La presente invención, según se expresa en el enunciado The present invention, as expressed in the statement

de esta memoria descriptiva, se refiere a un método de of this specification, refers to a method of

15 fifteen
limpieza y desinfección de membranas recubiertas de al menos cleaning and disinfection of membranes coated with at least

una película de al menos un polímero hidrófilo, a film of at least one hydrophilic polymer,

caracterizado porque dicho método comprende inyectar un characterized in that said method comprises injecting a

agente de limpieza seleccionado dentro del grupo compuesto cleaning agent selected from the compound group

por agua caliente, vapor de agua, agua sobrecalentada y una by hot water, steam, superheated water and a

20 twenty
mezcla de estos dos últimos a la membrana. mixing these last two to the membrane.

Las membranas son preferentemente del tipo membranas The membranes are preferably of the membrane type

semipermeables, y más preferentemente son hidrófobas. En una semipermeable, and more preferably they are hydrophobic. In a

de la invención, las membranasrealización más particular of the invention, the membranes more particular embodiment

ya sea soportada (es decir,son del tipo fibra hueca, either supported (i.e. they are of the hollow fiber type,

25 25
realizada sobre un soporte) o integral (no soportada) made on a support) or integral (not supported)

También preferentemente, las membranas semipermeables Also preferably, semi-permeable membranes

hidrófobas son del tipo seleccionado dentro del grupo hydrophobic are of the type selected from the group

compuesto por: membranas de ósmosis inversa, de consisting of: reverse osmosis membranes,

nanofiltración, de microfiltración (MF) y de ultrafiltración nanofiltration, microfiltration (MF) and ultrafiltration

30 30
(UF) (PHEW)

En otra realización particular, las membranas In another particular embodiment, the membranes

recubiertas están soportadas dentro de un módulo completo de coated are supported within a complete module of

membranas, que está recubierto a su vez total o parcialmente membranes, which is in turn fully or partially coated

con el al menos un polímero hidrófilo y que consta de todos with the at least one hydrophilic polymer and consisting of all

35 35
los elementos necesarios para el correcto funcionamiento de the elements necessary for the proper functioning of

las membranas. En estos casos, las membranas recubiertas se presentan en forma de haces o agrupadas, teniendo uno o varios colectores de agua filtrada comunes a todas ellas, en lo que se denomina comúnmente como cassette de membranas, the membranes. In these cases, the coated membranes are presented as bundles or grouped, having one or more filtered water collectors common to all of them, in what is commonly called a membrane cassette,

bastidor frame
o paquete de membranas. La referencia a un or package of membranes. The reference to a

recubrimiento covering
total o parcial del módulo o bastidor de total or partial of the module or frame of

membranas membranes
que es lavado por el procedimiento descrito se than is washed by the process described I know

debe a la posibilidad de que la al menos una película polimérica hidrófila recubra dicho módulo de alguna de las siguientes formas: que recubra sólo las membranas contenidas en el módulo como recoge la invención; que recubra todas las partes del módulo en contacto con el agua durante la fase de filtración, la fase de contra-lavado o en ambas fases; e incluso si todo el sistema de contención o soportado de las membranas dentro del módulo se halla recubierto por dicha película polimérica. it is due to the possibility that the at least one hydrophilic polymeric film covers said module in one of the following ways: that it only covers the membranes contained in the module as stated in the invention; covering all parts of the module in contact with water during the filtration phase, the backwash phase or both phases; and even if the entire membrane containment or support system within the module is covered by said polymeric film.

Particularmente en una otra realización, las membranas se encuentran soportadas dentro de un filtro cerrado a presión, o en su defecto de un contenedor típico de los denominados "filtros a presión de membranas" de MF, de UF, o de cualquier otra membrana en que los poros se definen como de MF o UF, de nanofiltración o de ósmosis inversa. Particularly in another embodiment, the membranes are supported within a closed pressure filter, or in their absence, a typical container of the so-called "membrane pressure filters" of MF, UF, or any other membrane in which pores are defined as MF or UF, nanofiltration, or reverse osmosis.

El al menos un polímero hidrófilo comprendido en la al menos una película de recubrimiento es preferentemente seleccionado entre catecolamina, derivados de catecolamina, poliéter, derivados del poliéter y cualquier combinación de los mismos. La catecolamina es preferentemente seleccionada entre adrenalina, noradrenalina, dopamina, polidopamina, feniletilamina y una combinación de las mismas. Por su parte, el poliéter y los derivados del poliéter están preferentemente seleccionados entre polietilenglicol, polipropilenglicol, poliéteramina con uno, dos, tres o más grupos amino susceptibles de reaccionar con la catecolamina de forma altamente eficaz, y una combinación de los mismos. The at least one hydrophilic polymer comprised in the at least one coating film is preferably selected from catecholamine, catecholamine derivatives, polyether, polyether derivatives and any combination thereof. Catecholamine is preferably selected from adrenaline, norepinephrine, dopamine, polydopamine, phenylethylamine, and a combination thereof. For its part, the polyether and the derivatives of the polyether are preferably selected from polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyetheramine with one, two, three or more amino groups capable of reacting with catecholamine in a highly efficient way, and a combination thereof.

En una realización preferida de la invención, la membrana o módulo está recubierto también por una segunda película polimérica hidrófila que comprende, al igual que la primera, al menos un polímero hidrófilo. Más preferentemente, el polímero hidrófilo comprendido en la segunda película que recubre el dispositivo en cuestión es seleccionado entre catecolamina, un poliéter y una combinación de los mismos. Las especificaciones dadas para ambos, catecolamina y poliéter, en relación con la primera película polimérica también se cumplen para la segunda. In a preferred embodiment of the invention, the membrane or module is also covered by a second hydrophilic polymeric film comprising, like the first, at least one hydrophilic polymer. More preferably, the hydrophilic polymer comprised in the second film overlying the device in question is selected from catecholamine, a polyether, and a combination thereof. The specifications given for both catecholamine and polyether for the first polymeric film are also met for the second.

En una realización todavía más particular, la primera película de recubrimiento es de catecolamina, y la segunda de poliéter. In an even more particular embodiment, the first coating film is catecholamine, and the second is polyether.

En otra realización preferida, la segunda película polimérica está unida por enlace covalente a la primera película de recubrimiento. In another preferred embodiment, the second polymeric film is covalently bonded to the first coating film.

En el caso preferido en que las membranas se recubren de dos películas de polímeros, una de catecolamina y otra de poliéter, dichas membranas presentan una mayor resistencia al ensuciamiento biológico producido en procesos de depuración de aguas, como las aguas residuales, disminuyendo la cantidad de materia orgánica que se deposita sobre las membranas. In the preferred case in which the membranes are covered with two polymer films, one of catecholamine and the other of polyether, said membranes have a greater resistance to biological fouling produced in water purification processes, such as wastewater, decreasing the amount of organic matter that is deposited on the membranes.

Las temperaturas utilizadas para el agente de limpieza, superiores a las de crecimiento óptimo de las bacterias y microorganismos presentes en las membranas, inevitablemente producen la muerte del microorganismo o le producen lesiones subletales. Salvo algunas excepciones, está perfectamente establecido que la cinética de termodestrucción bacteriana es logarítmica, por lo que a mayor temperatura mayor destrucción de las bacterias. Las bacterias que crecen a altas temperaturas, como son las bacterias termófilas, se desarrollan hasta los 80°C, pero a partir de este valor casi todos los microorganismos comienzan a morir. En general podemos afirmar que casi The temperatures used for the cleaning agent, higher than the optimum growth of the bacteria and microorganisms present in the membranes, inevitably cause the death of the microorganism or sublethal lesions. With a few exceptions, it is perfectly established that the kinetics of bacterial thermodestruction is logarithmic, so the higher the temperature, the greater the destruction of bacteria. Bacteria that grow at high temperatures, such as thermophilic bacteria, develop up to 80 ° C, but from this value almost all microorganisms begin to die. In general we can affirm that almost

cualquier contaminante orgánico se elimina por encima de los 85°C. Es por todo ello que la inyección del agente de limpieza se realiza a una temperatura de al menos 85°C. any organic pollutant is removed above 85 ° C. Therefore, the injection of the cleaning agent is carried out at a temperature of at least 85 ° C.

El agente de limpieza a emplear se elige entre agua caliente, vapor de agua, agua sobrecalentada o mezclas de estos dos últimos. The cleaning agent to be used is chosen from hot water, steam, superheated water or mixtures of the latter two.

El agua caliente ha de estar a una temperatura elevada, al menos a 85°C, preferiblemente a 90°C, y más preferiblemente a 95°C. The hot water must be at an elevated temperature, at least 85 ° C, preferably 90 ° C, and more preferably 95 ° C.

Se entiende por "agua sobrecalentada" al agua cuya temperatura está comprendida entre el punto de ebullición "Superheated water" means water whose temperature is between the boiling point

(100°C) y la temperatura crítica (374°C) y que se mantiene en fase líquida por efecto de la presión. El agua sobrecalentada se mantiene líquida debido a que se somete a presión cuando sobrepasa el punto de ebullición, o porque se caliente en un depósito cerrado con un espacio superior donde el agua líquida está el equilibrio con el vapor a la presión de saturación. (100 ° C) and the critical temperature (374 ° C) and that is maintained in the liquid phase by the effect of pressure. The superheated water remains liquid because it is put under pressure when it exceeds the boiling point, or because it is heated in a closed tank with a higher space where the liquid water is equilibrium with the steam at the saturation pressure.

Al aumentar la temperatura del agua por encima de 85°C los enlaces de hidrógeno se rompen, cambiando sus propiedades de manera muy notable. Así, al incrementar la temperatura, las moléculas de agua se mueven más libremente, con lo que la viscosidad y la tensión superficial del agua bajan y la difusividad aumenta. Asimismo, el agua se convierte en menos polar y se comporta más como un disolvente orgánico, aumentando la solubilidad en ella de la materia orgánica. Es por ello que el vapor de agua, el agua sobrecalentada o las mezclas de estos dos últimos se convierten en unos excelentes agentes de limpieza de membranas colmatadas con materia orgánica. As the water temperature rises above 85 ° C, the hydrogen bonds are broken, changing their properties in a very remarkable way. Thus, as the temperature increases, the water molecules move more freely, with which the viscosity and surface tension of the water decrease and the diffusivity increases. Likewise, water becomes less polar and behaves more like an organic solvent, increasing the solubility of organic matter in it. That is why water vapor, superheated water or mixtures of the latter two become excellent cleaning agents for membranes clogged with organic matter.

En vista de lo anterior, los materiales que componen la membrana, su soporte, el módulo que lo comprende y todos los accesorios y aditamentos que un sistema de filtración pueda requerir en cualquier fabricante debe soportar temperaturas de al menos 85°C. In view of the above, the materials that make up the membrane, its support, the module that comprises it and all the accessories and attachments that a filtration system may require in any manufacturer must withstand temperatures of at least 85 ° C.

Preferentemente, el vapor de agua o el agua sobrecalentada se inyecta a una presión comprendida entre 1 y 3 atm, siendo más preferentemente de 2 atm, y durante un tiempo comprendido entre 5 y 30 minutos, siendo más preferentemente de 10 minutos. Particularmente, el vapor de agua o el agua sobrecalentada se inyecta a una temperatura de 110°C y una presión de 1,4 atm durante 10 minutos. Más preferentemente todavía, en una realización concreta, la temperatura puede ser de 105°C, la presión de 1,2 atm, y el tiempo de inyección de 15 minutos. Preferably, the steam or superheated water is injected at a pressure of between 1 and 3 atm, more preferably being 2 atm, and for a time of between 5 and 30 minutes, more preferably being 10 minutes. In particular, the steam or superheated water is injected at a temperature of 110 ° C and a pressure of 1.4 atm for 10 minutes. Still more preferably, in a particular embodiment, the temperature may be 105 ° C, the pressure 1.2 atm, and the injection time 15 minutes.

En vista de lo anterior, las membranas recubiertas descritas (preferiblemente las de fibra hueca), ya sea con una o dos películas poliméricas, han de resistir tanto las temperaturas como las presiones anteriormente citadas. Cuando se menciona la resistencia de la membrana, especialmente la recubierta de fibra hueca, se refiere a la resistencia térmica y mecánica de toda la membrana en su conjunto, pudiendo comprender además dicha membrana un refuerzo interior y una película de polímero base. En una realización particular, la membrana puede estar compuesta por un refuerzo interior en forma de fibra hueca, una película de recubrimiento de un polímero base, una primera película polimérica adicional de catecolamina, derivados de catecolamina, poliéter y/o derivados de poliéter, y una segunda película polimérica adicional de catecolamina, derivados de catecolamina, poliéter y/o derivados de poliéter. In view of the above, the described coated membranes (preferably those of hollow fiber), either with one or two polymeric films, have to resist both the temperatures and the pressures mentioned above. When the resistance of the membrane is mentioned, especially the hollow fiber-covered one, it refers to the thermal and mechanical resistance of the entire membrane as a whole, said membrane being able to further comprise an internal reinforcement and a base polymer film. In a particular embodiment, the membrane may be composed of an internal reinforcement in the form of a hollow fiber, a coating film of a base polymer, a first additional polymeric film of catecholamine, catecholamine derivatives, polyether and / or polyether derivatives, and a second additional polymeric film of catecholamine, catecholamine derivatives, polyether and / or polyether derivatives.

Asimismo, todos los materiales necesarios, los adhesivos que fijan las membranas, los soportes de las mismas, los cabezales que las encapsulan, los soportes de los cabezales, la tornillería, las juntas, las tapas, los módulos que lo comprenden y todos los accesorios y aditamentos que un sistema de filtración pueda requerir con cualquier fabricante deben soportar las temperaturas y presiones anteriormente especificadas. Likewise, all the necessary materials, the adhesives that fix the membranes, the supports of the same, the heads that encapsulate them, the supports of the heads, the screws, the gaskets, the covers, the modules that comprise it and all the accessories and additions that a filtration system may require with any manufacturer must withstand the temperatures and pressures previously specified.

Por otra parte, el agua caliente, el vapor de agua, el agua sobrecalentada o la mezcla de estos dos últimos ha de atravesar las membranas. En un caso particular, dicho agente de limpieza se aplica en sentido de filtración desde el exterior al interior de la membrana, mientras que en otra realización más preferida el agente se aplica desde el interior al exterior de las membranas (sentido contra-corriente, esto es en sentido contrario al de filtración). On the other hand, hot water, water vapor, superheated water or a mixture of the latter two must pass through the membranes. In a particular case, said cleaning agent is applied in the direction of filtration from the outside to the inside of the membrane, while in another more preferred embodiment the agent is applied from the inside to the outside of the membranes (counter-current direction, this it is in the opposite direction to the filtration).

De acuerdo con la descripción dada para la invención, se cumplen los objetivos anteriores de eliminación del biofouling y de desinfección del sistema, sin necesidad de ningún otro tipo de reactivo químico, no afectando este lavado de forma sensible a los enlaces de los polímeros hidrófilos aplicados, ya sean de catecolamina o del tipo poliéter, estando los polímeros de la segunda película In accordance with the description given for the invention, the above objectives of eliminating biofouling and disinfecting the system are met, without the need for any other type of chemical reagent, this washing not sensitively affecting the bonds of the applied hydrophilic polymers. , either catecholamine or polyether type, the polymers of the second film being

reticulados reticulated
o fij actos por un solo enlace o por varios al or fixed acts by a alone link or by various to the

polímero polymer
de la primera. of the first.

La The
limpieza anterior es especialmente eficaz en cleaning previous is especially effective in

membranas membranes
de fibra hueca, en donde el agua caliente, el of fiber hollow, in where the Water hot, the

vapor de agua, el agua sobrecalentada o la mezcla de estos dos últimos pasa a través de las membranas a contracorriente como ocurre en el lavado convencional de membranas de MF o de UF. Por ejemplo, es incluso más eficaz en diseños de módulos como los registrados en la solicitud española de Modelo de Utilidad no U200930468, ya que garantiza un excelente reparto del fluido de limpieza (ya sea agua caliente, vapor, agua sobrecalentada o mezcla de estos dos últimos. Especialmente eficiente es la aplicación de este modo de lavado y desinfección en filtros a presión cerrados, donde el propio filtro hace de "auto-clave" disminuyéndose el consumo de energía necesario para lavar las membranas Water vapor, superheated water, or a mixture of the latter two passes through the membranes in countercurrent as occurs in conventional MF or UF membrane washing. For example, it is even more effective in module designs such as those registered in the Spanish application for Utility Model No. U200930468, since it guarantees an excellent distribution of the cleaning fluid (either hot water, steam, superheated water or a mixture of these two Especially efficient is the application of this mode of washing and disinfection in closed pressure filters, where the filter itself acts as an "auto-key", reducing the energy consumption necessary to wash the membranes.

(sistemas de filtros cerrados). (closed filter systems).

Dentro de este tipo de filtros cerrados o trabajando a presión durante la fase de filtración, presenta mayor eficacia una disposición de filtro y elementos filtrantes Within this type of closed filters or working under pressure during the filtration phase, a filter arrangement and filter elements are more efficient

como la recogida en la solicitud de patente española no P200930470, al contar con un mínimo de espacios muertos y una excelente distribución del agua caliente, vapor o agua such as that contained in the Spanish patent application no P200930470, as it has a minimum of dead spaces and an excellent distribution of hot water, steam or water

sobrecalentada overheated
o mezcla de ambos, en su camino desde el or mix of both of them, in its road since the

interior de inside
las membranas hacia el exterior de estas. the membranes outward from these.

Otra Other
de las ventajas que presenta este método de of the advantage than presents this method of

lavado, washed,
completamente inédito en la tecnología de las completely unpublished in the technology of the

membranas semipermeables, de MF o de UF, es la no necesidad de utilización de ningún aditivo químico, oxidante etc., que genera residuos más o menos contaminantes que hay que post-tratar, lo que convierte el proceso de lavado que aquí se describe en un proceso más ecológico y no agresivo con el medio ambiente. semipermeable membranes, MF or UF, is the need not to use any chemical additive, oxidant, etc., which generates more or less contaminating residues that must be post-treated, which converts the washing process described here in a more ecological and non-aggressive process with the environment.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Figura 1: Evolución del caudal permeado en función del tiempo de exposición al agente de limpieza (vapor de agua) . La Figura 1 representa el caudal permeado por diferentes tipos de membranas descritas y analizadas en el Ejemplo de realización de la invención, tanto sin recubrir como recubiertas según se define en la presente invención: recubierta con catecolamina, recubierta con catecolamina (la película) + poliéter-monoamina (2 a película) y recubierta con catecolamina (1 a película) + poliéter-diamina (2a película), en función del número de días expuestos al vapor de agua. Concretamente, se han preparado los siguientes casos: membranas sin recubrir (línea con marcador en forma de rombo) y membranas recubiertas con catecolamina (línea con marcador en forma de cuadrado); catecolamina (la película) + poliéter-diamina 1000 (2a película) (línea con marcador en forma de estrella); catecolamina (1 a película) DESCRIPTION OF THE FIGURES Figure 1: Evolution of the permeate flow as a function of the exposure time to the cleaning agent (water vapor). Figure 1 represents the flow rate permeated by different types of membranes described and analyzed in the Embodiment Example of the invention, both uncoated and coated as defined in the present invention: coated with catecholamine, coated with catecholamine (the film) + polyether -monoamine (2nd film) and coated with catecholamine (1st film) + polyether-diamine (2nd film), depending on the number of days exposed to water vapor. Specifically, the following cases have been prepared: uncoated membranes (line with a diamond-shaped marker) and catecholamine-coated membranes (line with a square-shaped marker); catecholamine (the film) + polyether diamine 1000 (2nd film) (line with star-shaped marker); catecholamine (1st film)

+ poliéter-diamina 2000 (2a película) (línea con marcador en forma de círculo); catecolamina (1 a película) + poliéter-monoamina 1000 (2a película) (línea con marcador en forma de triángulo); y catecolamina (la película) + poliéter- + polyether-diamine 2000 (2nd film) (line with circle marker); catecholamine (1st film) + polyether-monoamine 1000 (2nd film) (line with triangle marker); and catecholamine (the film) + polyether-

monoamina 2000 (2a película) (línea con marcador en forma de aspa) . monoamine 2000 (2nd film) (line with cross marker).

Figura 2: Evolución de la película de recubrimiento en función del tiempo de exposición al hipoclorito sódico. La Figura 2 ilustra la disminución del espesor de recubrimiento de catecolamina y poliéteramina empleado en las membranas del Ejemplo de realización al someter a estas muestras a una limpieza con una disolución de 0,5 % de hipoclorito sódico Figure 2: Evolution of the coating film as a function of the time of exposure to sodium hypochlorite. Figure 2 illustrates the decrease in the catecholamine and polyether amine coating thickness used in the membranes of the Embodiment Example when subjecting these samples to a cleaning with a 0.5% solution of sodium hypochlorite

(NaClO) a pH 9,5 y a temperatura ambiente. Los casos mostrados son: catecolamina (la película) + poliéter-monoamina 1000 (2a película) (línea con marcador en forma de cuadrado); y catecolamina (1 a película) + poliéter-monoamina 2000 (2a película) (línea con marcador en forma de triángulo); catecolamina (1 a película) + poliéter-diamina 1000 (2a película) (línea con marcador en forma de aspa); catecolamina (la película) + poliéter-diamina 2000 (2a película) (línea con marcador en forma de estrella) Figura 3: Evolución del caudal permeado en función del tiempo de exposición al ensuciamiento bacteriano. La Figura 3 muestra la evolución del caudal permeado a lo largo del tiempo de ensuciamiento bacteriano de las membranas analizadas en el Ejemplo de realización. Los casos mostrados son: membranas sin recubrir (línea con marcador en forma de rombo); membranas recubiertas con catecolamina(la película) +poliéter-monoamina 1000 (2a película) (línea con marcador en forma de cuadrado); catecolamina (la película) + poliéter-monoamina 2000 (2a película) (línea con marcador en forma de triángulo); catecolamina (1 a película) + poliéter-diamina 1000 (2a película) (línea con marcador en forma de aspa); y (NaClO) at pH 9.5 and at room temperature. The cases shown are: catecholamine (the film) + polyether-monoamine 1000 (2nd film) (line with square-shaped marker); and catecholamine (1st film) + polyether-monoamine 2000 (2nd film) (line with triangle marker); catecholamine (1st film) + polyether-diamine 1000 (2nd film) (line with blade-shaped marker); catecholamine (the film) + polyether diamine 2000 (2nd film) (line with star-shaped marker) Figure 3: Evolution of the permeate flow rate as a function of time of exposure to bacterial fouling. Figure 3 shows the evolution of the permeate flow over the bacterial fouling time of the membranes analyzed in the Embodiment Example. The cases shown are: uncoated membranes (line with a diamond-shaped marker); membranes coated with catecholamine (the film) + polyether-monoamine 1000 (2nd film) (line with square marker); catecholamine (the film) + polyether-monoamine 2000 (2nd film) (line with triangle marker); catecholamine (1st film) + polyether-diamine 1000 (2nd film) (line with blade-shaped marker); and

catecolamina catecholamine
(la película) + poliéter-diamina 2000 (2a (the movie) + polyether diamine 2000 (2nd

película) movie)
(línea con marcador en forma de estrella) (line with marker in shape of star)

EJEMPLOS EXAMPLES
DE REALIZACIÓN OF REALIZATION

A TO
continuación se detallan, a modo de ejemplo y con continuation I know they detail, to mode of example and with

carácter no limitante de la invención sino solamente ilustrativa, una serie de ensayos realizados y los non-limiting nature of the invention but only illustrative, a series of tests carried out and the

resultados obtenidos a partir de la aplicación del método de limpieza y desinfección para diferentes membranas de fibra hueca, tanto sin recubrir (referencia) como recubiertas con una o dos películas de polímeros hidrófilos: catecolamina, catecolamina (la película) + poliéter-monoamina (2a película) y catecolamina ( 1 a película) + poliéter-diamina results obtained from the application of the cleaning and disinfection method for different hollow fiber membranes, both uncoated (reference) and coated with one or two hydrophilic polymer films: catecholamine, catecholamine (the film) + polyether-monoamine (2a film) and catecholamine (1st film) + polyether diamine

(2a película). (2nd film).

Las membranas de fibra hueca empleadas para su posterior recubrimiento con catecolamina y/o con The hollow fiber membranes used for their subsequent coating with catecholamine and / or with

poliéteramina están compuestas por un refuerzo interior trenzado en forma de fibra hueca compuesto de materiales resistentes a los aumentos de presión y temperatura generados al aplicar el agente de limpieza. Polyetheramine are composed of a hollow fiber braided interior reinforcement made of materials resistant to pressure and temperature increases generated when applying the cleaning agent.

En particular, el refuerzo empleado está constituido por un polímero con alta resistencia térmica y mecánica, como pueden ser la poliamida o el poliéster. Sobre dicho refuerzo se deposita una película de un polímero base que actúa propiamente como una membrana de separación de partículas y materia orgánica. En el caso particular de este ejemplo, esta película de recubrimiento está compuesta de polímero PVDF, ofreciendo una elevada resistencia térmica y mecánica frente a cualquiera de los agentes de limpieza previamente descritos. In particular, the reinforcement used is made of a polymer with high thermal and mechanical resistance, such as polyamide or polyester. A film of a base polymer is deposited on said reinforcement, which properly acts as a separation membrane for particles and organic matter. In the particular case of this example, this coating film is made of PVDF polymer, offering a high thermal and mechanical resistance against any of the previously described cleaning agents.

Una vez recubiertas las membranas de fibra hueca con películas poliméricas tanto de catecolamina como de catecolamina más poliéteramina, se procedió a someterlas a un tratamiento de limpieza, esterilización y desinfección de acuerdo con la presente invención, utilizando vapor de agua, a fin de simular las condiciones reales de limpieza a las que podrían estar sometidas estas membranas recubiertas durante toda su vida útil y poder comprobar así la resistencia de estos recubrimientos poliméricos a dicho agente de limpieza. Once the hollow fiber membranes were covered with polymeric films of both catecholamine and catecholamine plus polyetheramine, they were subjected to a cleaning, sterilization and disinfection treatment according to the present invention, using steam, in order to simulate the real cleaning conditions to which these coated membranes could be subjected throughout their useful life and thus be able to check the resistance of these polymeric coatings to said cleaning agent.

Para ello, las membranas de fibra hueca recubiertas con For this, hollow fiber membranes coated with

catecolamina y catecolamina más poliéteramina se encolaron catecholamine and catecholamine plus polyetheramine were glued

en pequeños tubos para preparar una serie de módulos de in small tubes to prepare a series of modules

ensayo. Los módulos de las membranas se conectaron a un test. The membrane modules were connected to a

5 5
sistema-colector en el que se introdujo por un extremo vapor collector-system in which steam was introduced by an extreme

de agua (aunque el mismo método y dispositivo puede of water (although the same method and device can

emplearse también con agua caliente, agua sobrecalentada o also be used with hot water, superheated water or

una mezcla de vapor de agua y agua sobrecalentada como a mixture of steam and superheated water as

agente), el cual se introdujo por el hueco interior de las agent), which was introduced through the interior gap of the

10 10
membranas, fluyendo desde el interior hacia el exterior de membranes, flowing from the inside to the outside of

las mismas (en sentido de contra-corriente) En el caso the same (in countercurrent sense) In the case

particular del presente ejemplo, se ha utilizado vapor de Particular of the present example, steam of

agua a una temperatura de 105°C y a una presión de 1,2 atm. water at a temperature of 105 ° C and a pressure of 1.2 atm.

Transcurridas 24 h, las membranas sometidas al vapor de agua After 24 h, the membranes subjected to water vapor

15 fifteen
en las condiciones anteriormente citadas se retiraron y se in the aforementioned conditions, they were withdrawn and

sumergieron en agua desionizada a temperatura ambiente immersed in deionized water at room temperature

durante 10 min para atemperarlas. Seguidamente se midieron for 10 min to temper them. Then they were measured

tanto el caudal permeado como el punto de burbuja de las both the permeate flow and the bubble point of the

membranas sometidas al vapor de agua. membranes subjected to water vapor.

2 O 2 O
Una vez caracterizadas las membranas, se secaron con Once the membranes were characterized, they were dried with

nitrógeno durante 5 min y se volvieron a introducir en el nitrogen for 5 min and reintroduced into the

reactor para someterlos nuevamente a vapor de agua durante reactor to re-steam them for

otras 24 h. De esta forma, las muestras estuvieron sometidas another 24 h. In this way, the samples were submitted

al tratamiento de limpieza con vapor de agua durante 7 días to the cleaning treatment with steam for 7 days

25 25
seguidos, tiempo calculado para simular la acumulación de followed, time calculated to simulate the accumulation of

todas las limpiezas con vapor de agua a las que se somete la all steam cleaning to which the

membrana durante toda su vida útil. membrane throughout its useful life.

En la Figura 1 se observa que en todos los casos el Figure 1 shows that in all cases the

caudal permeado aumenta ligeramente con el tiempo de permeate flow rate increases slightly over time

30 30
exposición al vapor de agua, aunque el caudal inicial varía exposure to water vapor, although the initial flow varies

de un caso a otro. En concreto, el orden de los caudales from one case to another. Specifically, the order of flows

iniciales es el siguiente: sin recubrir > catecolamina > initials is as follows: uncoated> catecholamine>

catecolamina + poliéter-diamina 1000 > catecolamina + catecholamine + polyether diamine 1000> catecholamine +

poliéter-diamina 2000 > catecolamina + poliéter-monoamina polyether diamine 2000> catecholamine + polyether monoamine

35 35
1000 > catecolamina + poliéter-monoamina 2000. Este orden de 1000> catecholamine + polyether-monoamine 2000. This order of

caudales está relacionado con el número de películas de flows is related to the number of movies

recubrimiento, ya que a medida que se añaden más películas coating, as more films are added

de recubrimiento a la membrana el caudal tiende a disminuir of coating to the membrane the flow tends to decrease

debido al aumento en la pérdida de carga de la membrana. En due to the increased pressure drop of the membrane. In

5 5
los casos del recubrimiento con catecolamina + poliéter, se cases of catecholamine + polyether coating,

observa que la poliéter diamina presenta mayor caudal que la notes that polyether diamine has a higher flow rate than

poliéter-monoamina, ya que la poliéter diamina presenta polyether-monoamine, since polyether diamine has

doble grupo amino (-NH2 ) y a que este grupo confiere una double amino group (-NH2) and that this group confers a

elevada hidroficidad al polímero debido a la creación de high hydrophilicity to the polymer due to the creation of

10 10
puentes de hidrógeno entre el átomo de nitrógeno del grupo hydrogen bridges between the group nitrogen atom

amino y el átomo de hidrógeno de la molécula de agua. En amino and the hydrogen atom of the water molecule. In

cuanto al peso molecular, se observa que las membranas Regarding molecular weight, it is observed that the membranes

recubiertas con las poliéteraminas de menor peso molecular coated with lower molecular weight polyetheramines

presentan mayor caudal permeado que las correspondientes de have a higher permeate flow than the corresponding

15 fifteen
mayor peso molecular, debido a que el aumento de la longitud higher molecular weight, because increasing length

de la cadena de la poliéteramina genera un mayor bloqueo de of the polyetheramine chain generates a greater blockage of

los poros superficiales. superficial pores.

En la Figura 2, se observa en todos los casos que el In Figure 2, it is observed in all cases that the

recubrimiento polimérico termina por desaparecer al cabo de polymer coating ends up disappearing after

2 O 2 O
6 -8 h de limpieza con hipoclorito sódico. El hipoclorito 6 -8 h of cleaning with sodium hypochlorite. Hypochlorite

sódico, debido a su alto poder oxidante, termina por oxidar sodium, due to its high oxidizing power, ends up oxidizing

por completo a las películas de recubrimientos de completely to the coatings films of

catecolamina y de poliéteramina, destruyéndolas en muy poco catecholamine and polyetheramine, destroying them in no time

tiempo. Con estos resultados se confirma la idoneidad de la weather. These results confirm the suitability of the

25 25
limpieza con vapor de agua, siendo la limpieza con steam cleaning, cleaning with

hipoclorito sódico demasiado agresiva para estas membranas sodium hypochlorite too aggressive for these membranes

recubiertas. coated.

En la Figura 3 se representa la evolución del caudal The evolution of the flow is represented in Figure 3

permeado a lo largo del tiempo de ensuciamiento bacteriano permeated through bacterial fouling time

30 30
de las membranas. La membrana sin recubrir, aunque parte con of the membranes. The uncoated membrane, although it starts with

un caudal inicial superior a cualquier membrana recubierta, an initial flow rate greater than any coated membrane,

sufre una disminución notable y progresiva del caudal suffers a noticeable and progressive decrease in flow

permeado con el tiempo de exposición al ensuciamiento permeated with exposure time to soiling

bacteriano, sin que exista ninguna tendencia hacia una bacterial, without any tendency towards a

35 35
estabilización final del caudal. Sin embargo, con el final stabilization of the flow. However, with the

recubrimiento de catecolamina y poliéteramina el caudal permeado en todos los casos permanece prácticamente invariable con el tiempo de ensuciamiento. Este hecho se debe a que el recubrimiento de catecolamina y poliéteramina se consigue una significativa reducción en la adsorción de proteínas y bacterias en su superficie, y que además se mantiene constante durante todo el tiempo de ensuciamiento. catecholamine and polyetheramine coating the permeate flow in all cases remains practically unchanged with time of fouling. This fact is due to the fact that the catecholamine and polyetheramine coating achieves a significant reduction in the adsorption of proteins and bacteria on its surface, and that it also remains constant throughout the fouling time.

Por todo ello, se puede concluir que el recubrimiento de las membranas con catecolamina más poliéteramina es un método muy eficaz en la reducción de la adsorción de materia orgánica en la superficie de las membranas en comparación con la membrana sin recubrir, disminuyéndose el número de limpiezas necesarias. Por otra parte, la limpieza de estas membranas con agua caliente, vapor de agua, agua sobrecalentada o mezclas de estos dos últimos agentes no sólo no crea ningún efecto negativo sobre las mismas sino que además presenta la ventaja de incrementar ligeramente el caudal permeado por las mismas. Por tanto, el tratamiento con agua caliente, vapor de agua, agua sobrecalentada o mezclas de estos dos últimos es un método muy adecuado para la limpieza de las membranas, preferentemente de fibra hueca recubiertas con polímeros hidrófilos tales como catecolamina y/o poliéteramina, ya que además de eliminar la materia orgánica retenida en las membranas, no sólo no produce ningún tipo de degradación térmica ni mecánica en los distintos recubrimientos poliméricos de catecolamina y/o poliéter, sino que tampoco lo provoca en el refuerzo interior de poliéster o poliamida, ni en la película de polímero base de PVDF, ni en ningún componente del módulo y ni en general en ningún accesorio del conjunto del presente sistema de filtración. For all these reasons, it can be concluded that the coating of the membranes with catecholamine plus polyetheramine is a very effective method in reducing the adsorption of organic matter on the surface of the membranes compared to the uncoated membrane, reducing the number of cleanings necessary. On the other hand, cleaning these membranes with hot water, steam, superheated water or mixtures of these last two agents not only does not create any negative effect on them, but also has the advantage of slightly increasing the flow rate permeated by the themselves. Therefore, treatment with hot water, steam, superheated water or mixtures of the latter two is a very suitable method for cleaning the membranes, preferably hollow fiber coated with hydrophilic polymers such as catecholamine and / or polyetheramine, since that in addition to eliminating the organic matter retained in the membranes, not only does it not produce any type of thermal or mechanical degradation in the different catecholamine and / or polyether polymer coatings, but it also does not cause it in the internal reinforcement of polyester or polyamide, nor in the PVDF base polymer film, or in any component of the module and, in general, in any accessory of the whole of the present filtration system.

Claims (23)

REIVINDICACIONES l. Método de limpieza, esterilización y desinfección de membranas recubiertas con al menos una película de al menos un polímero hidrófilo, caracterizado porque dicho método comprende inyectar a la membrana un agente de limpieza seleccionado entre agua caliente, vapor de agua, agua sobrecalentada o una mezcla de estos dos últimos. l. Method for cleaning, sterilizing and disinfecting membranes coated with at least one film of at least one hydrophilic polymer, characterized in that said method comprises injecting into the membrane a cleaning agent selected from hot water, steam, superheated water or a mixture of these last two.
2. 2.
Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el agua caliente se inyecta a una temperatura de al menos 85°C. Method according to claim 1, characterized in that the hot water is injected at a temperature of at least 85 ° C.
3. 3.
Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el agua caliente se inyecta a una temperatura de al menos 90°C. Method according to claim 1, characterized in that the hot water is injected at a temperature of at least 90 ° C.
4. Four.
Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el agua caliente, se inyecta a una temperatura de al menos 95°C. Method according to claim 1, characterized in that the hot water is injected at a temperature of at least 95 ° C.
5. 5.
Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el vapor de agua, el agua sobrecalentada o la mezcla de estos dos últimos agentes se inyecta a una temperatura de al menos 100°C. Method according to claim 1, characterized in that the steam, the superheated water or the mixture of these last two agents is injected at a temperature of at least 100 ° C.
6. 6.
Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el vapor de agua, el agua sobrecalentada o la mezcla de estos dos últimos agentes se inyecta a una temperatura de al menos 105°C. Method according to claim 1, characterized in that the steam, the superheated water or the mixture of these last two agents is injected at a temperature of at least 105 ° C.
7. 7.
Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1, 5 ó 6, caracterizado porque el vapor de agua, el agua sobrecalentada o la mezcla de estos dos últimos agentes se inyecta a una presión comprendida entre 1 y 3 atm durante un Method according to any one of claims 1, 5 or 6, characterized in that water vapor, superheated water or the mixture of these last two agents is injected at a pressure of between 1 and 3 atm during a
tiempo comprendido entre 5 y 30 minutos. time between 5 and 30 minutes.
8. 8.
Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1, 5, 6 ó 7, caracterizado porque el vapor de agua, el agua sobrecalentada o la mezcla de ellos se inyecta a una presión comprendida entre 1 y 2 atm durante un tiempo entre 10 y 20 minutos. Method according to any one of claims 1, 5, 6 or 7, characterized in that the steam, the superheated water or the mixture thereof is injected at a pressure of between 1 and 2 atm for a time between 10 and 20 minutes.
9. 9.
Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el agente de limpieza seleccionado entre el agua caliente, el vapor de agua, el agua sobrecalentada o la mezcla de estos dos últimos atraviesa la membrana en sentido contracorriente desde el interior al exterior de la membrana. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the cleaning agent selected from hot water, steam, superheated water or a mixture of the latter two passes through the membrane in a countercurrent direction from the inside to the outside of the membrane .
10. 10.
Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las membranas son semipermeables hidrófobas de fibra hueca seleccionadas del grupo compuesto por membranas de ósmosis inversa, membranas de nanofiltración, membranas de ultrafiltración y membranas de microfiltración. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the membranes are hollow fiber hydrophobic semipermeable selected from the group consisting of reverse osmosis membranes, nanofiltration membranes, ultrafiltration membranes and microfiltration membranes.
11. eleven.
Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las membranas están soportadas dentro de un módulo completo de membranas que consta de todos los elementos necesarios para el correcto funcionamiento de las mismas. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the membranes are supported within a complete module of membranes consisting of all the elements necessary for their correct operation.
12. 12.
Método según la reivindicación 11, caracterizado porque el módulo completo de membranas comprende además de las membranas: adhesivos que fijan dichas membranas, soportes de las mismas, cabezales que las encapsulan, soportes de los cabezales, tornillería, juntas, tapas, y otros accesorios y aditamentos que un sistema de filtración necesita, de tal forma que todos estos materiales resisten y no se degradan a Method according to claim 11, characterized in that the complete module of membranes comprises, in addition to the membranes: adhesives that fix said membranes, supports for them, heads that encapsulate them, supports for the heads, screws, gaskets, covers, and other accessories and accessories that a filtration system needs, in such a way that all these materials resist and do not degrade to
las temperaturas y presiones empleadas para inyectar el agente de limpieza. the temperatures and pressures used to inject the cleaning agent.
13. 13.
Método según una cualquiera de las reivindicaciones 11 ó 12, caracterizado porque el módulo de membranas está recubierto total o parcialmente con el al menos un polímero hidrófilo de una de las formas seleccionadas entre: que estén recubiertas sólo las membranas contenidas en el módulo; que estén recubiertas todas las partes del módulo en contacto con el agua durante la fase de filtración, la fase de contra-lavado o en ambas fases; y que esté recubierto todo el sistema de contención o soportado de las membranas dentro del módulo. Method according to any one of claims 11 or 12, characterized in that the membrane module is totally or partially coated with the at least one hydrophilic polymer in one of the ways selected from: that only the membranes contained in the module are coated; that all parts of the module in contact with water are covered during the filtration phase, the backwash phase or both phases; and that the entire system of containment or supported of the membranes within the module is covered.
14. 14.
Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el al menos un polímero hidrófilo es seleccionado entre catecolamina, derivados de catecolamina, poliéter, derivados de poliéter y una combinación de los mismos. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one hydrophilic polymer is selected from catecholamine, catecholamine derivatives, polyether, polyether derivatives and a combination thereof.
15. fifteen.
Método según la reivindicación 14, caracterizado porque la catecolamina y los derivados de la mismas son Method according to claim 14, characterized in that catecholamine and derivatives thereof are
16. 16.
Método según una de las reivindicaciones 14 ó 15, caracterizado porque el poliéter y los derivados del poliéter están seleccionados entre polietilenglicol, polipropilenglicol, poliéteramina con uno, dos, tres o más grupos amino, y una combinación de los mismos. Method according to one of claims 14 or 15, characterized in that the polyether and the derivatives of the polyether are selected from polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyetheramine with one, two, three or more amino groups, and a combination thereof.
17. 17.
Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la primera película de Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the first film of
seleccionados selected
entre adrenalina, noradrenalina, dopamina, between adrenalin, norepinephrine, dopamine,
polidopamina, polydopamine,
feniletilamina y una combinación de las phenylethylamine and a combination of the
mismas. themselves.
polímero de las membranas está recubierta también de una segunda película de al menos un polímero hidrófilo. Membrane polymer is also coated with a second film of at least one hydrophilic polymer.
18. 18.
Método según la reivindicación 17, caracterizado porque el al menos un polímero hidrófilo de la segunda película de recubrimiento es seleccionado entre catecolamina, derivados de catecolamina, poliéter, derivados de poliéter y una combinación de los mismos. Method according to claim 17, characterized in that the at least one hydrophilic polymer of the second coating film is selected from catecholamine, catecholamine derivatives, polyether, polyether derivatives and a combination thereof.
19. 19.
Método según una cualquiera de las reivindicaciones 17 ó 18, caracterizado porque las membranas están recubiertas por una primera película de recubrimiento de catecolamina y una segunda película de recubrimiento de poliéter. Method according to any one of claims 17 or 18, characterized in that the membranes are covered by a first catecholamine coating film and a second polyether coating film.
20. twenty.
Método según una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, caracterizado porque la segunda película polimérica está unida covalentemente a la primera película de recubrimiento. Method according to any one of claims 17 to 19, characterized in that the second polymeric film is covalently attached to the first coating film.
21. twenty-one.
Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las membranas comprenden además un refuerzo interior y una película de polímero base. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the membranes further comprise an internal reinforcement and a base polymer film.
22. 22.
Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el refuerzo interior, la película de polímero base, la primera película de polímero hidrófilo y la segunda película de polímero hidrófilo son totalmente resistentes a las presiones y temperaturas descritas en reivindicaciones anteriores. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the internal reinforcement, the base polymer film, the first hydrophilic polymer film and the second hydrophilic polymer film are totally resistant to the pressures and temperatures described in previous claims.
23. 2. 3.
Método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las membranas están contenidas en el interior de un filtro a presión. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the membranes are contained inside a pressure filter.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050178729A1 (en) * 1999-07-30 2005-08-18 Rabie Hamid R. Maintenance cleaning for membranes

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050178729A1 (en) * 1999-07-30 2005-08-18 Rabie Hamid R. Maintenance cleaning for membranes

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HENG LIANG ET AL. Cleaning of fouled ultrafiltration (UF) membrane by algae during reservoir wáter treatment. DESALINATION. Vol 220, 2008, páginas 267-272. Resumen, páginas 268-270. *
LIANG HENG ET AL. Effect of pretreatment by permanganate/chlorine on algae fouling control for ultrafiltration (UF) membrane system. DESALINATION. Vol. 222, 2008, páginas 74-80. Resumen; página 76, apartado 2.3 y página 78. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111974231A (en) * 2020-08-31 2020-11-24 启成(江苏)净化科技有限公司 Preparation method of surface-modified anti-pollution nanofiltration membrane

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