ES2575603T3

ES2575603T3 - Método de funcionamiento de planta de filtración con membrana de ósmosis inversa y planta de filtración con membrana de ósmosis inversa

Info

Publication number: ES2575603T3
Application number: ES07807653.6T
Authority: ES
Inventors: Yohito Ito; Seiko Kantani; Tadahiro Uemura; Tamotsu Kitade
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2027-09-20
Also published as: JP5600864B2; US20090266762A1; AU2007301269B2; KR20090071565A; AU2007301269A1; KR101370689B1; EP2067520A1; JPWO2008038575A1; CN101522292A; EP2067520B1; JP2014168779A; TWI400120B; EP2067520A4; CN101522292B; TW200838601A; WO2008038575A1

Abstract

Un método de funcionamiento de una planta de filtración con membrana de ósmosis inversa que tiene una unidad de entrada de agua bruta, una unidad de pre-tratamiento y una unidad de filtración con membrana de ósmosis inversa que tiene un módulo de membrana de ósmosis inversa en este orden, comprendiendo dicho método: disponer una membrana de ósmosis inversa usada como material de base de formación de biopelícula en un recipiente de flujo, en donde la membrana de ósmosis inversa es una hoja rectangular y está enrollada de tal manera que una superficie de capa con función de separación sirve de lado interno y la membrana de ósmosis inversa enrollada es empujada en el recipiente de flujo a lo largo de una pared interna del recipiente de flujo en el que el lado interno es la parte sobre la que circula el agua de evaluación dentro del recipiente de flujo, de manera que el agua de suministro del módulo de membrana de ósmosis inversa muestreada de la ramificación de tubería aguas arriba del primer módulo de membrana de ósmosis inversa en la unidad de filtración con membrana de ósmosis inversa y/o el agua no permeada por el módulo de membrana de ósmosis inversa muestreada de la ramificación de tubería aguas abajo de los módulos de membrana de ósmosis inversa a través de los cuales pasa el agua no permeada por el módulo de membrana de ósmosis inversa, circula/n sobre una superficie de una capa con función de separación de la hoja de membrana de ósmosis inversa usada como material de base de formación de biopelícula alojada en el recipiente de flujo, y de manera que el agua de suministro del módulo de membrana de ósmosis inversa y/o el agua no permeada por el módulo de membrana de ósmosis inversa no es/son filtrada(s) por la hoja de membrana de ósmosis inversa usada como material de base de formación de biopelícula alojada en el recipiente de flujo, pero en condiciones en que el agua de suministro del módulo de membrana de ósmosis inversa y/o el agua no permeada por el módulo de membrana de ósmosis inversa circula(n) a una velocidad lineal igual a una velocidad lineal de agua no permeada en el módulo de membrana de ósmosis inversa de la unidad de filtración de membrana de ósmosis inversa e igual a una velocidad lineal promedio sobre la superficie del módulo de membrana de ósmosis inversa sobre la que circula el agua no permeada; evaluar una cantidad de biopelícula sobre la hoja de membrana de ósmosis inversa usada como material de base de formación de biopelícula alojada en el recipiente de flujo a una frecuencia de una vez al día a una vez cada seis meses; y controlar el método de funcionamiento de una planta de filtración con membrana de ósmosis inversa basándose en los resultados de la evaluación, en el que la membrana de ósmosis inversa usada como material de base de formación de biopelícula está hecha del mismo material que una membrana de ósmosis inversa que se usa en la planta de filtración con membrana de ósmosis inversa.

Description

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DESCRIPCION

Metodo de funcionamiento de planta de filtracion con membrana de osmosis inversa y planta de filtracion con membrana de osmosis inversa

Campo tecnico

La presente invention se refiere a un metodo de funcionamiento de una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa y a una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa adecuadamente usada para obtener agua fresca desalando agua de mar y agua salina con una membrana de osmosis inversa u obteniendo agua reutilizable purificando aguas negras tratadas, aguas residuales tratadas y aguas residuales industriales.

Tecnica anterior

Se ha aplicado un proceso de filtracion con membrana usando una membrana de osmosis inversa a muchas industrias y el campo del tratamiento del agua que incluye desalinizacion de agua de mar, y sus superioridades en propiedad de separation, eficiencia de energla y similares han sido demostradas en comparacion con las operaciones de separacion rivales. Por otra parte, en el proceso de filtracion con membrana de osmosis inversa, el aumento en la presion de funcionamiento de la membrana de osmosis inversa y la reduction en el agua permeada y la propiedad de separacion debido a la proliferation de bacterias en forma de una biopellcula sobre una superficie de la membrana en un lado de agua que va a tratarse (en un lado de agua no permeada de la membrana de osmosis inversa), es decir, bioincrustacion, han sido problemas en la funcionamiento. Como se usa en el presente documento, biopellcula significa un cuerpo estructural formado de bacterias formadas sobre una pared de tubo o una superficie de membrana de osmosis inversa, que contiene una sustancia de pollmero extracelular que incluye principalmente polisacaridos y protelnas y bacterias, y ejemplos familiares de la biopellcula incluyen limo en un sumidero y similares.

Como contramedida contra la bioincrustacion, se ha propuesto una tecnologla de anadir un producto qulmico (denominado en lo sucesivo bactericida) para suprimir la proliferacion de biopellcula al agua que va a tratarse, y muchos metodos que utilizan la tecnologla se han propuesto como metodos eficaces. Ejemplos incluyen un metodo de supresion de la proliferacion de biopellcula en el que un bactericida que contiene, como principio activo, 2-metil-4- isotiazolin-3-ona, 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona, una sal de las mismas o una mezcla de las mismas, se anade al agua que va a tratarse (Documento de patente 1), un metodo en el que acido o iones plata se anaden al agua que va a tratarse como bactericida (Documentos de patente 2 y 3), y similares. Estos metodos obtienen un cierto efecto suprimiendo la proliferacion de biopellcula poniendo un cierto tipo de bactericida en contacto con una membrana de osmosis inversa continuamente o intermitentemente. Sin embargo, todavla no se ha propuesto un metodo para evaluar y verificar con exactitud y convenientemente la eficacia de condiciones para anadir bactericida en el proceso de filtracion con membrana de osmosis inversa.

Como una propuesta referente a un metodo para decidir las condiciones para anadir bactericida, un metodo de decision de las condiciones de adicion de bactericida dependiendo de los multiples resultados de la evaluation de la calidad del agua bruta obtenidos evaluando el numero de celulas incluidas en el agua bruta, una concentration de carbono organico asimilable (en lo sucesivo abreviado COA) y una velocidad de formation de biopellcula del agua bruta cuando se suministra el agua bruta a la que se anade un bactericida a una membrana de separacion (membrana de osmosis inversa) (Documento de patente 4).

Sin embargo, en la actual funcionamiento, es generalmente diflcil emplear el metodo anteriormente descrito, e, incluso cuando es posible emplear el metodo, es frecuentemente diflcil lograr una funcionamiento estable del proceso de filtracion con membrana de osmosis inversa. Por tanto, el metodo no ha sido reconocido como un metodo util. Por ejemplo, en una medicion de la concentracion de COA, la preparation de recipientes y un pre- tratamiento de muestras son complicados, y es sorprendentemente diflcil guardar las muestras. Por tanto, como una cuestion de practica, es diflcil realizar la medicion de la concentracion de COA, a menos que haya un laboratorio cerca de la planta de filtracion con membrana de osmosis inversa. Por tanto, el metodo no es en principio capaz de prevenir contamination al 100 %. Ademas, aparte de la capacidad de realizar la medicion, se ha demostrado que la concentracion de COA no es exactamente un Indice que sea cuantitativo con respecto a un grado de bioincrustacion. Por ejemplo, se ha informado de una placa de filtracion con membrana de osmosis inversa que opera establemente durante medio ano independientemente de una concentracion de COA que supera 70 pg/l.

Por tanto, aunque el Documento de patente 4 desvela un metodo de medicion de una velocidad de formacion de biopellcula de agua bruta en lugar de COA, solo se describe el ejemplo de medicion de una velocidad de formacion de una biopellcula sobre un vidrio sumergido en agua de mar en la proximidad de una tuberla de entrada, y el analisis del agua de mar (agua bruta) tomada por la tuberla de entrada se describe en la memoria descriptiva. Sin embargo, en vista de los hechos de que una calidad de agua microbiologica cambia considerablemente dependiendo de los tratamientos en una unidad de entrada de agua bruta y una unidad de pre-tratamiento (por ejemplo, adicion de cloro, floculacion/filtracion de arena, etc.) y que una cantidad de biopellcula esta influida no solo por la calidad del agua, sino tambien por el flujo de agua (desde el punto de vista de la fortaleza y desprendimiento),

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la inmersion en el agua de mar de entrada (agua bruta) es inapropiada como punto y condiciones para la evaluacion de la calidad del agua de la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa. Por tanto, suponiendo que las condiciones de la calidad del agua y el flujo de agua son apropiadas, las condiciones todavla carecen de fiabilidad, ya que es imposible confirmar directamente y rapidamente los efectos de la esterilizacion y limpieza en el caso de controlar un metodo de funcionamiento de una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa basandose en los resultados de la medicion de la velocidad de formacion de biopellcula en el punto en el que no fluyen el bactericida y un agente de limpieza.

Por tanto, las condiciones de adicion del bactericida han sido decididas siguiendo condiciones demostradas, que se estiman basandose en una regla emplrica, o tomando el tiempo para la manipulacion en el sitio de la bioincrustacion, y todavla no se ha propuesto un metodo de decision de las condiciones de adicion de bactericida, que es altamente sensible para ser usado generalmente, racionalmente, de forma altamente fiable, conveniente y rapida. Por tanto, como se ha juzgado un efecto de aplicacion de bactericida basandose principalmente en datos que incluyen una perdida de presion del modulo de membrana de osmosis inversa, una diferencia de presion transmembrana, una cantidad del agua permeada, una calidad del agua permeada, y similares, ya se ha formado una cantidad considerable de biopellcula cuando la anomalla se detecta usando tales datos, haciendo as! diflcil restaurar una propiedad de la membrana de osmosis inversa por esterilizacion y limpieza.

Como una contramedida contra la bioincrustacion se ha propuesto una tecnologla de limpieza de una membrana de osmosis inversa usando un agente de limpieza (limpieza qulmica), ademas del metodo de uso de bactericida. Ejemplos del agente de limpieza incluyen hidroxido sodico, un quelante tal como etilendiamina-4-acetato (EDTA), un tensioactivo, 2-metil-4-isotiazolin-3-ona, 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona, y sales de las mismas que se usan tambien como bactericida, y similares, y estos agentes de limpieza se usan solos o en combination de los mismos. Cuando hay una contamination con una sustancia inorganica, en el caso en el que la bioincrustacion sea el principal objetivo de la limpieza, se llevan a cabo repetitivamente limpieza con alcali y limpieza con acido. La limpieza qulmica se realiza haciendo circular el agente de limpieza en el modulo de membrana de osmosis inversa o impregnando el modulo de membrana de osmosis inversa en un llquido que contiene el agente de limpieza, y se limpia todo o parte de los sistemas del modulo de membrana de osmosis inversa. Del mismo modo que en el caso en el que se anade el bactericida, en la limpieza qulmica, no se han propuesto metodos y patrones que permitan un criterio altamente sensible, racional, conveniente y rapido de un agente de limpieza eficaz, una concentration del agente de limpieza, un tiempo para una limpieza, una frecuencia de limpieza y similares, en comparacion con el metodo y patrones usando la diferencia de presion transmembrana, la cantidad de agua permeada y similares, en la limpieza qulmica.

Aunque un metodo de cambio de los equipos de pre-tratamiento tales como floculacion/filtracion de arena, filtracion con membrana por una membrana de ultrafiltracion o una membrana de microfiltracion, y una presion de flotation y cambio de las condiciones de funcionamiento para los equipos de pre-tratamiento de manera que supriman la generation de biopellcula en la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa, y similares, se han propuesto como contramedida contra la bioincrustacion, tampoco se ha propuesto una tecnologla para juzgar de forma altamente sensible, racional, rapida y simple las influencias que van a ejercerse sobre la supresion de la formacion de biopellcula por los cambios de los dispositivos y las condiciones de funcionamiento.

Documento de patente 1: JP-A-8-229363

Documento de patente 2: JP-A-12-354744

Documento de patente 3: JP-A-10-463

Documento de patente 4: JP-A-2002-143849

El documento US 2002/134716 A1 se refiere a una unidad de monitorizacion para monitorizar la condition de una membrana semi-permeable en un sistema de purification de agua, y particularmente la condicion de membrana en espiral en un sistema de purificacion de agua de osmosis inversa. La unidad de monitorizacion comprende una camara de flujo que incluye una entrada para permitir el acceso de un fluido de alimentation en la camara de flujo, y una salida de fluido de alimentacion para permitir el flujo a traves al menos del fluido de alimentacion a traves de la camara de flujo de forma que se apliquen condiciones de flujo cruzado en la camara de flujo. La membrana semipermeable esta al menos parcialmente soportada en la camara de flujo. La unidad de monitorizacion comprende ademas al menos una salida de fluido dispuesta en comunicacion fluida con la camara de flujo para permitir el acceso de fluido de la unidad de monitorizacion despues de haber pasado a traves de la membrana; y una ventana de inspection para permitir la inspection visual de la membrana semi-permeable.

El documento US 6 017 459 A describe un aparato en llnea para monitorizar la deposition de membranas que tiene un cuerpo exterior que define un compartimento interior para recibir una corriente de fluido. Un colector con testigo de corrosion esta dispuesto en el compartimento interior y suspende al menos un soporte del testigo de corrosion. El soporte del testigo de corrosion contiene al menos una membrana para la recogida de deposicion presente dentro de un sistema de filtracion. El aparato permite el examen de la deposicion de la superficie de membrana sin sacrificar un elemento de membrana y tambien proporciona oportunamente information de diagnostico sobre un sistema de

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filtracion.

El documento JP 2003 340245 A se refiere a un dispositivo de tratamiento de membrana que puede operar establemente y continuamente lavando una membrana con una alta eficiencia seleccionando condiciones de lavado apropiadas, y un metodo de lavado para el mismo. En el dispositivo de tratamiento de membrana que tiene un modulo de membrana para filtrar el agua que va a tratarse que contiene materia organica con la membrana, al menos mas de una llnea de un modulo de mini-membrana que tiene una membrana de una dimension de 1/2-1/100 veces, una calidad de membrana similar y una forma para aquellos de los modulos que se colocan en paralelo y as! estan constituidos de forma que la misma alimentacion de agua al modulo pueda suministrarse al modulo. El modulo esta contenido en una caja transparente de manera que la superficie de membrana pueda comprobarse visualmente desde fuera. La longitud del lado primario del modulo que hace una trayectoria de flujo para alimentar el agua en el modulo es preferentemente la misma que la del modulo. El metodo de lavado comprende una etapa de lavar qulmicamente el modulo antes lavar el modulo de manera que se compruebe el nivel de recuperacion de permeabilidad del agua y el color de la membrana, una etapa de determinar as! las condiciones de lavado que pueden proporcionar una alta eficiencia de lavado y prevenir el cambio de color de la superficie de la membrana, y una etapa de lavar qulmicamente el modulo en las condiciones determinadas.

Divulgacion de la invencion

Problemas a resolver por la invencion:

Es un objetivo de la presente invencion proporcionar un metodo de funcionamiento de una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa que permita operaciones que incluyen adicion de bactericida, limpieza qulmica, pre- tratamiento y similares que se llevan a cabo con el fin de prevenir la bioincrustacion de un modulo de membrana de osmosis inversa de una unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa altamente fiable, altamente sensible, racional, rapida y conveniente en una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa, y la planta de filtracion con membrana de osmosis inversa.

Medios para resolver los problemas:

Con el fin de conseguir el objetivo anteriormente descrito, se define un metodo de funcionamiento de una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa segun la presente invencion en las reivindicaciones adjuntas y tiene la siguiente estructura (1).

(1) Un metodo de funcionamiento de una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa que tiene una unidad de entrada de agua bruta, una unidad de pre-tratamiento y una unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa que tiene un modulo de membrana de osmosis inversa en este orden, comprendiendo dicho metodo:

disponer una membrana de osmosis inversa usada como material de base de formacion de biopellcula en un recipiente de flujo, en el que la membrana de osmosis inversa es una hoja rectangular y esta enrollada de tal manera que una superficie de capa de funcion de separacion sirve de lado interno y la membrana de osmosis inversa enrollada se empuja en el recipiente de flujo a lo largo de una pared interna del recipiente de flujo, en el que el lado interno es la parte sobre la que fluye el agua de evaluacion dentro del recipiente de flujo, de manera que el agua de suministro del modulo de membrana de osmosis inversa muestreada de la ramificacion de tuberla aguas arriba del primer modulo de membrana de osmosis inversa en la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa y/o el agua no permeada por el modulo de membrana de osmosis inversa muestreada de la ramificacion de tuberla aguas abajo de los modulos de membrana de osmosis inversa a traves de los cuales pasa el agua no permeada por el modulo de membrana de osmosis inversa, circula sobre una superficie de una capa de funcion de separacion de la hoja de membrana de osmosis inversa usada como material de base de formacion de biopellcula alojada en el recipiente de flujo, y que el agua de suministro del modulo de membrana de osmosis inversa y/o el agua no permeada por el modulo de membrana de osmosis inversa no se filtra por la hoja de membrana de osmosis inversa usada como material de base de formacion de biopellcula alojada en el recipiente de flujo, en condiciones que el agua de suministro del modulo de membrana de osmosis inversa y/o el agua no permeada por el modulo de membrana de osmosis inversa circula a una velocidad lineal igual a una velocidad lineal de agua no permeada en el modulo de membrana de osmosis inversa de la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa e igual a una velocidad lineal promedio sobre la superficie del modulo de membrana de osmosis inversa sobre la que circula el agua no permeada;

evaluar una cantidad de biopellcula sobre la hoja de membrana de osmosis inversa usada como material de base de formacion de biopellcula alojada en el recipiente de flujo a una frecuencia de una vez al dla a una vez cada seis meses; y

controlar el metodo de funcionamiento de una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa basandose en los resultados de la evaluacion,

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en el que la membrana de osmosis inversa usada como material de base de formacion de biopellcula esta hecha del mismo material que una membrana de osmosis inversa que se usa en la planta de filtracion con membrana de osmosis inversa.

Mas especlficamente, el metodo de funcionamiento segun el metodo de funcionamiento de la planta de filtracion de osmosis inversa segun (1) en la presente invencion contiene preferentemente las siguientes constituciones (3) a (6):

(2) en (1), el material de base de formacion de biopellcula esta hecho del mismo material que la membrana de osmosis inversa que se usa en la planta de filtracion con membrana de osmosis inversa.

(3) en (2), la cantidad de biopellcula sobre una superficie del material de base de formacion de biopellcula se evalua por la cantidad de biopellcula sobre una superficie del material de base de formacion de biopellcula se evalua colocando la membrana de osmosis inversa que se clasifica en un tamano de un diametro interno de D o menos y una altura de H o menos con plegado en un recipiente de flujo cillndrico que tiene un diametro interno de D y una altura de H de manera que orienten una superficie dirigida al agua bruta durante la filtracion a un lado interno, y cortando una parte de la membrana de osmosis inversa fijada en el recipiente de flujo cillndrico por una resiliencia flsica en una direccion de la circunferencia.

(4) en (1), las condiciones de esterilizacion o condiciones de limpieza de la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa estan controladas y se llevan a cabo tratamientos similares para el material de base de formacion de biopellcula al mismo tiempo.

(5) en (1), la cantidad de biopellcula se evalua basandose en ATP (adenosina-5'-trifosfato).

(6) Cuando la evaluacion se lleva a cabo por ATP, el metodo de funcionamiento de la planta esta controlado para lograr una cantidad de ATP de 200 pg/cm2 o menos por unidad de superficie.

(7) en (1), en el metodo para evaluar la cantidad de biopellcula formada en agua bruta que tiene una concentracion de sales del 3 % o mas, tal como agua de mar, por el metodo de medicion de ATP, la evaluacion se lleva a cabo comprendiendo:

(a) suspender la biopellcula recogida del material de base de formacion de biopellcula en agua pura;

(b) cuantificar una luminosidad del llquido de suspension de (a) usando una reaccion de luciferasa;

(c) medir una concentracion de sales del llquido de suspension de (a);

(d) calcular una cantidad de ATP del llquido de suspension de (a) usando una ecuacion de correlacion de una inhibicion de la concentracion de sales que va a conferirse a un sistema de cuantificacion usando la reaccion de luciferasa, una ecuacion de correlacion de la concentracion de ATP y la luminosidad en ausencia de la inhibicion, y los resultados de (b) y (c); y

(e) calcular la cantidad de ATP por unidad de superficie usando un area de la superficie de formacion de biopellcula recogida, un volumen de llquido del agua pura suspensa, y el resultado de la cantidad de ATP en el llquido de suspension de (a) obtenido por (d).

Con el fin de conseguir el objetivo anteriormente descrito, se usa una planta que tiene las siguientes constituciones.

(8) Una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa que tiene una unidad de entrada de agua bruta, una unidad de pre-tratamiento y una unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa que tiene un modulo de membrana de osmosis inversa en este orden, que comprende:

una ramificacion de tuberla aguas arriba del primer modulo de membrana de osmosis inversa en la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa para hacer circular un agua de suministro y/o una ramificacion de tuberla aguas abajo del modulo de membrana de osmosis inversa en la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa para hacer circular un agua no permeada por la membrana de osmosis inversa;

un recipiente de flujo conectado aguas abajo de la(s) tuberla(s); y

una valvula de ajuste de la velocidad de flujo conectada aguas arriba o aguas abajo del recipiente de flujo,

en la que la membrana de osmosis inversa esta hecha del mismo material que una membrana de osmosis inversa que se usa en la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa contenida en el recipiente de flujo de tal forma que el agua de suministro de la membrana de osmosis inversa y/o el agua no permeada por la membrana de osmosis inversa en la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa circula paralela

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a una superficie de una capa de funcion de separacion de la membrana de osmosis inversa usada como material de base de formacion de biopelicula, y que el agua de suministro de la membrana de osmosis inversa y/o el agua no permeada por la membrana de osmosis inversa no se filtra por la membrana de osmosis inversa usada como material de base de formacion de biopelicula, bajo flujo de agua a una velocidad lineal igual a una velocidad lineal de agua no permeada en el modulo de membrana de osmosis inversa de la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa, e igual a una velocidad lineal promedio sobre la superficie del modulo de membrana de osmosis inversa sobre la que circula el agua no permeada y en la que

la membrana de osmosis inversa que se clasifica en un tamano de una circunferencia de un circulo que tiene un diametro interno de D o menos y una altura de H o menos se coloca en un recipiente de flujo cilindrico que tiene un diametro interno de D y una altura de H de manera que orienten una superficie dirigida al agua bruta durante la filtracion a un lado interno, y fijada en el recipiente de flujo cilindrico por una resiliencia fisica en una direccion de la circunferencia de la membrana de osmosis inversa.

Efecto de la invencion:

Cuando se usan el metodo de funcionamiento de una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa y la planta de filtracion con membrana de osmosis inversa segun la presente invencion, es posible monitorizar cuantitativamente una cantidad de biopelicula sobre la membrana de osmosis inversa de la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa de la planta de filtracion con membrana de osmosis inversa, haciendo asi posible corregir apropiadamente un metodo de funcionamiento de la planta de filtracion con membrana de osmosis inversa que incluye condiciones para un metodo bactericida y limpieza quimica de la membrana de osmosis inversa, condiciones de funcionamiento de la unidad de pre-tratamiento y similares antes de la aparicion de un aumento de perdida de presion y una reduccion de agua permeada. Como resultado de la eficaz contramedida contra la bioincrustacion, es posible aumentar enormemente la estabilidad y eficiencia economica de la funcionamiento de la planta de filtracion con membrana de osmosis inversa. Por tanto, es posible evaluar de forma fiable, conveniente, rapida y sensible la cantidad de biopelicula en comparacion con las tecnologias convencionales.

Ademas, en respuesta al resultado de la evaluacion de la cantidad de biopelicula, es posible evitar gastar el desembolso de Kquido quimico superior al necesario en el caso en el que las condiciones para la esterilizacion y limpieza sean demasiado intensas, tal como un caso en el que se anade excesivamente un bactericida y una potencia de limpieza para la membrana de osmosis inversa sea demasiado fuerte. Por tanto, como la esterilizacion y la limpieza quimica son suaves, es posible evitar la incrustacion del modulo de membrana de osmosis inversa a un grado que el rendimiento sea dificilmente restaurado por la limpieza, y es posible prolongar la vida del modulo de membrana, ademas de reducir el coste requerido para sustituir la membrana.

Por tanto, cuando los efectos de la esterilizacion y la limpieza quimica se degradan o pierden debido a la aparicion de bacterias resistentes y similares, o cuando el bactericida y el agente de limpieza estan siendo usados a pesar de haberse perdido los efectos, es posible reconocer la degradacion o perdida de efectos, haciendo asi posible cambiar racionalmente las condiciones para la esterilizacion y la limpieza quimica de la membrana de osmosis inversa cambiando los agentes actualmente usados.

Breve descripcion de los dibujos

La Fig. 1 es un diagrama de flujo de una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa de desalinizacion

de agua de mar.

La Fig. 2 es un diagrama de bloques que muestra un dispositivo de evaluacion de la formacion de biopelicula.

La Fig. 3 es un material de base de formacion de biopelicula (anillo de Teflon (marca registrada)).

La Fig. 4 es una barra de acero inoxidable con un gancho de anilla, a la que los materiales de base de formacion

de biopeliculas similar a anillo se ajustan estando solapandose entre si.

La Fig. 5 es una base de formacion de biopelicula (hoja de membrana de osmosis inversa).

Descripcion de numeros de referencia:

1: tuberia de entrada

2: bomba de entrada

3: tanque de solucion de acido hipoclorico

4: tanque de solucion de agente floculante

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5: tanque de solucion de ajustador del pH 6: dispositivo de filtracion de arena

7: tanque intermedio

8: filtro de seguridad

9: tanque de solucion de hidrogenosulfito de sodio

10: tanque de solucion de bactericida

11: modulo de membrana de osmosis inversa

12: tanque de agua permeada de la membrana de osmosis inversa

13: tanque de solucion de ajustador del pH

14: tanque de solucion de calcio

15: tanque de solucion de agente de limpieza

16a: recipiente de flujo que aloja material de base de formacion de biopellcula

16b: recipiente de flujo que aloja material de base de formacion de biopellcula

16c: recipiente de flujo que aloja material de base de formacion de biopellcula

17a: ramificacion de tuberla aguas arriba del primer modulo de membrana de osmosis inversa en la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa

17b: ramificacion de tuberla aguas abajo del punto de adicion de agente de limpieza y bactericida y aguas arriba del primer modulo de membrana de osmosis inversa en la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa

17c: ramificacion de tuberla aguas abajo de los modulos de membrana de osmosis inversa, a traves de la que pasa el agua no permeada por la membrana de osmosis inversa

18: tuberla de suministro de agua permeada

19: valvula de ajuste de la velocidad de flujo

21: bomba de suministro de solucion de acido hipoclorico

22: bomba de suministro de agente floculante

23: bomba de suministro de solucion de ajustador del pH

24: bomba de suministro de solucion de hidrogenosulfito de sodio

25: bomba de suministro de solucion de bactericida

26: bomba de suministro de solucion de ajustador del pH

27: bomba de suministro de solucion de calcio

28: bomba de suministro de solucion de agente de limpieza

29: bomba de alta presion

30: bomba de suministro de solucion

31: tanque de solucion desintoxicante del agua no permeada por la membrana de osmosis inversa 32: tanque de tratamiento desintoxicante del agua no permeada por la membrana de osmosis inversa 33: tuberla de descarga del agua no permeada por la membrana de osmosis inversa

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34: bomba de suministro de solucion desintoxicante del agua no permeada por la membrana de osmosis inversa

50: manguera

51: medidor de flujo

52: union de acoplamiento rapido

53: recipiente de flujo, unidad abierta/cerrada

54: recipiente de flujo

55a: anillo de Teflon (marca registrada)

55b: membrana de osmosis inversa

56: valvula de ajuste de la velocidad de flujo

57: barra de acero inoxidable con gancho de anilla

58: direccion de flujo

100: unidad de entrada de agua bruta

200: unidad de pre-tratamiento

300: unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa Mejor modo para llevar a cabo la invencion

En lo sucesivo, el metodo de funcionamiento de un proceso de filtracion con membrana segun la presente invencion se describe en mas detalle.

El metodo de funcionamiento de una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa segun la presente invencion es un metodo de funcionamiento de una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa que tiene una unidad de entrada de agua bruta, una unidad de pre-tratamiento y una unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa que tiene un modulo de membrana de osmosis inversa en este orden, el metodo comprende colocar un material de base de formacion de biopellcula en condiciones de hacer circular agua de suministro de la membrana de osmosis inversa y/o agua no permeada por la membrana de osmosis inversa en una unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa a una velocidad lineal que es igual a una velocidad lineal de agua no permeada en el modulo de membrana de osmosis inversa de la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa despues de un pre-tratamiento; y evaluar una cantidad de biopellcula sobre el material de base de formacion de biopellcula a una frecuencia de una vez por dla a una vez cada seis meses.

La presente invencion se basa en el siguiente concepto.

(a) Se tolera la formacion de una biopellcula sobre una superficie del modulo de membrana de osmosis inversa, que es menor en comparacion con una cantidad de biopellcula que produce bioincrustacion.

(b) Evaluando una cantidad de biopellcula formada sobre una superficie expuesta al agua que es equivalente al agua que circula sobre una superficie del modulo de membrana de osmosis inversa en una lado de agua no permeada se evalua y monitoriza indirectamente una cantidad de biopellcula sobre la superficie del modulo de membrana de osmosis inversa en el lado de agua no permeada.

(c) Los resultados de la evaluacion se alimentan de nuevo al metodo de funcionamiento de la planta de manera que se mantenga la cantidad de biopellcula de (b) al nivel tolerable u opere mas economicamente cuando se ha alcanzado el nivel tolerable.

Aunque la presente invencion se describe a continuacion en detalle con referencia a los dibujos, contenidos de la presente invencion no se limitan a los dibujos. La Fig. 1 muestra un diagrama de flujo de una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa para la desalinizacion de agua de mar que emplea la presente invencion, y las Figs. 2 a 5 muestran diagramas de bloques de un dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula y un material de base de formacion de biopellcula.

En la Fig. 1, la planta de filtracion con membrana de osmosis inversa esta provista de una tuberla de entrada 1, una bomba de entrada 2, un dispositivo de filtracion de arena 6, un tanque intermedio 7, un filtro de seguridad 8, una

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bomba de alta presion 29, un modulo de membrana de osmosis inversa 11 y una ilnea de descarga de agua no permeada por la membrana de osmosis inversa, que estan conectados en este orden desde aguas arriba a lo largo de un flujo de agua.

En la planta de filtracion con membrana de osmosis inversa, el agua puede tomarse directamente de una parte superficial del mar o puede bombearse una llamada agua profunda. Por tanto, puede tomarse agua por un metodo de entrada de agua de infiltracion que usa arena del lecho marino como filtro. Las partlculas que incluyen arenas y similares se separan preferentemente del agua de mar bombeada en un recipiente de sedimentacion o similares.

En un punto aguas arriba de la bomba de entrada 2 se anade una solucion de acido hipoclorico como bactericida por una bomba de suministro de solucion de acido hipoclorico 21 con el fin de prevenir la formacion de biopellcula y la deposicion de organismos del oceano tales como crustaceos y algas marinas sobre la tuberla de entrada 1 y la tuberla aguas abajo de la tuberla de entrada 1. Como bactericida generalmente se usan bactericidas oxidantes tales como una solucion de hipoclorito de sodio que puede generar cloro disociado, y pueden usarse bactericidas distintos de la solucion de acido hipoclorico, mientras que los bactericidas logren el efecto equivalente.

En un punto entre la bomba de entrada 2 y el dispositivo de filtracion de arena 6 se anade una solucion de agente floculante para promover la separacion solido-llquido producida por la filtracion de arena. Por tanto, se anade una solucion de ajustador del pH tal como acido sulfurico al agua de mar por una bomba de suministro de solucion de ajustador del pH 23 con el fin de suprimir la generacion de una cascarilla tal como sulfato de calcio sobre una llnea en el lado de agua no permeada del modulo de membrana de osmosis inversa 11. Ejemplos del agente floculante incluyen cloruro ferrico, poli(cloruro de aluminio) y similares. Como pre-tratamiento, distinto del dispositivo de filtracion de arena 6, puede usarse un tratamiento usando un dispositivo de separacion por flotacion, una membrana de ultrafiltracion, una membrana de microfiltracion, o una membrana de osmosis inversa suelta. El pre-tratamiento se lleva a cabo con el fin de purificar el agua bruta tomada a un grado requerido con el fin de evitar ejercer una carga sobre las etapas de proceso aguas abajo y puede seleccionarse apropiadamente dependiendo de un grado de contamination del agua bruta tomada.

El agua bruta tomada despues del pre-tratamiento se almacena en un tanque intermedio 7 que se proporciona cuando as! se requiera para proporcionar funcion de ajuste de la cantidad de agua y funcion de tamponamiento de la calidad del agua.

Se proporciona un filtro de seguridad 8 aguas abajo del tanque intermedio 7 cuando as! se requiera con el fin de prevenir la rotura de la bomba de alta presion 29 y el modulo de membrana de osmosis inversa 11 debido a contaminantes.

A continuation, un agente reductor tal como hidrogenosulfito de sodio se anade por una bomba de suministro de solucion de hidrogenosulfito de sodio 24. El agente reductor se anade cuando el bactericida oxidante se anade en una etapa aguas arriba en una unidad de entrada de agua bruta o similares con el fin de prevenir que se deteriore la membrana de osmosis inversa por cloro residual y similares. Puede usarse cualquier producto qulmico distinto de la solucion de hidrogenosulfito de sodio, mientras que el producto qulmico tenga el mismo efecto.

A continuacion, el bactericida se anade por una bomba de suministro de solucion de bactericida 25. Un dispositivo para anadir el bactericida se proporciona preferentemente con un mecanismo de control que tiene una valvula y una bomba para controlar una cantidad de aditivo, un tiempo de adicion, una frecuencia de adicion y similares con el fin de controlar las conducciones de adicion de bactericida. Una position en la que el producto qulmico tal como el bactericida se anade puede decidirse arbitrariamente y es preferentemente aguas arriba o aguas abajo del filtro de seguridad 8.

A continuacion, el agua de mar presurizada por la bomba de alta presion 29 se suministra al modulo de membrana de osmosis inversa 11.

Se proporciona una tuberla para anadir un agente de limpieza para la limpieza qulmica aguas arriba del modulo de membrana de osmosis inversa 11. Aunque el punto en el que el agente de limpieza se anade no esta particularmente limitado, el punto esta preferentemente aguas abajo de la bomba de alta presion 29, ya que la bomba de alta presion 29 y similares pueden corroerse dependiendo del tipo de agente de limpieza.

El agua suministrada al modulo de membrana de osmosis inversa 11 se separa en un agua permeada y un agua no permeada, y el agua no permeada se descarga al mar mediante una tuberla de descarga de agua no permeada por la membrana de osmosis inversa 33 despues de un ajuste del pH y un tratamiento desintoxicante del bactericida en un tanque de tratamiento desintoxicante del agua no permeada por la membrana de osmosis inversa 32.

Despues de la membrana de osmosis inversa, el agua permeada se almacena en el tanque de agua permeada de la membrana de osmosis inversa 12, se anade una solucion de ajustador del pH al agua permeada de la membrana de osmosis inversa por una bomba de suministro de solucion de ajustador del pH 26 aguas abajo, y se anade una solucion de calcio al agua permeada de la membrana de osmosis inversa por una bomba de suministro de solucion

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de calcio 27 aguas abajo, por ejemplo, de manera que el agua permeada se muestrea de la tuberla de suministro de agua permeada 18 como un agua desalada de acuerdo con la norma sobre agua potable.

Como se usa en el presente documento, la membrana de osmosis inversa es una membrana semipermeable que permea una parte de los componentes, tales como un disolvente, del agua de suministro y no permea el resto de los componentes, y una llamada membrana de nanofiltracion, una membrana de osmosis inversa suelta y similares estan incluidos como membrana de osmosis inversa. Como material para la membrana de osmosis inversa se usa preferentemente un material de pollmero tal como un pollmero de acetato de celulosa, poliamida, poliester, poliimida, y un pollmero de vinilo. Una estructura de la membrana puede ser una estructura asimetrica que tiene una capa microdensa proporcionada sobre al menos un lado y poros finos que tienen cada uno un diametro de poro que aumenta gradualmente desde la capa microdensa hasta una membrana interior o el otro lado o puede ser una estructura de membrana compleja que tiene una capa de funcion de separacion formada de otro material y sobre la capa microdensa de la membrana asimetrica. Un espesor de la membrana esta preferentemente en el intervalo de 10 pm a 1 mm. Como membrana de osmosis inversa representativa se conoce una membrana asimetrica de acetato de celulosa o poliamida, una membrana compleja que tiene una capa de funcion de separacion de poliamida o poliurea, y similares, y, se logra un efecto superior usando la membrana compleja de poliamida en la presente invencion. Ejemplos preferidos de la membrana de osmosis inversa incluyen las membranas complejas de poliamida aromatica desveladas en los documentos JP-A-62-121603, JP-A-8-138658 y la patente de EE.UU. 4.277.344.

Por tanto, como se usa en el presente documento, el modulo de membrana de osmosis inversa se obtiene ensamblando la membrana de osmosis inversa anteriormente descrita, etc., en una carcasa para uso practico, y puede seleccionarse un modulo en espiral, un modulo tubular y un modulo de placa y marco en el caso de uso de una membrana plana. Entre estos, el modulo en espiral tiene miembros tales como un material de llnea de agua de suministro y un material de llnea de agua permeada como se desvela en los documentos JP-A-9-141060 y JP-A-9- 141067, por ejemplo, y se logra un efecto significativo en el caso de uso de agua de mar que tiene una alta concentracion de soluto como agua bruta u operando el dispositivo a alta presion.

Puede establecerse apropiadamente una presion de funcionamiento de la bomba de alta presion dependiendo del tipo de agua de suministro y el metodo de funcionamiento y es preferentemente una presion relativamente baja de aproximadamente 0,1 a 3,0 MPa en el caso en el que el agua de suministro sea una solucion que tiene una baja presion osmotica, tal como agua salina y agua ultra-pura, o es preferentemente una presion relativamente alta de aproximadamente 2,5 a 15,0 MPa en el caso de desalinizacion de agua de mar, tratamiento de aguas residuales, recuperacion de materiales utiles y similares con el fin de evitar el despilfarro de energla tal como energla electrica, ademas de para obtener buena calidad del agua permeada. Por tanto, con el fin de lograr una presion de suministro adecuada y la presion de funcionamiento, puede proporcionarse una bomba en una llnea arbitraria.

Una temperatura de funcionamiento de la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa puede establecerse apropiadamente en el intervalo de 0 °C a 100 °C, ya que el agua de suministro se congela a una temperatura inferior a 0 °C y se evapora cuando la temperatura es superior a 100 °C. Con el fin de mantener un buen rendimiento del dispositivo y la membrana de osmosis inversa, la temperatura de funcionamiento puede estar en el intervalo de 5 °C a 50 °C. Los detalles pueden decidirse segun la informacion tecnica proporcionada por el fabricante.

Una tasa de recuperacion de la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa puede establecerse apropiadamente en el intervalo del 5 % al 98 %. En este caso, es necesario considerar las condiciones de pre- tratamiento y la presion de funcionamiento en respuesta a cualidades, concentraciones y presiones osmoticas del agua de suministro y el agua no permeada (documento JP-A-8-108048). Por ejemplo, la tasa de recuperacion se establece generalmente al 10 % al 40 %, o al 40 % al 70 % en el caso de desalinizacion de agua de mar usando un dispositivo de alta eficiencia. En el caso de desalinizacion de agua salina o produccion de agua ultra-pura, la tasa de recuperacion puede establecerse al 70 % o mas, o 90 % al 95 %.

El modulo de membrana de osmosis inversa en la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa puede ser de un tipo de una unica etapa o un tipo multi-etapa, y puede disponerse en serie o en paralelo al agua de suministro. En el caso de disponerse en serie, puede proporcionarse una bomba de refuerzo entre los modulos adyacentes.

El agua no permeada de la membrana de osmosis inversa tiene una energla de presion que se recupera preferentemente para reducir el coste de funcionamiento. La recuperacion de energla puede realizarse usando un dispositivo de recuperacion por una bomba de recuperacion de energla tipo turbina dedicada que esta unida en la vecindad de la bomba de alta presion o entre los modulos adyacentes. Por tanto, una capacidad de tratamiento del dispositivo de desalinizacion puede estar en el intervalo de 0,5 a 1.000.000 m3 como cantidad de agua por dla.

La tuberla en la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa tiene preferentemente una estructura en la que la parte de retencion se reduce tan poco como sea posible. Ademas, con el fin de prevenir la generacion de cascarilla, un nivel de pH del agua de suministro es preferentemente acido, y, como se espera un caso de uso de agentes variables en calidad como bactericida y agente de limpieza, un material que tiene resistencia a productos qulmicos, tales como un acero inoxidable y un acero inoxidable de dos fases, se usa preferentemente para las tuberlas, valvulas y miembros a traves de los que circulan los agentes.

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El metodo de desalinizacion de la presente invencion tambien es aplicable a la separacion y concentracion de un llquido y una materia solida usando una membrana de microfiltracion y separacion y concentracion de un componente de contaminacion usando una membrana de ultrafiltracion y particularmente adecuado para realizar la separacion y concentracion de un componente soluble usando una membrana de osmosis inversa o una membrana de nanofiltracion. Particularmente, el metodo de desalinizacion es altamente eficaz para la desalinizacion de agua de mar o agua salina, produccion de agua industrial, concentracion de zumo de frutas o similares, clasificar agua de grifo, un tratamiento avanzado para agua de grifo, y similares.

En lo sucesivo se describe en detalle un metodo de evaluacion de una cantidad de biopellcula, que es uno de los puntos caracterlsticos de la presente invencion.

La unidad de entrada de agua bruta en la presente invencion significa una etapa que esta formada de la tuberla de entrada, la bomba de entrada, y similares, y se usa para tomar un agua de mar bruta en una planta. La unidad de pre-tratamiento significa una etapa de un tratamiento del agua de mar tomada usando el dispositivo de pre- tratamiento tal como el dispositivo de filtracion de arena a un almacenamiento temporal en el tanque intermedio. La unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa significa el uno o mas modulo o modulos de membrana de osmosis inversa y una serie de etapas realizadas antes de suministrar el agua de mar que ha sido sometida al pre- tratamiento al (a los) modulo(s) de membrana de osmosis inversa. Como se usa en el presente documento, la serie de etapas de proceso significa la filtracion por el filtro de seguridad, la adicion de un agente reductor tal como hidrosulfito de sodio, la adicion de un bactericida para la prevencion de incrustacion del modulo de membrana de osmosis inversa, la adicion de un agente anti-cascarilla y similares.

En la presente invencion se evaluan el agua de suministro de la membrana de osmosis inversa y/o el agua no permeada por la membrana de osmosis inversa. La Fig. 1 muestra el diagrama de flujo de la planta de filtracion con membrana de osmosis inversa. Como se usa en el presente documento, el agua de suministro de la membrana de osmosis inversa significa agua presente aguas abajo de la unidad de pre-tratamiento 200 y en la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa 300. En el caso en el que haya pluralidad de modulos de membrana de osmosis inversa 11, el agua de suministro de la membrana de osmosis inversa se muestrea desde una tuberla aguas arriba del primer modulo de membrana de osmosis inversa 11 y tiene componentes y una temperatura (-3 °C a +5 °C) que son los mismos que aquellos del agua de suministro de la membrana de osmosis inversa. En el caso en el que haya un modulo de membrana de osmosis inversa 11, el agua de suministro de la membrana de osmosis inversa se muestrea desde una tuberla aguas arriba del primer modulo de membrana de osmosis inversa 11 y tiene componentes y una temperatura (-3 °C a +5 °C) que son los mismos que aquellos del agua de suministro de la membrana de osmosis inversa. Por tanto, el agua no permeada por la membrana de osmosis inversa es agua muestreada de una tuberla aguas abajo del modulo de membrana de osmosis inversa 11 y tiene componentes y una temperatura (-3 °C a +5 °C) igual que aquellos de al menos una del agua no permeada por la membrana de osmosis inversa. Los puntos o punto de muestreo del agua de suministro de la membrana de osmosis inversa y/o el agua no permeada por la membrana de osmosis inversa pueden establecerse en una cualquiera de una tuberla aguas abajo del tanque intermedio 7 a aguas arriba del filtro de seguridad 8, una tuberla aguas abajo del filtro de seguridad 8 a aguas arriba de la bomba de alta presion 29, una tuberla aguas abajo de la bomba de alta presion 29 al modulo de membrana de osmosis inversa 11, y una tuberla para hacer circular el agua no permeada por la membrana de osmosis inversa del modulo de membrana de osmosis inversa 11. Al menos uno de los puntos de muestreo se proporciona preferentemente aguas abajo de los puntos de adicion del bactericida y el agente de limpieza. Con tal constitucion, es posible verificar directamente y rapidamente los efectos de esterilizacion y limpieza, haciendo as! posible operar la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa 300 mas establemente y eficazmente.

Como se ha encontrado que es posible realizar favorablemente el control de la funcionamiento sobre la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa bajo una alta presion cuando el suministro de agua a los recipientes de flujo 16b y 16c que alojan el material de base de formacion de biopellcula se basa en el resultado de la evaluacion de la cantidad de biopellcula formada durante el suministro de agua bajo una presion reducida, es preferible suministrar el agua despues de considerar la seguridad, conveniencia y similares en mediciones y reducir la presion en el caso de muestrear de la tuberla de alta presion aguas abajo de la bomba de alta presion 29. El agua de suministro de la membrana de osmosis inversa y/o el agua no permeada por la membrana de osmosis inversa se ramifica de las tuberlas 17a, 17b y 17c que va a suministrarse al recipiente de flujo 16 que aloja el material de base de formacion de biopellcula usando una tuberla, una manguera, o similares.

Las Figs. 2 a 5 muestran diagramas de bloques de un dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula y un material de formacion de biopellcula, y la presente invencion no se limita a los dibujos.

Como se usa en el presente documento, el dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula esta provisto de un recipiente de flujo 54 que aloja el material de base de formacion de biopellcula 55, una valvula de ajuste de la velocidad de flujo 56 y un medidor de flujo 51 dispuestos aguas arriba o aguas abajo del recipiente de flujo 54, y el recipiente de flujo 54, la valvula de ajuste de la velocidad de flujo 56 y el medidor de flujo 51 estan conectados con una manguera 50 y un miembro de tuberla de acero inoxidable. Se proporciona una union de acoplamiento rapido 52 en cada uno de los extremos opuestos del recipiente de flujo 54 para facilitar la conexion/desconexion del recipiente de flujo al/del dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula. En la Fig. 1, la tuberla 17a que se

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ramifica aguas arriba del primer modulo de membrana de osmosis inversa en la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa 300, la tuberla 17b que se ramifica aguas arriba del primer modulo de membrana de osmosis inversa en la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa 300, la tuberla 17c que se ramifica aguas abajo del modulo de membrana de osmosis inversa 11 permitiendo el paso del agua no permeada por la membrana de osmosis inversa , y los recipientes de flujo 16a, 16b y 16c, estan conectados usando el miembro de tuberla (no mostrado) y la manguera 50.

Una unidad abierta/cerrada de recipiente de flujo 53 y el medidor de flujo 51 proporcionado en la parte mas aguas abajo del recipiente de flujo 54 que aloja el material de base de formacion de biopellcula 55 estan conectados entre si con un miembro de tuberla. Una periferia externa de una parte en la que la manguera y el miembro de tuberla se solapan se asegura preferentemente por una abrazadera (no mostrada).

La forma del recipiente de flujo no esta particularmente limitada, y ejemplos de la forma incluyen un prisma triangular, un prisma cuadratico (paraleleplpedo rectangular), un prisma multiangular, una columna cillndrica y similares. Desde el punto de vista de la uniformidad de las condiciones de flujo que influyen sobre las condiciones de cizallamiento de la membrana de osmosis inversa y las condiciones del transporte de sustancia y disponibilidad, se usa preferentemente una columna, por ejemplo, que es un tubo circular. Un material de base que proporciona una superficie para la medicion de la cantidad de biopellcula se aloja en el recipiente de flujo. Al menos un extremo del recipiente de flujo tiene una estructura que facilita la transferencia del material de base de formacion de biopellcula del/dentro del recipiente de flujo. Como se ha descrito anteriormente, desde que se ha encontrado como resultado de la amplia investigacion que es posible realizar favorablemente el control de la funcionamiento basandose en el resultado de la evaluation de la cantidad de biopellcula formada bajo el flujo de agua despues de la reduction de presion desde que el resultado de la evaluacion tiene correlatividad con el resultado de funcionamiento de la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa bajo una alta presion. Por consiguiente, es preferible permitir que el agua circule al recipiente de flujo despues de la reduccion de la presion en vista de la seguridad, conveniencia y similares para la medicion. El agua de suministro de la membrana de osmosis inversa y el agua no permeada por la membrana de osmosis inversa aguas abajo de la bomba de alta presion circulan preferentemente despues de la reduccion de la presion, ya que es posible realizar la transferencia del material de base de formacion de biopellcula en y del recipiente de flujo con seguridad, convenientemente y rapidamente en la evaluacion del transcurso de tiempo de la cantidad de biopellcula sobre el material de base de formacion de biopellcula. La resistencia a la presion de la manguera, los miembros de tuberla, la valvula de ajuste de la velocidad de flujo, el recipiente de flujo y similares pueden ser una cualquiera, mientras que sea capaz de soportar la presion del agua en el punto de flujo del agua, y la resistencia a la presion y una propiedad de sellado de 2 kgf/cm2 es en general satisfactoria. Cada una de las partes de union puede reforzarse con una cinta selladora, una cinta de vinilo, una abrazadera, una resina epoxi, o similares, si fuera necesario.

Puede usarse cualquier material para los materiales para el recipiente de flujo, los miembros de tuberla, la manguera y la valvula de ajuste de la velocidad de flujo, mientras que los materiales cumplan los requisitos de resistencia anteriormente descritos y sean resistentes a los productos qulmicos usados para la esterilizacion y limpieza qulmica y tengan elucion y absorcion reducida de sustancias organicas. Como material para el recipiente de flujo se usa preferentemente un vidrio transparente o policarbonato, ya que estos materiales son suficientemente duros y permiten la confirmation del interior desde el exterior. Puede usarse Teflon (marca registrada), poli(cloruro de vinilo) y un acero inoxidable como material para los miembros de tuberla, y pueden usarse Teflon (marca registrada), poli(cloruro de vinilo) y una resina de fluor como material para la manguera. Aunque una longitud de la manguera y el recipiente de flujo no esta limitada, mientras que las longitudes cumplan la facilidad de manipulation, pero la manguera sea preferentemente corta, y la longitud del recipiente de flujo sea preferentemente aproximadamente 60 cm en vista de la facilidad de manipulacion segun la experiencia del inventor.

Un diametro interno del recipiente de flujo no esta particularmente limitado y puede decidirse dependiendo de una velocidad de flujo de agua que va a tomarse de manera que alcancen las condiciones de la velocidad lineal.

En el caso de uso de un miembro que tiene una baja propiedad de bloqueo de la luz como miembros, tales como el material de base de formacion de biopellcula y el miembro de tuberla, es preferible bloquear la luz, excepto en la funcionamiento de medicion, con el fin de evitar la proliferation de algas.

Se establece una velocidad de flujo de agua que circula al recipiente de flujo de tal manera que una velocidad lineal en el recipiente de flujo despues de alojar el material de base de formacion de biopellcula sea igual a una velocidad lineal promedio sobre la superficie del modulo de membrana de osmosis inversa sobre la que circula el agua no permeada en vista del establecimiento de un entorno de crecimiento y entorno de cizallamiento similar. Por ejemplo, en el caso del modulo cillndrico en espiral, cuando un area en section de una llnea en el lado de no permeation de la membrana de osmosis inversa en una direction de un eje del cilindro es S y un promedio de la velocidad de flujo de agua de suministro al modulo de membrana de osmosis inversa y la velocidad de flujo de agua no permeada es F, la velocidad de flujo de agua que circula al recipiente de flujo es preferentemente de 0,3 x F/S a inferior a 3 x F/S, mas preferentemente de 0,7 x F/S a inferior a 1,3 x F/S. La velocidad de flujo de agua que circula al recipiente de flujo puede medirse conectando el medidor de flujo 51 aguas arriba o aguas abajo del recipiente de flujo 54 o puede medirse por un volumen o un peso de agua recogida durante un cierto periodo de tiempo.

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Se sabe que no solo una temperatura y una concentracion de nutrientes, sino tambien condiciones hidraulicas, influyen en la deposicion de bacterias, sustancias organicas y sustancias inorganicas sobre la biopellcula, separacion de estos componentes de la biopellcula, resistencia de la biopellcula, y similares. Las caracterlsticas de la biopellcula formada sobre el material de base se vuelven considerablemente diferentes de aquellas de la biopellcula formada sobre la superficie del modulo de membrana de osmosis inversa cuando las condiciones hidraulicas se desvlan, y la desviacion de la condicion hidraulica hace diflcil evaluar y monitorizar correctamente la cantidad de biopellcula sobre la superficie del modulo de membrana de osmosis inversa. La velocidad lineal del modulo de membrana de osmosis inversa esta generalmente en el intervalo de 5 a 30 cm/s, aunque cambia dependiendo de la posicion del modulo de membrana de osmosis inversa, condiciones de funcionamiento y similares.

Una direccion hacia la que el recipiente de flujo esta dispuesta no esta particularmente limitada, pero el recipiente de flujo esta preferentemente dispuesto verticalmente, circulando el llquido hacia arriba en la direccion vertical y usandose un extremo superior como unidad de abertura/cierre del recipiente de flujo para facilitar la transferencia del material de base de formacion de biopellcula desde/dentro del recipiente de flujo.

Con referencia a la Fig. 1, en la medicion de la cantidad de biopellcula, el flujo de agua al recipiente de flujo 54 se detiene por la valvula o similares, y la unidad de abertura/cierre del recipiente de flujo 53 proporcionada en el extremo aguas abajo del recipiente de flujo que aloja el material de base de formacion de biopellcula 55 se abre para extraer cuidadosamente una parte del material de base dentro del recipiente de flujo. Despues de sacar la parte del material de base, la unidad de abertura/cierre del recipiente de flujo 53 proporcionada en el extremo aguas abajo del recipiente de flujo 54 que aloja el resto de los materiales de base se cierra para empezar a hacer circular agua de nuevo, y se mide una cantidad de biopellcula sobre una superficie del material de base tomado. Por ejemplo, aproximadamente 30 trozos de anillos de Teflon (marca registrada) mostrados en Fig. 3 se alojan en el recipiente de flujo 54 apilados como material de base de formacion de biopellcula 55, y el agua que va a evaluarse circula sobre una periferia externa y una periferia interna de los anillos. La barra de acero inoxidable 57 provista de un gancho de anilla en un extremo de la misma se inserta en los anillos, y la barra se empuja hasta sacar un numero requerido de los anillos (2 a 3 trozos en general) con pinzas, de manera que se mide una cantidad de biopellcula sobre la superficie interna y la superficie externa de la columna cillndrica.

En el caso de la presente invencion, es decir, si se usa la membrana de osmosis inversa como el material de base de formacion de biopellcula, un trozo de membrana de osmosis inversa rectangular esta enrollado de tal manera que una superficie de capa de funcion de separacion (en el lado del agua bruta en la filtracion) sirve de lado interno, y el trozo de membrana de osmosis inversa enrollada se empuja en el recipiente de flujo 54 a lo largo de una pared interna del recipiente de flujo 54 para ser alojado en el recipiente de flujo 54 como se muestra en la Fig. 5. Como se usa en el presente documento, el lado interno significa la parte sobre la que circula el agua de evaluacion dentro del recipiente de flujo 54. El trozo de membrana de osmosis inversa enrollada se empuja en el recipiente de flujo 54 a lo largo de la pared interna para permitir que circule el agua de evaluacion sobre la superficie de capa de funcion de separacion. En la evaluacion, un extremo superior se pellizca con pinzas para levantar y cortar una cierta cantidad de la membrana de osmosis inversa, y el resto de la membrana de osmosis inversa se aloja de nuevo en el recipiente de flujo 54 para empezar el flujo de agua de nuevo. En el caso de uso de un recipiente de flujo transparente de policarbonato como recipiente de flujo 54 y que aloja la membrana de osmosis inversa en el recipiente de flujo, puede anadirse cascarilla a lo largo de la direccion axial del recipiente de flujo en vista de la conveniencia de ajustar un area que va a cortarse en cada medicion.

Como metodo de evaluacion para una cantidad de una biopellcula formada bajo un agua en circulacion que contiene una pequena cantidad de sustancias organicas, tal como un agua de mar suministrada al proceso de membrana de osmosis inversa, se ha propuesto un metodo de evaluacion de la velocidad de formacion de bioincrustacion (metodo BFR) usando un dispositivo de evaluacion similar con el fin de evaluacion de la calidad del agua de agua potable (Documento no de patente: Dick Van Der Kooij, et al.; Water Research; Vol. 29; No. 7; paginas 1655 a 1662 (1995)). En el metodo BFR, una columna de vidrio se inserta en anillos de Teflon o anillos de vidrio que se apilan a lo largo de una direccion vertical, y se suministra agua de evaluacion para evaluar periodicamente una biopellcula formada sobre la superficie del anillo. En la evaluacion de la cantidad de biopellcula, el anillo se sumerge en un tubo circular que contiene 10 ml de agua, seguido de sonico, y se mide una cantidad dispersada de biopellcula cuantificando una cantidad de ATP de la dispersion.

En el campo de la evaluacion de la calidad del agua, el Teflon y el vidrio se han considerado materiales adecuados para el material del material de base para la medicion de la cantidad de biopellcula, ya que estan menos sujetos a la elucion de sustancias organicas que son cebo para bacterias y la liberacion de sustancias que inhiben la proliferacion de bacterias. Sin embargo, como resultado de investigacion comparativa, se ha detectado que se logran la mayor fiabilidad y evaluacion altamente sensible usando una membrana identica a la usada para el modulo de membrana de osmosis inversa en la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa para la monitorizacion de la superficie de membrana en una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa. Mas especlficamente, en el caso de uso de una membrana que es la misma que la membrana del modulo de membrana de osmosis inversa, es posible acortar el tiempo requerido para la formacion de biopellcula inicial en comparacion con los casos de uso de Teflon y vidrio, y se ha encontrado que el uso de la membrana de osmosis inversa es

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preferible para deteccion temprana. Por tanto, en pruebas que usan el mismo agua de suministro, las velocidades de aumento despues de la formacion de biopellcula en los casos de uso de la membrana de osmosis inversa, Teflon (marca registrada) y vidrio fueron identicas entre si, y se ha confirmado que la elucion de sustancias organicas de la membrana de osmosis inversa no afecta adversamente la evaluacion.

A continuacion se describe un ejemplo de comparacion entre un caso de uso de Teflon como material de base de formacion de biopellcula y un caso de uso de una membrana de osmosis inversa para el material de base de formacion de biopellcula en el metodo de medicion de ATP que es el mas adecuado para la evaluacion de cantidad de biopellcula como se describe despues en esta memoria descriptiva. En un cierto experimento en planta, las velocidades de aumento en la formacion de cantidad de biopellcula se midieron usando anillos de Teflon (marca registrada) y una membrana de osmosis inversa que se alojan simultaneamente en un recipiente de flujo. Se saco uno de los anillos de Teflon (marca registrada) con pinzas empujando un acero inoxidable con un gancho de anilla, y se saco un extremo de la membrana de osmosis inversa con pinzas para cortar por el tamano de aproximadamente 40 a 45 mm x 80 a 90 mm. En el caso del anillo de Teflon (marca registrada), la incrustacion superficial de aproximadamente 15 cm2 que se recogio de la superficie externa y la superficie interna, excluyendo las secciones superior e inferior, se elimino del anillo usando un hisopo esterilizado. En el caso de la membrana de osmosis inversa, la incrustacion superficial de aproximadamente 15 cm2 que se recogio de la mitad de la superficie de la membrana en el lado de flujo del agua despues del corte se elimino usando un hisopo esterilizado. Cada una de las incrustaciones se suspendio en 3 ml de agua destilada (Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd.; uso para inyeccion; 20 ml/muestra) para ser recogida por ultimo lugar. Se midio una cantidad de biopellcula de cada uno de los llquidos recogidos del anillo y la membrana de osmosis inversa. Por tanto, se recogio una biopellcula del resto del anillo y la otra mitad de la membrana de osmosis inversa del mismo modo usando un hisopo que va a suspenderse en el agua destilada, y entonces se midio un montaje de biopellcula de cada uno de los llquidos recogidos. Se calculo un valor promedio de la cantidad de biopellcula de cada uno del llquido recogido del anillo y de la membrana de osmosis inversa.

Las cantidades de biopellcula de los llquidos recogidos se desplazaron por debajo del llmite de deteccion en una etapa temprana de la medicion, pero la cantidad de biopellcula de la membrana de osmosis inversa empezo a aumentar a una velocidad de aproximadamente 3,5 pg/cm2/dla desde el dla 35 de funcionamiento. La cantidad de biopellcula del anillo de Teflon (marca registrada) empezo a aumentar desde el dla 47 de funcionamiento, que fue despues que la membrana de osmosis inversa. Una velocidad de aumento fue aproximadamente 3,5 pg/cm2/dla, que fue la misma que el caso de uso de la membrana de osmosis inversa como material. Como resultado del mismo experimento realizado en otra planta para tratar agua que tiene calidad que es un poco peor, las velocidades de formacion de biopellcula y las cantidades de biopellcula se desplazaron un grado identico independientemente del material, y la cantidad de biopellcula de la membrana de osmosis inversa empezo a aumentar a 50 pg/cm2/dla desde el dla 7 de funcionamiento para alcanzar 1.500 a 1.750 pg/cm2 en el dla 42 de funcionamiento. Como estudio separado del mismo modo que en la descripcion del Documento no de patente anterior, se confirmo que los resultados obtenidos usando vidrio y Teflon (marca registrada) como materiales para la formacion de biopellcula no se diferenciaron entre si. De los resultados anteriores se encontro que la membrana de osmosis inversa es mas util para la monitorizacion de la superficie de la membrana en la planta de filtracion con membrana de osmosis inversa que el vidrio y el Teflon (marca registrada), ya que la membrana de osmosis inversa tiene una sensibilidad superior, permite obtener resultado de evaluacion mas rapidamente, y permite acortar el tiempo de medicion. Por tanto, entre los materiales de base que proporcionan la superficie para la medicion de cantidad de biopellcula, se prefiere la membrana de osmosis inversa que se usa para el proceso de filtracion con membrana de osmosis inversa, ya que la membrana de osmosis inversa permite un control de retroalimentacion mas rapido de las condiciones de funcionamiento.

Aunque la descripcion anterior se basa en la evaluacion de los resultados de los experimentos de la calidad del agua, el uso de la membrana de osmosis inversa como material de base de formacion de biopellcula se considera preferible en vista de los siguientes resultados. Sobre la superficie de la membrana de osmosis inversa, propiedades flsicas tales como un cambio de potencial electrico superficial que depende de diversos entornos qulmicos de la solucion, tales como una concentracion de sales en el agua de suministro de la membrana de osmosis inversa, pH, tratamiento en unidad de pre-tratamiento, tipos y concentraciones de productos qulmicos anadidos aguas arriba del modulo de membrana de osmosis inversa en la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa, y similares, y respuestas a los cambios medioambientales de la membrana de osmosis inversa, tienen fidelidad en comparacion con los casos de uso de otros materiales. Por ejemplo, en el caso de uso de un producto qulmico acido (pH 3) en una planta de filtracion con membrana que usa una membrana de osmosis inversa de poliamida, como la membrana de osmosis inversa de poliamida tiene acidos carboxllicos y aminas en grupos funcionales, todos los acidos carboxllicos pierden sus cargas electricas, mientras que todas las aminas se convierten en iones amonio, es decir, obtienen cargar electricas positivas, a pH 3, de manera que la membrana de osmosis inversa de poliamida se carga positivamente en conjunto. En el caso de uso de un producto qulmico alcalino (pH 10), la membrana de osmosis inversa de poliamida se carga negativamente en conjunto. En el caso de uso de vidrio o Teflon (marca registrada) como material, debido a la ausencia de un grupo funcional que sea capaz de experimentar disociacion sobre la superficie, el potencial electrico superficial cambia diflcilmente con el cambio en el pH. Tales caracterlsticas han influido sobre un proceso de deposicion de celulas a la pellcula en una etapa temprana de la formacion de biopellcula, deposicion/desprendimiento de biopellcula cuando se usa bactericida, propiedad de recuperacion

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despues de la limpieza, y similares. Usando la membrana de osmosis inversa que se usa en el proceso de filtracion con membrana de osmosis inversa como material para el material de base de formacion de biopelicula, es posible reproducir un estado de la superficie de la membrana del modulo de membrana de osmosis inversa, tal como caracteristicas que incluyen las micro-irregularidades, ademas de las caracteristicas quimicas superficiales anteriormente descritas, y, por tanto, la membrana de osmosis inversa tiene la ventaja de mayor fiabilidad que el material para monitorizar el estado del modulo de membrana de osmosis inversa que los otros materiales. Como las membranas de osmosis inversa varian en composicion, caracteristicas superficiales y sensibilidad, tal como el potencial electrico superficial con respecto al pH dependiendo del tipo, es preferible usar la membrana de osmosis inversa cuyo tipo sea el mismo que el usado en la planta. Por ejemplo, en la planta que usa la membrana de osmosis inversa de baja propiedad de incrustacion, es preferible usar la membrana de osmosis inversa de baja propiedad de incrustacion como material de base de formacion de biopelicula.

En el caso de uso de la membrana de osmosis inversa, se logran las siguientes ventajas, ademas de los efectos de la rapida medicion, sensibilidad mejorada y fiabilidad potenciada. Como la membrana de osmosis inversa es blanda, es posible alojar la membrana de osmosis inversa en recipientes de flujo de diversos tamanos y formas. Particularmente, la membrana de osmosis inversa facilita tratar con condiciones restrictivas de recipientes de flujo tales como una cantidad del flujo de agua al recipiente de flujo y disponibilidad en el sitio. Ademas, (1) es posible enrollar la membrana de osmosis inversa cuando se aloja la membrana de osmosis inversa en el caso de uso de la columna, que es adecuado desde el punto de vista de flujo de agua uniforme y universalidad. Como la membrana de osmosis inversa tiene resiliencia, es posible alojar la membrana de osmosis inversa en la columna con una resistencia satisfactoria sin usar ninguna herramienta de fijacion que mantenga una superficie funcional como lado interno. Como es posible fijar la membrana de osmosis inversa sorprendentemente convenientemente, la seguridad se garantiza en comparacion con el caso de uso de un clip y un agente adhesivo que se someten a desprendimiento debido a oxido y deterioro. (2) Despues de cortar una parte del material de base extraido con pinzas o similares, es posible realizar la medicion despues de devolver el resto del material de base. Es posible ajustar un area del material de base para ser evaluado dependiendo de un grado de la biopelicula y similares. (3) Es posible evaluar una propiedad de filtracion y similares sacando la membrana de osmosis inversa cortando. Las ventajas de (1) a (3) y similares se anaden usando la membrana de osmosis inversa.

En el caso de alojar la membrana de osmosis inversa en la columna, la membrana de osmosis inversa esta enrollada de tal manera que se permita que el agua de evaluacion circule sobre la superficie de la capa de funcion de separacion (en el lado de agua bruta durante la filtracion) y se empuje en el recipiente de flujo a lo largo de la pared interna del recipiente de flujo. Un area para el alojamiento en el caso de uso de un recipiente de flujo cilindrico que tiene un diametro interno de D y una altura de H es preferentemente el tamano mas pequeno que el tamano de una circunferencia de un circulo que tiene el diametro interno D x una altura igual o inferior a H en vista de reducir una parte sin uso, aunque puede tolerarse un poco de solapamiento.

Una frecuencia para la medicion de la cantidad de biopelicula puede decidirse dependiendo de la situacion, y la medicion puede llevarse a cabo cada dia o una vez a la semana. Un intervalo puede ser irregular o regular. Como el agua de suministro del modulo de la membrana de osmosis inversa y el agua no permeada son aguas que se han sometido al pre-tratamiento, sorprendentemente puede producirse alta velocidad de formacion de biopelicula cuando dificilmente o nunca se producira haciendo circular aguas negras inmediatamente despues del biotratamiento o haciendo circular un agua de rio contaminada. Por tanto, cuando la frecuencia de medicion se hace mas corta de un dia, no es tan eficaz, ya que la informacion no aumenta para el empleo del elevado trabajo. Observese que esto no se aplica cuando un efecto de la esterilizacion o un agente de limpieza se evaluan en un corto tiempo antes y despues de la accion, y tal evaluacion puede llevarse a cabo en el intervalo mas corto de un dia. A su vez, como la eficacia de la monitorizacion se degrada cuando la frecuencia de medicion es demasiado larga, es necesario realizar la medicion al menos una vez cada seis meses, y la medicion se lleva a cabo mas preferentemente una vez al mes o mas, todavia mas preferentemente una vez a la semana o mas.

La biopelicula contiene bacterias que desarrollan actividad vital, bacterias inactivadas, productos del metabolismo de las mismas tales como polisacaridos y proteinas, vainas de las mismas, y moleculas tales como acidos nucleicos. Por tanto, se consideran diversos metodos como metodo para la cuantificacion de biopelicula, y es posible cuantificar la biopelicula a modo de una proteina, un azucar, un acido nucleico, numero total de celulas de bacteria, ATP, o similares. Entre estos, el metodo de medicion de ATP es particularmente preferido, ya que es excelente en sensibilidad, conveniencia y rapidez, y ya que estan comercialmente disponibles kits portatiles, reactivos y similares para la medicion de ATP.

Como se requiere un dispositivo tal como un absorciometro o un analizador de fluorescencia y se usa un reactivo fuertemente alcalino, fuertemente acido, o mutagenico, para la cuantificacion de la proteina, azucar y acido nucleico, tal cuantificacion es dificilmente un metodo que pueda llevarse a cabo convenientemente y rapidamente in situ. Por tanto, se conoce un metodo de cultivo en agar en el que una biopelicula formada se suspende en un liquido, y el Kquido de suspension se usa para contar bacterias cultivadas como colonias. Sin embargo, como solo las bacterias cultivadas se cuentan en el metodo de cultivo en agar, el metodo tiene el problema de no ser capaz de evaluar un numero total de organismos contenidos en la biopelicula. Como resultado del analisis de sistemas de bacterias medioambientales basados en informacion genetica biologica molecular, hay un informe de que una correlatividad

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entre el resultado del recuento de colonias y la cantidad de biopellcula es bajo o nulo por motivos tales como una baja proporcion de bacterias que pueden separarse y cultivarse por el metodo de cultivo en agar en las bacterias contenidas en la biopellcula. Por tanto, el metodo de cultivo en agar tiene los problemas de que el metodo requiere muchos dispositivos y equipo para evaluar la biopellcula, y que el cultivo requiere dlas, que hace diflcil realizar rapidamente la evaluacion. Puede considerarse un metodo de recuento del numero de celulas directamente usando un microscopio, pero es diflcil dispersar las bacterias en una biopellcula, y el propio recuento es un trabajo sorprendentemente pesado.

En el metodo de medicion de ATP, el ATP (adenosina-5'-trifosfato) producido por todos los organismos como sustancia de energla para la actividad vital se extrae de celulas bacterianas, y se hace que el ATP extraldo emita luz usando luciferasa, que es una enzima luminosa de una luciernaga para medir luminosidad de la luminosidad (URL: unidad relativa de luz). Como la luminosidad es proporcional a la cantidad de ATP, es posible evaluar la cantidad de bacterias mediante la medicion de la luminosidad. La reaccion avanza en presencia de ATP, que sirve de base, luciferina, oxlgeno, luciferasa y la coenzima iones magnesio para generar la luz. Un tiempo de medicion es corto, concretamente varios minutos, y estan comercialmente disponibles kits de reactivos de medicion. Por tanto, estan comercialmente disponibles luminometros que tienen una alta sensibilidad de deteccion que permite la deteccion a una concentration de 1 pg/cm2 y son excelentes en movilidad por ser portatiles. Como el ATP es una sustancia relacionada con la actividad vital, es posible evaluar determinablemente si la incrustation y la formation de pellcula tienen o no una relation causal con la formacion de biopellcula, es decir, si la incrustacion y la formacion de pellcula se basan o no en la actividad de las bacterias. El metodo de medicion de ATP permite una evaluacion altamente sensible, conveniente y rapida en el sitio del problema de formacion de biopellcula y no requiere experimentos en un laboratorio. Por tanto, el metodo de medicion de ATP se reduce en margen de error tal como aquel que acompana al cultivo en el metodo de cultivo en agar, permitiendo as! la evaluacion de una cantidad de biopellcula altamente fiable (patente japonesa N.° 3252921).

Un metodo de recuperation y dispensation de ATP contenido en una biopellcula sobre una superficie de material de base no esta particularmente limitado, mientras que el metodo sea un metodo cuantitativo que permita una alta tasa de recuperacion, y es preferible seleccionar un metodo eficaz. Un metodo de anadir un reactivo de extraction de ATP a un llquido obtenido sumergiendo un material de base tal como un anillo de Teflon (marca registrada) recogido o anillo de vidrio en agua pura y luego dispersar el trozo de biopellcula en el agua pura por fracturacion ultrasonica, pero se ha encontrado que una eficiencia de extraccion obtenida por la fracturacion ultrasonica no es satisfactoria y se degrada adicionalmente en el caso de uso de la membrana de osmosis inversa que es optima como superficie de formacion de biopellcula. Por consiguiente, se ha encontrado que un metodo en el que una biopellcula depositada sobre un material de base sacado se recoge usando una herramienta de limpieza, y a continuation la herramienta de limpieza se sumerge en un agua pura para dispersar el trozo de biopellcula unido a la herramienta de limpieza, es mas preferible como metodo de recuperacion, que es capaz de desprender de forma fiable la biopellcula que se ha unido firmemente al material y permite la medicion sin influir sobre una tasa de supervivencia de las bacterias. Bajo condiciones de fracturacion ultrasonica que son menos influyentes sobre la reduction de la tasa de supervivencia, la eficiencia de recogida de biopellcula es baja en diversos equipos de la planta, y se recoge una cantidad considerable de la biopellcula usando una herramienta de limpieza de una superficie que se ha sometido a la fracturacion ultrasonica en muchos casos.

Como herramienta de limpieza, un hisopo es particularmente preferido por motivos tales como que el hisopo permite realizar un analisis a pequena escala, ademas de sentir un grado de recogida de biopellcula a mano, y el hisopo es utilizable para dispersar la biopellcula y mezclar el llquido, ademas de la recogida de biopellcula, y estan comercialmente disponibles hisopos limpios libres de ATP. En el caso del metodo de limpieza, no es necesario usar un gran equipo en el sitio de la planta de filtration con membrana de osmosis inversa tal como una planta de desalinizacion de agua de mar, y no se requiere salida electrica. Por tanto, el metodo tiene la ventaja de hacer posible realizar facilmente una funcionamiento de concentracion que se requiere para una medicion de alta sensibilidad ajustando una cantidad de un llquido usado para la suspension con respecto a un area que va a limpiarse.

En una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa se recogieron tres anillos de Teflon (marca registrada) (diametro externo 18 mm, diametro interno: 14 mm, altura: 15 mm) usando pinzas de un recipiente de flujo despues de 2 semanas desde el inicio del flujo de agua, y se compararon entre si la fracturacion ultrasonica y el metodo de la presente invention empleando limpieza con hisopo. En la medicion empleando fracturacion ultrasonica, uno de los anillos de Teflon (marca registrada) se sumergio perfectamente en 10 ml de un agua pura y se sometio a tratamiento ultrasonico a 39 kHz durante 2 a 10 minutos, preparando as! un llquido de suspension de biopellcula. En el metodo de la presente invencion que realiza la limpieza con un hisopo, un area de aproximadamente 17 cm2 de otro de los anillos de Teflon (marca registrada) que incluye una superficie externa y una superficie interna y que excluye las secciones superior e inferior se limpio usando un hisopo esterilizado, y se recogio una biopellcula que estaba suspensa en 10 gl de un agua pura. Usando 100 ml de cada una de los llquidos de suspension de biopellcula obtenidos por los metodos de recogida/fracturacion de biopellcula, se midio una cantidad de deposition de ATP sobre el interior del anillo y las superficies externas por la medicion de ATP descrita despues en esta memoria descriptiva. La luminosidad detectada con la fracturacion ultrasonica fue 100 URL o menos independientemente del tiempo de tratamiento, que dificulto la cuantificacion. La luminosidad detectada con el metodo de limpieza con hisopo

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fue aproximadamente 890 URL, que permitio la medicion y cuantificacion. Por tanto, se limpio un area de aproximadamente 17 cm2 del anillo de Teflon (marca registrada) restante usando un hisopo esterilizado, y la biopellcula se suspendio en 1 ml de un agua pura para realizar la misma medicion. La URL detectada por este metodo fue 8.500, que demostro que es posible realizar medicion altamente sensible reduciendo la cantidad de llquido.

Aunque la medicion de ATP del llquido de suspension no esta particularmente limitada, un kit de reactivos comercialmente disponible se usa preferentemente por facilidad en la preparation. Por tanto, se requiere un luminometro para la medicion de luminosidad, y luminometros que son moviles por ser compactos y cargados con baterla y que no requieren ninguna salida electrica y provistos de un detector de alta sensibilidad que tiene funcion similar como tipo estacionario estan comercialmente disponibles y son recomendables. Ejemplos del kit que incluye todos los reactivos requeridos para la medicion incluyen CheckLite (marca registrada) 250 Plus (Cord 60312; producto de Kikkoman Corp.), y ejemplos del espectrometro movil incluyen Lumitester (marca registrada) C-100 (Cord 60907; producto de Kikkoman Corp.). El kit de reactivos incluye un reactivo de luminosidad que contiene luciferasa (enzima luminosa), un solution de reactivo de luminosidad que contiene una solution de tampon de acido fosforico, un reactivo que contiene un tensioactivo para extraer ATP de celulas, y similares.

Por tanto, para dividir el reactivo, puede usarse cualquier herramienta, mientras que la herramienta permita la cuantificacion precisa y correcta de una pequena cantidad de llquido, y ejemplos de la misma incluyen Pippetman (marca registrada; producto de Gilson, para 1000 gl y 200 gl) y similares. Las herramientas que van a usarse para manipular las muestras y reactivos se esterilizan con el fin de prevenir la contamination por ATP de las sustancias distintas de las muestras. Un chip usado para Pippetman (marca registrada) se esteriliza en un autoclave con antelacion (121 °C durante 15 minutos).

El agua pura usada para dispensar la biopellcula esta preferentemente libre de ATP (10 ng/l o menos), tal como agua destilada, agua purificada de membrana de osmosis inversa inmediatamente despues de la purification, agua de intercambio ionico inmediatamente despues de purificacion, agua ultra-pura comercialmente disponible y similares, ya que tal agua pura reduce los errores en la medicion debido a impurezas. El agua destilada desechable comercialmente disponible se usa preferentemente en vista de su conveniencia. Por tanto, puede usarse agua de grifo, mientras que se esterilice en un autoclave.

Puede usarse cualquier recipiente, tal como un tubo para contener las muestras, mientras que el recipiente este limpio y no este contaminado con ATP, y pueden usarse ambos de un recipiente esterilizado y de un recipiente no esterilizado despues de un tratamiento en autoclave. Por tanto, para Lumitester (marca registrada) C-100 esta comercialmente disponible Lumitube (marca registrada) (producto de Kikkoman Corp., durante 3 ml) que es una celda libre de ATP usada para la cuantificacion de luminosidad, y la celda puede usarse para toda la cuantificacion de luminosidad. Un chip, un tubo, y recipientes una vez usados, se desechan preferentemente, pero pueden reutilizarse despues de la limpieza y esterilizacion.

Se obtiene un llquido de suspension sumergiendo un hisopo usado para el barrido de una biopellcula depositada sobre una membrana de osmosis inversa en agua pura dispensada a un tubo de medicion durante 1 a 2 segundos, seguido de agitation. Esta funcionamiento puede llevarse a cabo una vez, pero, con el fin de dispersar y suspender la biopellcula limpiada en la medida de lo posible del hisopo con el fin de obtener un valor preciso, es preferible sumergir y dispersar el hisopo que se ha dispersado y suspendido en el primer llquido en otro llquido y repetir la funcionamiento durante varias veces, ya que los valores as! obtenidos son correctos y los propios valores se estabilizan. Aunque depende de un area que va a limpiarse con el hisopo y una cantidad de llquido, en el caso de limpiar un area de aproximadamente 15 cm2 con un hisopo y dispersar en 1 ml de agua, los valores obtenidos se estabilizan por tres operaciones, y un valor obtenido realizando la funcionamiento una vez es aproximadamente la mitad del obtenido por las tres operaciones.

La medicion de luminosidad para el llquido de suspension preparado no esta particularmente limitada, mientras que la medicion se lleve a cabo con exactitud, y, cuando se usa un kit, la medicion puede llevarse a cabo segun instrucciones del fabricante del kit. Por ejemplo, si se usa CheckLite (marca registrada) 250 Plus y Lumitester (marca registrada) C-100, se dispensan 100 gl del llquido de suspension en cada uno de los tubos de medicion, y se anaden 100 gl del reactivo luminoso a cada uno de los tubos de medicion en un momento preciso de 20 segundos despues de la dispensation del llquido de suspension, seguido de medicion de luminosidad usando Lumitester (marca registrada) C-100 (producto de Kikkoman Corp.). Con antelacion a la medicion, la luminosidad detectada usando un llquido que tiene una concentration de ATP conocida se evalua para obtener una expresion de correlation entre la concentration de ATP y la luminosidad. Alternativamente, pueden usarse los datos de la expresion de correlacion proporcionados por la fabrication. Despues de la detection de la luminosidad del llquido de suspension de biopellcula, la luminosidad se convierte en una cantidad de ATP usando la expresion de correlacion. Se calcula una cantidad de ATP (pg/cm2) por unidad area sobre la superficie limpiada usando el area de la superficie de formation de biopellcula recogida, el volumen del llquido del agua destilada suspensa, y la cantidad de ATP convertida. En el caso en el que las muestras se diluyeran, tambien debe considerarse la relation de dilution.

Aunque el metodo de evaluation empleando medicion de ATP es un metodo excelente, el metodo tiene el problema

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de que la luciferasa, que es la enzima usada para la medicion, se inhibe enormemente por una sal para deteriorar la sensibilidad de deteccion en presencia de una traza de iones cloruro. Las relaciones relativas de la luminosidad a una concentracion de sales del 1 %, 0,5 % y 0,1 % con respecto al caso de no contener ion cloruro son de aproximadamente el 30 %, aproximadamente el 50 % y aproximadamente el 85 %. Por tanto, un llquido obtenido suspendiendo una biopellcula formada bajo un flujo de agua de mar en agua desalinizada esta influido por la inhibicion, y es necesario eliminar la influencia de la inhibicion de sal para la precisa evaluacion independientemente de una etapa de proceso o un punto en una planta.

Puede considerarse un metodo de reducir la concentracion de sales por filtracion del llquido de suspension de biopellcula para la eliminacion de bacterias y luego suspender de nuevo el llquido de suspension de biopellcula filtrado en agua pura que no contiene sal. Sin embargo, como el metodo de filtracion requiere un equipo de filtracion y la etapa de suspender la biopellcula de nuevo despues de la filtracion, la preparacion y la funcionamiento de medicion son complicadas y requieren tiempo. El metodo de filtracion tiene el problema de que las bacterias y el ATP pueden quedar sobre la pellcula despues de la filtracion dependiendo del tipo de biopellcula, y la influencia ejercida por este problema es no deseable en el caso en el que la cantidad de biopellcula sea pequena. Como otro metodo se ha propuesto un metodo de referencia interno en el que se anade una solucion de ATP conocida a una muestra para detectar la luminosidad en un estado inhibido, y luego se convierte la concentracion de ATP de la muestra en una concentracion de ATP sin inhibicion. Sin embargo, en el caso de medir muestras que se obtienen en diferentes puntos y se diferencian en la concentracion de sales, tal como un caso en un proceso en una planta de desalinizacion de agua de mar, con el metodo anterior, como se requiere una muestra a la que se anade una solucion de ATP conocida bajo el estado inhibido para cada una de las muestras, el numero total de muestras de medicion es elevado (al menos duplicado), complicando as! la medicion y requiriendo tiempo.

Como resultado de una amplia investigacion, se ha encontrado que, basandose en una expresion de correlacion referente a la influencia que va a ejercerse sobre la luminosidad por una concentracion de sales, que se obtiene por adelantado de medicion y midiendo una concentracion de sales de un llquido de suspension de biopellcula usando un medidor de electroconductividad, es posible corregir rapidamente y convenientemente una concentracion de ATP verdadera de la que se elimina la influencia de la inhibicion de sales. El metodo de medicion de la electroconductividad incluye un tipo goteo de sensor y un tipo sensor plano en el que el llquido se anade gota a gota, y el tipo sensor plano se usa preferentemente en el caso en el que la cantidad de llquido de suspension de la biopellcula sea pequena en una medicion usando una pequena cantidad de llquido, ya que es posible realizar la medicion anadiendo gota a gota una cantidad muy pequena de la muestra con el tipo sensor plano. Ejemplos de un dispositivo que va a usarse para el tipo sensor plano para anadir gota a gota un llquido incluyen Twin Cond EG-173 (producto de HORIBA, Co., Ltd.) que tiene una baterla incorporada y similares. La expresion de correlacion entre una concentracion de sales y la electroconductividad se obtiene basandose en la electroconductividad (mS/cm) que se detecta colocando aproximadamente 200 a 250 pl de agua de mar artificial o una solucion de sal de una concentracion conocida sobre el sensor plano durante algunos minutos. La electroconductividad del llquido de suspension de biopellcula se detecta del mismo modo que calculando una concentracion de sales basandose en la electroconductividad (mS/cm), y entonces es posible evaluar una concentracion de ATP precisa del llquido de suspension del que la influencia por la inhibicion de sal se elimina por la expresion de correlacion de la inhibicion ejercida por la concentracion de sales sobre la luminosidad.

En el caso de evaluar una cantidad de biopellcula bajo un flujo de agua bruta que contiene una sal como en el caso de evaluar biopellculas empleando el mejor modo anteriormente descrito del metodo de evaluacion de biopellcula, en el que (1) cada una de las biopellculas se desprende y se recoge de un material de formation de biopellcula por barrido usando un hisopo o similares, (2) el hisopo se sumerge y se dispensa en una pequena cantidad de agua desalinizada para permitir una medicion de alta cantidad de URL, (3) una cantidad de biopellcula del llquido de dispersion se evalua por la medicion de ATP usando un luminometro portatil, y (4) evaluar las biopellculas formadas durante procesos en una planta de desalinizacion de agua de mar, es posible para medir convenientemente y rapidamente las cantidades de biopellcula en el sitio con el uso de una pequena cantidad de una muestra y una pequena cantidad de un reactivo y un material de base y sin usar ninguna salida electrica para emplear el metodo que cumpla todos los requisitos para la correction de la influencia de la inhibicion de la concentracion de sales usando el dispositivo de medicion de electroconductividad tipo sensor plano de goteo llquido.

Como resultado de la medicion de cantidades de biopellcula sobre superficies de tres membranas de osmosis inversa de un modulo de membrana de osmosis inversa en el que se ha producido bioincrustacion, las cantidades de ATP por unidad area fueron aproximadamente 1.000 a 2.000 pg/cm2. Se confirmo un aumento en la perdida de presion en la planta cuando una cantidad de una biopellcula formada bajo flujo del agua de suministro de la membrana de osmosis inversa y despues de poner en practica la presente invention supera 1.500 pg/cm2.

Como resultado de la medicion de cantidades de biopellcula sobre superficies de 5 membranas de osmosis inversa de muestra de un modulo de membrana de osmosis inversa con la que una perdida de presion se desplazo establemente durante un cierto periodo de tiempo mas largo de tres meses de funcionamiento, cada una de las cantidades de ATP fue 200 pg/cm2 o menos. Una perdida de presion de una planta en la que una cantidad de monitorizacion de superficie de pellcula se controlo a 200 pg/cm2 o menos se desplazo establemente. De los hallazgos anteriores, los inventores han alcanzado la gula de que la cantidad de ATP se gestiona para ser 200

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pg/cm2 o menos en el caso en el que una biopellcula se mida mediante el metodo de medicion de ATP. En el caso en el que la cantidad de ATP supere temporalmente 200 pg/cm2 durante uno o dos dlas en una semana, se considera que se logra un efecto similar controlando el metodo de funcionamiento de la planta de tal manera que la cantidad de ATP por unidad area del material de base de formation de biopellcula 55 se mantenga a 200 pg/cm2 o menos durante cinco dlas o mas en una semana, y esta gula puede usarse basandose en este concepto.

En lo sucesivo se describe un ejemplo de un metodo de retroalimentacion del resultado de la evaluation a una funcionamiento de la planta de filtration con membrana de osmosis inversa, pero el metodo no se limita a este. El metodo de retroalimentacion es un metodo de corregir apropiadamente un metodo de funcionamiento de una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa que incluye cambiar las condiciones de funcionamiento de una unidad de pre-tratamiento antes de la aparicion de una perdida de presion o una reduction de agua permeada y cambiar la esterilizacion en la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa y una tasa de recuperation del modulo de membrana de osmosis inversa proporcionando un dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula en una unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa y monitorizar cuantitativamente una cantidad de bacterias sobre una superficie de la membrana del modulo de membrana de osmosis inversa durante la desalinizacion. Por tanto, otro metodo de retroalimentacion es la limpieza qulmica del modulo de membrana de osmosis inversa usando un agente de limpieza, que se lleva a cabo despues de detener la funcionamiento de filtracion de una parte o todos los modulos de membrana de osmosis inversa en respuesta al resultado de la monitorizacion.

Se describe un ejemplo especlfico en el caso de controlar condiciones de esterilizacion de la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa basandose en el resultado de la evaluacion. Durante la desalinizacion en una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa se representan los resultados de cantidades de biopellcula detectadas por el dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula. En el caso en el que las cantidades de biopellcula aumenten y se aproximen a la cantidad de ATP de 200 pg/cm2 que es el estandar de gestion o en el caso en el que la cantidad de aTp ya haya superado 200 pg/cm2, se cambia la intensidad de las condiciones para la esterilizacion actualmente llevada a cabo, ya que se considera que un efecto de supresion de formacion de biopellcula por las condiciones de esterilizacion actualmente empleadas en la planta es debil. Ejemplos de un metodo para cambiar la intensidad de esterilizacion incluyen un cambio en la frecuencia de la adicion de bactericida, un cambio en un periodo de esterilizacion, un cambio en la concentration de bactericida que va a anadirse, un cambio en el tipo de bactericida, y similares, y estos cambios pueden llevarse a cabo solos o en combination de los mismos. En el caso en el que la cantidad de ATP sea considerablemente baja en comparacion con 200 pg/cm2 que es el estandar de gestion, concretamente 20 pg/cm2 o menos, la intensidad de las condiciones de esterilizacion puede debilitarse o la adicion de bactericida puede detenerse temporalmente, ya que se considera que las condiciones de esterilizacion son demasiado intensas para desperdiciar el bactericida cuando la cantidad de ATP es considerablemente baja.

En el caso de cambiar el bactericida y el metodo de esterilizacion, los resultados obtenidos antes y despues de los cambios en el bactericida y el metodo de esterilizacion se comparan entre si para juzgar los efectos en el caso en el que se usa un dispositivo de evaluacion. En el caso en el que se proporcionen multiples dispositivos de evaluacion y las condiciones de esterilizacion se comparen y evaluen independientemente y simultaneamente, es posible obtener una gula de funcionamiento mas rapidamente, y este metodo es particularmente adecuado para poner en marcha una funcionamiento de planta.

La medicion de la cantidad de biopellcula y el cambio de las condiciones de esterilizacion llevado a cabo en respuesta a los resultados de medicion pueden realizarse manualmente o automaticamente.

El control de las condiciones de limpieza de la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa basado en el resultado de la evaluacion se lleva a cabo del mismo modo que en el control de las condiciones de esterilizacion anteriormente descritas. Otros ejemplos de un metodo de control del metodo de funcionamiento de una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa incluyen un cambio en el punto de entrada de la tuberla de entrada 1 en una unidad de entrada, un cambio en las condiciones de adicion de la solution de acido hipoclorico, un cambio del dispositivo de filtracion en la unidad de pre-tratamiento, un cambio en las condiciones de separation por floculacion, y similares.

Ejemplos

En lo sucesivo, la presente invention se describe especlficamente basandose en, pero no se limitan a, Ejemplos y Ejemplos comparativos.

Ejemplo 1

En la planta P1 se uso agua de mar sometida a un tratamiento de floculacion/filtracion de arena como agua bruta, y se proporcionaron dos sistemas (denominados en lo sucesivo sistema A y sistema B) de dispositivos de experimento de desalinizacion de agua de mar cada uno de los cuales esta formado de una entrada de bactericida, una bomba de alta presion, un modulo de membrana de osmosis inversa basado en poliamida aromatica reticulada que tiene un

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diametro de 4 pulgadas, y similares.

En el sistema A, un agua de evaluation que se recogio de una tuberla de ramification proporcionada en una tuberla aguas abajo de la entrada de bactericida y aguas arriba de la bomba de alta presion se suministro a un dispositivo de evaluacion de la formation de biopellcula (dos columnas cillndricas que tenlan cada una un diametro interno de 2,7 cm y una longitud de 60 cm, las columnas cillndricas estan conectadas en serie con una manguera) a una velocidad de flujo de 7,2 l/min usando una manguera de hoja. En el dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula, una membrana de osmosis inversa que se usa para el modulo de membrana de osmosis inversa se alojo como material de base, y la membrana de osmosis inversa se corto por 4 a 4,5 cm para un muestreo que se realiza una vez cada dos semanas para realizar una medicion de ATP de una cantidad de una biopellcula sobre la membrana de osmosis inversa.

Se anadio un bactericida X de la entrada de bactericida una vez a la semana y durante una hora para la esterilizacion. En el sistema B no se proporciono dispositivo de evaluacion de la biopellcula, y la esterilizacion se llevo a cabo del mismo modo que en el sistema A.

Se usaron el dispositivo de analisis portatil Lumitester (marca registrada) C-100 (producto de Kikkoman Corp.) y el kit de reactivos dedicado CheckLite 250 Plus (producto de Kikkoman Corp.) para la medicion de ATP. Se usaron Pippetman (marca registrada) (producto de Gilson, para 1000 jl y 200 jl) y un chip sometido a un tratamiento en autoclave (121 °C durante 15 minutos) para dispensar la muestra y los reactivos, y Lumitube (marca registrada) (producto de Kikkoman Corp., durante 3 ml) para la medicion se uso como un recipiente para dispensation y medicion. El chip y el tubo se desecharon despues de uso.

La medicion de ATP de la cantidad de biopellcula sobre la membrana de osmosis inversa cortada se llevo a cabo en la manera descrita mas adelante. Se recogio un deposito sobre la superficie de la membrana de osmosis inversa barriendo el deposito usando un hisopo esterilizado y entonces suspendiendo el deposito en 1 ml de agua destilada (Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd.; uso para inyeccion; 20 ml/muestra). La mitad de la superficie de membrana de osmosis inversa cortada, que fue aproximadamente 15 cm2, se barrio usando un hisopo. Despues del barrido de la biopellcula con el hisopo, se dispenso 1 ml de agua destilada (Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd.; uso para inyeccion; 20 ml/muestra) en cada uno de los tres tubos de medicion (Lumitube (marca registrada) (producto de Kikkoman Corp., para 3 ml) con el fin de suspender en 3 grados. El hisopo usado para barrer la biopellcula se sumergio en 1 ml del agua en el primer tubo durante uno a dos minutos, seguido de agitation cuidadosa para obtener una suspension, y a continuation el hisopo se sumergio y se agito en el segundo y tercer tubos para preparar llquidos de suspension de tres grados.

Despues de dispensar 100 jl de cada uno de los llquidos de suspension preparados en otro Lumitube (marca registrada) para medicion, se anadieron 100 jl del reactivo de ATP, y, 20 segundos a partir de aqul, se anadieron 100 jl del reactivo luminoso al mismo para medir la luminosidad usando Lumitester (marca registrada). Por tanto, se separaron aproximadamente 200 jl de aproximadamente 900 jl de cada uno de los llquidos de suspension restantes de los que se hablan separado 100 jl para la medicion de luminosidad, y la electroconductividad de cada uno de los llquidos de suspension se midio usando un medidor de electroconductividad compacto Twin Cond EG- 173 (producto de HORIBA, Co., Ltd.).

Despues de completarse la medicion, se calculo una concentration de sales a partir de la electroconductividad de cada uno de los tres grados de llquidos de suspension, y se calculo una tasa de inhibition de la luminosidad a la concentracion de sales a partir de una expresion de correlation de la inhibicion de la concentracion de sales y la luminosidad. A continuacion, basandose en la expresion de correlacion de la concentracion de ATP y la luminosidad, se calculo una concentracion de ATP. Las cantidades de ATP de los tres grados de llquidos de suspension se anadieron para calcular una cantidad de ATP total en el deposito de muestra. Dividiendo la cantidad de aTp total por el area limpiada se detecto una cantidad de ATP por unidad de superficie del material de base de formacion de biopellcula. La medicion se llevo a cabo usando n = 2, y se calculo un valor promedio.

Durante aproximadamente un mes despues del inicio del experimento, una perdida de presion no aumento en cada uno de los sistemas A y B, y la funcionamiento de filtration con membrana de osmosis inversa se realizo establemente. Una concentracion de ATP sobre la superficie proporcionada sobre la unidad de evaluacion de biopellcula del sistema A fue aproximadamente 100 pg/cm2 en cada una de las tres detecciones continuas, y la concentracion de ATP empezo a aumentar rapidamente a 250 pg/cm2, 340 pg/cm2 y 480 pg/cm2 despues de pasar 1,5 meses.

Por tanto, el bactericida X se anadio una vez al dla durante una hora en el sistema A para intensificar las condiciones de esterilizacion. Las condiciones de esterilizacion en el sistema B no se cambiaron, ya que la perdida de presion no aumento en el sistema B.

Aproximadamente un mes despues del cambio en las condiciones de esterilizacion del sistema A, la perdida de presion del sistema B empezo a aumentar hasta dar por ultimo lugar un cambio en la perdida de presion de 0,5 MPa. Durante el aumento de la perdida de presion, la perdida de presion en el sistema A se desplazo constantemente y

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no aumento. La cantidad de deposition de biopellcula fue 200 pg/cm2 o menos.

Ejemplo 2

La presente invention se puso en practica en la planta P2, que estaba formada de una entrada de bactericida, una bomba de alta presion, un modulo de membrana de osmosis inversa basada en poliamida aromatica reticulada que tenia un diametro de 4 pulgadas, y similares, en la que agua de mar sometida a un tratamiento de floculacion/filtracion por compresion-flotacion y un tratamiento de filtration de arena se uso como agua bruta. Se hizo circular un agua de evaluation a 2 l/min de una tuberla de ramification proporcionada aguas abajo de la entrada de bactericida a un dispositivo de evaluacion de la formation de biopellcula A (una columna cillndrica que tenia un diametro interno de 1,4 cm y una longitud de 60 cm). El agua de evaluacion tambien se hizo circular a 2 l/min de una tuberla de ramificacion proporcionada aguas arriba de la bomba de alta presion a un dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula B (una columna cillndrica que tenia un diametro interno de 1,4 cm y una longitud de 60 cm). En cada uno del dispositivo de evaluacion de la formacion de biopeliculas, una membrana de osmosis inversa que se uso para el modulo de membrana de osmosis inversa se alojo como material de base, y la membrana de osmosis inversa se corto a 4 a 4,5 cm para un muestreo que se realizo una vez a la semana para realizar una medicion de ATP de una cantidad de una biopellcula sobre la membrana de osmosis inversa. La medicion de ATP se llevo a cabo del mismo modo que en el Ejemplo 1. Se anadio un bactericida X de la entrada de bactericida una vez a la semana y durante una hora para realizar la esterilizacion.

Como resultado de la funcionamiento durante 37 dias, las cantidades de deposicion de biopellcula en el dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula A proporcionado aguas arriba de la entrada de bactericida fueron 2,5 pg/cm2, 24 pg/cm2, 67 pg/cm2 y 136 pg/cm2. Las cantidades de deposicion de biopellcula en el dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula B proporcionado aguas abajo de la entrada de bactericida fueron 2 pg/cm2, 22 pg/cm2, 11 pg/cm2 y 46 pg/cm2. En vista del hecho de que la cantidad de deposicion en el dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula B se desplazo a los niveles mas bajos, se confirmo que la adicion del bactericida X tiene el efecto de la supresion de la deposicion de biopellcula. La funcionamiento continuo adicionalmente durante aproximadamente dos meses, y una perdida de presion del modulo de membrana se desplazo constantemente para permitir la funcionamiento estable de la planta hasta que la funcionamiento se detuvo.

Ejemplo 3

La presente invencion se puso en practica en la planta P3, que estaba formada de una entrada de bactericida, una bomba de alta presion, un modulo de membrana de osmosis inversa basada en poliamida aromatica reticulada que tenia un diametro de 4 pulgadas, y similares, en la que agua de mar sometida a un tratamiento de filtracion de arena se uso como agua bruta. Se hizo circular un agua de evaluacion a 5,5 l/min aguas arriba de la bomba de alta presion y de una tuberla de ramificacion proporcionada en una tuberla aguas arriba y aguas abajo de la entrada de bactericida a cada uno de un dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula A (el agua se tomo aguas arriba del punto de adicion de bactericida) y un dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula B (el agua se tomo aguas abajo del punto de adicion de bactericida). En cada uno de los dispositivos de evaluacion de la formacion de biopellcula, una columna cillndrica que tenia un diametro interno de 2,7 cm y una longitud de 60 cm se uso como recipiente de flujo. Se anadio un bactericida X una vez a la semana y durante 30 minutos, pero, debido a un aumento en la perdida de presion del modulo de membrana que supero 0,2 MPa en un mes, fue necesario limpiar frecuentemente el modulo de membrana de osmosis inversa.

Se usaron anillos de Teflon (marca registrada) como material de base, y dos anillos de Teflon (marca registrada) se sacaron una vez a la semana para realizar una medicion de ATP de una cantidad de una biopellcula sobre las superficies de los anillos de Teflon (marca registrada).

Como resultado de la funcionamiento durante 50 dias, las cantidades de deposicion de biopellcula en el dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula A fueron 390 pg/cm2, 912 pg/cm2, 1.237 pg/cm2 y 2.719 pg/cm2. Las cantidades de deposicion de biopellcula en el dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula B al que el bactericida se hizo circular fueron 111 pg/cm2, 784 pg/cm2, 1.490 pg/cm2 y 3.228 pg/cm2.

La frecuencia de adicion de bactericida aumento a dos veces a la semana, ya que se considero que la intensidad del bactericida X era debil, por lo que se aumento la velocidad de formacion de biopellcula aproximadamente el 20 % en el sistema al que se anadio el bactericida X en comparacion con el sistema al que no se anadio el bactericida X.

En vista de los resultados anteriores, se considero que la adicion del bactericida X no tuvo el efecto de la supresion de deposicion de biopellcula o mas probablemente desestabilizo la funcionamiento de la planta.

En vista del resultado, la funcionamiento se cambio de tal manera que los modulos de membrana de osmosis inversa de la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa de la planta se limpiaran sumergiendose en un agente de limpieza B durante la noche. Despues del cambio, la cantidad de biopellcula en el dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula B en la que se llevo a cabo una misma funcionamiento que la limpieza

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qulmica se mantuvo a 200 pg/cm2 o menos, y la perdida de presion del modulo de membrana de osmosis inversa se redujo y luego se desplazo constantemente.

Ejemplo 4

La presente invencion se puso en practica en la planta P4, que estaba formada de una entrada de bactericida, una bomba de alta presion, un modulo de membrana de osmosis inversa basada en poliamida aromatica reticulada que tenia un diametro de 8 pulgadas, y similares, en la que agua de mar sometida a un tratamiento de microfiltracion se uso como agua bruta. No se anadio bactericida a esta planta.

Se hizo circular un agua de evaluacion a un dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula A a 2 l/min de una tuberla de ramificacion proporcionada aguas arriba de la bomba de alta presion y a un dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula B de una tuberla de ramificacion proporcionada sobre una linea de agua no permeada por la membrana de osmosis inversa. Como recipiente de flujo de cada uno de los dispositivos de evaluacion de la formacion de biopellcula A y B se uso una columna cilindrica hecha de policarbonato y que tenia un diametro interno de 1,4 cm y una longitud de 60 cm.

Una membrana de osmosis inversa cuyo tipo es el mismo que el usado para el modulo de membrana de osmosis inversa se alojo como material de base de formacion de biopellcula, y la membrana de osmosis inversa se corto 8 a 9 cm para muestreo, que se realizo una vez al mes para realizar una medicion de ATP de una cantidad de una biopellcula sobre una superficie de la membrana de osmosis inversa a modo de la medicion de ATP que se llevo a cabo del mismo modo que en el Ejemplo 1.

Como resultado de la funcionamiento durante 120 dias, las cantidades de deposicion de biopellcula en el dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula A fueron 0,6 pg/cm2, 0,7 pg/cm2, 14,2 pg/cm2 y 71 pg/cm2. Las concentraciones de sales de los tres grados de liquidos de suspension en los que la biopellcula se disperso en el dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula A fueron del 0,05 % al 0,1 %, y las cantidades de deposicion se calcularon mediante la conversion de las tasas de inhibicion debido a las concentraciones de sales.

Las cantidades de deposicion de biopellcula en el dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula B fueron 0,6 pg/cm2, 5,7 pg/cm2, 78 pg/cm2 y 85 pg/cm2. Las concentraciones de sales de los tres grados de liquidos de suspension en los que la biopellcula se disperso en el dispositivo de evaluacion de la formacion de biopellcula B fueron del 0,2 % al 0,5 %. Durante la funcionamiento, una perdida de presion del modulo de membrana de osmosis inversa se desplazo establemente sin aumentar, y la planta fue capaz de funcionamiento estable.

Como resultado del dispositivo de evaluacion de la formacion de biopeliculas A y B, se considera que es posible realizar la funcionamiento de planta estable sin cambiar las condiciones de funcionamiento, que incluye la adicion de bactericida, y no se realizo control de la funcionamiento. En la actualidad, la planta opero establemente adicionalmente durante un mes.

Aunque la presente invencion se ha descrito en detalle y con referencia a realizaciones especificas de la misma, sera evidente para un experto en la materia que pueden hacerse diversos cambios y modificaciones en ella sin apartarse del espiritu y alcance de la misma.

La presente solicitud se basa en la solicitud japonesas N.° 2006-259286 presentada el 25 de septiembre de 2006. Aplicabilidad industrial

La presente invencion proporciona un metodo de funcionamiento de una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa y una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa adecuadamente usada para obtener agua fresca desalando agua de mar y agua salina con una membrana de osmosis inversa u obteniendo agua reutilizable purificando aguas negras tratadas, aguas residuales tratadas y aguas residuales industriales.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un metodo de funcionamiento de una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa que tiene una unidad de entrada de agua bruta, una unidad de pre-tratamiento y una unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa que tiene un modulo de membrana de osmosis inversa en este orden, comprendiendo dicho metodo:

disponer una membrana de osmosis inversa usada como material de base de formacion de biopellcula en un recipiente de flujo, en donde la membrana de osmosis inversa es una hoja rectangular y esta enrollada de tal manera que una superficie de capa con funcion de separacion sirve de lado interno y la membrana de osmosis inversa enrollada es empujada en el recipiente de flujo a lo largo de una pared interna del recipiente de flujo en el que el lado interno es la parte sobre la que circula el agua de evaluacion dentro del recipiente de flujo, de manera que el agua de suministro del modulo de membrana de osmosis inversa muestreada de la ramificacion de tuberla aguas arriba del primer modulo de membrana de osmosis inversa en la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa y/o el agua no permeada por el modulo de membrana de osmosis inversa muestreada de la ramificacion de tuberla aguas abajo de los modulos de membrana de osmosis inversa a traves de los cuales pasa el agua no permeada por el modulo de membrana de osmosis inversa, circula/n sobre una superficie de una capa con funcion de separacion de la hoja de membrana de osmosis inversa usada como material de base de formacion de biopellcula alojada en el recipiente de flujo,

y de manera que el agua de suministro del modulo de membrana de osmosis inversa y/o el agua no permeada por el modulo de membrana de osmosis inversa no es/son filtrada(s) por la hoja de membrana de osmosis inversa usada como material de base de formacion de biopellcula alojada en el recipiente de flujo, pero en condiciones en que el agua de suministro del modulo de membrana de osmosis inversa y/o el agua no permeada por el modulo de membrana de osmosis inversa circula(n) a una velocidad lineal igual a una velocidad lineal de agua no permeada en el modulo de membrana de osmosis inversa de la unidad de filtracion de membrana de osmosis inversa e igual a una velocidad lineal promedio sobre la superficie del modulo de membrana de osmosis inversa sobre la que circula el agua no permeada;

evaluar una cantidad de biopellcula sobre la hoja de membrana de osmosis inversa usada como material de base de formacion de biopellcula alojada en el recipiente de flujo a una frecuencia de una vez al dla a una vez cada seis meses; y

controlar el metodo de funcionamiento de una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa basandose en los resultados de la evaluacion,

en el que la membrana de osmosis inversa usada como material de base de formacion de biopellcula esta hecha del mismo material que una membrana de osmosis inversa que se usa en la planta de filtracion con membrana de osmosis inversa.
2. El metodo de funcionamiento de una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa segun la reivindicacion 1, en el que la cantidad de biopellcula sobre una superficie de la hoja de membrana de osmosis inversa usada como material de base de formacion de biopellcula se evalua colocando la hoja de membrana de osmosis inversa que se clasifica en un tamano de una circunferencia de un clrculo que tiene un diametro interno de D o menos y una altura de H o menos con plegado en un recipiente de flujo cillndrico que tiene un diametro interno de D y una altura de H de manera que orienten una superficie dirigida al agua bruta durante la filtracion a un lado interno, y cortando una parte de la hoja de membrana de osmosis inversa fijada en el recipiente de flujo cillndrico por una resiliencia flsica en una direccion de la circunferencia.
3. El metodo de funcionamiento de una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa segun la reivindicacion 1, en el que el control sobre el metodo de funcionamiento de la planta de filtracion con membrana de osmosis inversa es control sobre las condiciones de esterilizacion o las condiciones de limpieza de la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa, y la membrana de osmosis inversa usada como material de base de formacion de biopellcula se trata en condiciones de control similares.
4. El metodo de funcionamiento de una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa segun la reivindicacion 1, en el que la cantidad de biopellcula se evalua basandose en ATP (adenosina-5'-trifosfato), y el metodo de funcionamiento de la planta esta controlado para lograr una cantidad de ATP de 200 pg/cm2 o menos por unidad de superficie.
5. El metodo de funcionamiento de una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa segun la reivindicacion 1, en el que el metodo es un metodo para evaluar la cantidad de biopellcula formada en agua bruta que tiene una concentration de sales del 3 % o mas por el metodo de medicion de ATP, comprendiendo dicho metodo:

(a) suspender en agua pura la biopellcula recogida de la membrana de osmosis inversa usada como material de base de formacion de biopellcula;

(b) cuantificar una luminosidad del llquido de suspension de (a) usando una reaction de luciferasa;

(c) medir una concentracion de sales del llquido de suspension de (a);

(d) calcular una cantidad de ATP del llquido de suspension de (a) usando una ecuacion de correlation de una

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inhibicion de la concentracion de sales que va a ejercerse sobre un sistema de cuantificacion usando la reaccion de luciferasa, una ecuacion de correlacion de la concentracion de ATP y la luminosidad en ausencia de la inhibicion, y los resultados de (b) y (c); y

(e) calcular la cantidad de ATP por unidad de superficie usando un area de la superficie de formacion de biopellcula recogida, un volumen de llquido del agua pura suspensa y un resultado de la cantidad de ATP en el llquido de suspension de (a) obtenido por (d).
6. Una planta de filtracion con membrana de osmosis inversa que tiene una unidad de entrada de agua bruta, una

unidad de pre-tratamiento y una unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa que tiene un modulo de

membrana de osmosis inversa en este orden, que comprende:

una ramificacion de tuberla aguas arriba del primer modulo de membrana de osmosis inversa en la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa para hacer circular agua de suministro y/o una ramificacion de tuberla aguas abajo del modulo de membrana de osmosis inversa en la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa para hacer circular agua no permeada por la membrana de osmosis inversa; un recipiente de flujo conectado aguas abajo de la(s) tuberla(s); y

una valvula de ajuste de la velocidad de flujo conectada aguas arriba o aguas abajo del recipiente de flujo, en donde una membrana de osmosis inversa usada como material de base de formacion de biopellcula es rectangular y esta enrollada de tal manera que una superficie de capa de funcion de separacion sirve de lado interno y la membrana de osmosis inversa enrollada es empujada en el recipiente de flujo a lo largo de una pared interna del recipiente de flujo, en el que el lado interno es la parte sobre la que circula el agua de evaluacion dentro del recipiente de flujo,

en donde la membrana de osmosis inversa que esta hecha del mismo material que una membrana de osmosis inversa que se usa en la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa, esta contenida en el recipiente de flujo de tal forma que el agua de suministro de la membrana de osmosis inversa y/o el agua no permeada por la membrana de osmosis inversa en la unidad de filtracion con membrana de osmosis inversa circula(n) paralela(s) a una superficie de una capa con funcion de separacion de la membrana de osmosis inversa usada como material de base de formacion de biopellcula, y que el agua de suministro de la membrana de osmosis inversa y/o el agua no permeada por la membrana de osmosis inversa no es/son filtrada(s) por la membrana de osmosis inversa usada como material de base de formacion de biopellcula, bajo flujo de agua a una velocidad lineal igual a una velocidad lineal de agua no permeada en el modulo de membrana de osmosis inversa de la unidad de filtracion de membrana de osmosis inversa, e igual a una velocidad lineal promedio sobre la superficie del modulo de membrana de osmosis inversa sobre la que circula el agua no permeada y en donde la membrana de osmosis inversa que se clasifica en un tamano de una circunferencia de un clrculo que tiene un diametro interno de D o menos y una altura de H o menos se coloca en un recipiente de flujo cillndrico que tiene un diametro interno de D y una altura de H de manera que oriente una superficie dirigida al agua bruta durante la filtracion a un lado interno, y fijada en el recipiente de flujo cillndrico por una resiliencia flsica en una direccion de la circunferencia de la membrana de osmosis inversa.
7. La planta de filtracion con membrana de osmosis inversa segun la reivindicacion 6, que es para desalar agua de

mar.