ES2906437T3 - Método para mejorar el rendimiento de inhibición de membrana semipermeable - Google Patents

Método para mejorar el rendimiento de inhibición de membrana semipermeable Download PDF

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Abstract

Método de potenciación del rendimiento de rechazo de membrana semipermeable que es un método de potenciación de un rendimiento de rechazo de una membrana semipermeable mediante presurización y alimentación de un líquido que contiene un potenciador del rendimiento de rechazo a una concentración de desde 0,5 μmol/l hasta 100 μmol/l, en el que el potenciador del rendimiento de rechazo es un polímero basado en vinilo seleccionado de poli(acetato de vinilo), poli(alcohol vinílico), un copolímero de acetato de vinilo-etileno, un copolímero de cloruro de vinilo, un copolímero de estireno-acetato de vinilo y un copolímero de N- vinilpirrolidona-acetato de vinilo o un compuesto que tiene una cadena de polialquilenglicol, en el que la cadena de polialquilenglicol incluye una cadena de polietilenglicol, una cadena de polipropilenglicol, una cadena de politrimetilenglicol y una cadena de politetrametilenglicol, y va a ponerse en contacto con la membrana semipermeable para potenciar el rendimiento de rechazo de la misma con respecto a un lado primario de la membrana semipermeable que va a entrar en contacto con una superficie de membrana de la misma, comprendiendo el método: una etapa de cambiar, al menos una vez durante la alimentación, una presión a una velocidad de fluctuación de 0,05 MPa/s o más, cambiando de ese modo al menos o bien una presión que actúa sobre la superficie de membrana o bien una velocidad de flujo de permeación a partir de aquella en el momento de tratamiento normal, seguido por mantener la presión o velocidad de flujo de permeación cambiada, en el que tiempo durante el cual se mantiene la presión o la velocidad de flujo de permeación es de desde 10 segundos hasta 10 minutos, y en el que el líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo contiene un soluto diferente del potenciador del rendimiento de rechazo, y cuando una constante X se determina según la clase del potenciador del rendimiento de rechazo y una cantidad del líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo alimentada a la membrana semipermeable se designa QFT [m3/día], una cantidad del líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo que penetra a través de la membrana semipermeable se designa QPT [m3/día], una área de membrana de la membrana semipermeable se designa A [m2], una concentración de potenciador del rendimiento de rechazo se designa C [mg/l], un tiempo de tránsito de líquido se designa t [h], y una presión osmótica del líquido alimentado se designa π, se aplica el tratamiento para satisfacer: 1,0X<=QPT/AxCxt<=1,4X y 0,02<=QPT/QFT<=0,2 en el caso en el que la presión osmótica π es de menos de 1 bar; y 0,8X<=QPT/AxCxt<=1,2X 0,2<=QPT/QFT<=0,4 en el caso en el que la presión osmótica π es de 1 bar o más y menos de 20 bar; y 0,6X<=QPT/AxCxt<=1,0X y 0,3<=QPT/QFT<=0,5 en el caso en el que la presión osmótica π es de 20 bar o más y 40 bar o menos, 5 en el que el tiempo de tránsito t [h] es el tiempo durante el cual se hace pasar el líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo y es de desde 0,5 hasta 24 horas, y en el que X se determina de la siguiente manera: se prepara un líquido de tratamiento disolviendo 500 mg/l de NaCI en 100 l de agua pura, se establece una membrana semipermeable como objetivo de tratamiento en una célula para membrana de lámina plana descrita en M. Taniguchi, et al., "Boron Reduction performance of reverse osmosis seawater desalination process", Journal of Membrane Science, 183, 259-267 (2001), y se mide el rendimiento inicial de la membrana semipermeable haciendo circular el líquido de tratamiento a una velocidad de flujo de 3,5 l, 25ºC y una presión de 4,5 bar, en el que se usa de manera cíclica la totalidad del permeado y el concentrado; y, en este momento, se mide el flujo de permeación F, que es la cantidad de permeado por área de membrana, y el rendimiento de rechazo de NaCI R, que es 100-100×concentración de NaCl del permeado por concentración de NaCl del líquido de tratamiento, para obtener R0 como rendimiento de rechazo objetivo y F1 y R1 como rendimiento inicial y, posteriormente, se añaden 2 μmol/l del potenciador del rendimiento de rechazo como tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo, y, después de tratar durante un tiempo establecido, se miden cambios temporal de flujo de permeación F2 y rendimiento de rechazo de NaCl R2 y se mide el tiempo [h] hasta que la razón de mejora del rendimiento de rechazo RIM=(R0- R1)/(R0-R2)=(CP0-CP1)/(CP0-CP2) supera 2, en el que se toma este tiempo como X.

Description

DESCRIPCIÓN
Método para mejorar el rendimiento de inhibición de membrana semipermeable
Campo técnico
La presente invención se refiere a la potenciación del rendimiento de una membrana semipermeable usada para obtener un permeado de baja concentración usando agua de partida tal como agua del mar, agua de río salada, agua subterránea, agua de lago y aguas residuales tratadas. Más específicamente, la presente invención se refiere a un método de potenciación del rendimiento de rechazo que puede potenciar el rendimiento de rechazo de una membrana semipermeable.
Técnica anterior
En los últimos años, el agotamiento de los recursos de agua se ha vuelto grave y está estudiándose el uso de recursos de agua que no se habían usado hasta ahora. En particular, están recibiendo atención una técnica para producir agua potable a partir de agua del mar que es la más común y no puede usarse tal cual, denominada “desalinización de agua del mar”, y, además, una técnica de reciclaje de purificación de aguas negras o residuales y desalinización del agua tratada. La desalinización de agua del mar se ha usado convencionalmente de manera práctica principalmente mediante un método de evaporación en la zona de Oriente Medio donde los recursos de agua son extremadamente escasos y los recursos térmicos a partir de petróleo son muy abundantes, pero en regiones distintas de Oriente Medio, donde los recursos térmicos no son abundantes, se ha empleado un método de ósmosis inversa energéticamente eficiente, y con la reciente potenciación de fiabilidad y reducción de coste debido al avance técnico en el método de ósmosis inversa, está construyéndose una planta de desalinización de agua del mar que usa un método de ósmosis inversa en muchas regiones incluyendo Oriente Medio y está mostrando una expansión global.
Está empezando a aplicarse el reciclaje de aguas negras o residuales para ciudades del interior o costeras o distritos industriales, en los que no hay ninguna fuente de agua dulce o la velocidad de flujo de salida está limitada por regulaciones de efluentes. Entre otros, en Singapur, que es un país insular que carece de fuentes de agua, la escasez de agua se resuelve tratando aguas negras generadas en el país, almacenando el agua tratada sin descargarla al mar y recuperando agua a un nivel potable por medio de una membrana de ósmosis inversa. El método de ósmosis inversa aplicado a la desalinización de agua del mar o reciclaje de aguas negras o residuales puede producir agua desalinizada haciendo pasar agua que contiene un soluto, tal como sal, a través de una membrana semipermeable a una presión de no menos de la presión osmótica. Esta técnica también hace posible obtener agua potable a partir, por ejemplo, de agua del mar, salmuera o agua que contiene sustancias perjudiciales y también se ha usado, por ejemplo, para la producción de agua ultrapura industrial, para el tratamiento de aguas residuales o para la recuperación de una sustancia valiosa.
Con el fin de hacer funcionar de manera estable un aparato de desalinización usando una membrana de ósmosis inversa, se necesita un tratamiento previo según la calidad de agua de partida. Si el tratamiento previo es insuficiente, la membrana de ósmosis inversa puede deteriorarse o puede producirse incrustación (incrustación de superficie de membrana) y el funcionamiento estable tiende a volverse difícil. En particular, cuando una sustancia química que deteriora la membrana de ósmosis inversa entra en la membrana de ósmosis inversa, puede provocarse una situación fatal irreversible. Más específicamente, la capa funcional (la porción que ejerce una función de ósmosis inversa) de la membrana de ósmosis inversa se descompone, y el rendimiento de separación de agua a partir de un soluto, es decir, el rendimiento de rechazo de soluto, se degrada. En el caso de usar una membrana de ósmosis inversa para aplicaciones tales como desalinización de agua del mar o reciclaje de aguas negras o residuales, es muy difícil prevenir al 100% la aparición de la descomposición de la capa funcional de la membrana de ósmosis inversa y, entre otras cosas, poliamida que es la parte principal de la membrana de ósmosis inversa es susceptible a deterioro oxidativo (documento no de patente 1).
Además, a pesar de tener algún grado de durabilidad, es probable que la descomposición de la capa funcional también se produzca cuando se expone a un ácido o álcali fuerte. Una vez que se produce tal descomposición, en el caso de una membrana semipermeable que tiene una carga iónica, que es una membrana de ósmosis inversa general para tratamiento de agua, el efecto de eliminación de carga de la carga aniónica puede producir una influencia adversa mayor sobre la retirada de moléculas neutras que sobre la separación y retirada de un electrolito inorgánico rechazable, y se reduce la razón de rechazo, entre otras cosas, de moléculas neutras. Específicamente, sílice, boro, azúcares, etc., que no se disocian en una región neutra, provocan una disminución prominente de la calidad del agua. Habitualmente, la membrana de ósmosis inversa que ha perdido el rendimiento de rechazo requerido debe sustituirse por una nueva, conduciendo naturalmente a un aumento del coste de tratamiento.
Por consiguiente, el desarrollo de una técnica para recuperar el rendimiento de rechazo de una membrana de ósmosis inversa está avanzando desde hace muchos años y se han propuesto varios métodos para recuperar el rendimiento de rechazo de una membrana de ósmosis inversa y varios agentes de recuperación para lo mismo, tales como un método de poner en contacto y hacer reaccionar un polímero basado en vinilo (documentos de patente 1 y 2), un método de poner en contacto un polietilenglicol con la membrana de ósmosis inversa para potenciar la razón de rechazo, particularmente, la razón de rechazo para un soluto no iónico (documentos de patente 3 y 4), un método de poner en contacto un tensioactivo no iónico con la superficie de membrana de una membrana de ósmosis inversa que tiene una carga aniónica y que se aumenta en el flujo de permeación (documento de patente 5), un método de poner en contacto un yodo y/o compuesto de yodo que tiene un potencial de oxidación-reducción de 300 mV o más (documento de patente 6), y un método de poner en contacto una disolución acuosa de un ácido mineral fuerte tal como ácido fosfórico, ácido fosforoso y ácido sulfúrico, aumentar la temperatura y después poner en contacto un potenciador del rendimiento de rechazo tal como ácido tánico hidrolizable (documento de patente 7). Estos tratamientos para recuperar el rendimiento de rechazo tienen diversos problemas técnicos.
Es decir, dependiendo de la clase o el estado (incrustación, deterioro) de la membrana de ósmosis inversa, el entorno de tratamiento tal como temperatura de agua, o las condiciones en el momento de llevar a cabo el tratamiento (por ejemplo, temperatura de líquido de tratamiento, concentración, tiempo de tratamiento), el efecto del tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo puede variar, o la reducción del rendimiento de permeación de agua, que, en un sentido, es un efecto secundario del tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo, también puede variar. Además, por ejemplo, el efecto de mantenimiento a largo plazo del rendimiento tras potenciar la razón de rechazo también varía, y con frecuencia se encuentra una dificultad, por ejemplo, la calidad del agua en el momento de la operación de generación de agua dulce tras el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo puede ser insuficiente o la presión de funcionamiento puede ser inadecuada.
Dado que, en grandes plantas para la desalinización de agua del mar o reciclaje de aguas negras, que se han construido rápidamente y han empezado a funcionar desde la década de los años 2000, se usa un gran número de membranas de ósmosis inversa o se trata agua de partida en entornos naturales, tales como agua del mar, y, por tanto, aunque se realice un tratamiento previo, la membrana de ósmosis inversa se hace funcionar mientras se somete a la influencia de las estaciones, subida y bajada de la marea, marea roja y otra climatología o entornos naturales, como resultado, la membrana de ósmosis inversa adopta una variedad de estados en la misma planta. Además, para implementar el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo, el tratamiento de generación de agua dulce normal se detiene una vez, y entonces el agua de partida que va a tratarse en el momento de la operación se sustituye por un potenciador del rendimiento de rechazo a través de una línea de limpieza de producto químico, lo cual viene acompañado de muchos problemas, por ejemplo, se reduce la tasa de uso, se requieren esfuerzos complicados, o, a menos que el rendimiento de rechazo o el rendimiento de permeación de agua también se mida en condiciones de funcionamiento normales haciendo pasar de nuevo agua de partida que va a tratarse tras completarse el tratamiento, no se evalúa el efecto final. Con respecto a estos problemas, con el fin de resolver la influencia sobre el efecto del tratamiento debido a la diferencia en el estado de membrana de ósmosis inversa, por ejemplo, tal como se ilustra en el documento de patente 8, en general se adopta una técnica de limpiar la membrana de ósmosis inversa con productos químicos y después de eso aplicar un tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo. Además, tal como se describe en el documento de patente 9, también se ha propuesto un tratamiento previo de limpiar la membrana con agua a alta temperatura y poner en contacto un potenciador del rendimiento de rechazo. En cuanto al método para evaluar el efecto del tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo, se ha propuesto un método de confirmar el efecto del tratamiento añadiendo una sustancia que pasa a ser un marcador a un potenciador del rendimiento de rechazo y detectar la concentración de la sustancia de marcador en el permeado (documento de patente 10). También se ha propuesto un método de determinar la terminación del tratamiento mediante monitorización de la concentración de alimentación y concentración de descarga de potenciador del rendimiento de rechazo para no gastar más tiempo de tratamiento de recuperación de residuos después de alcanzar la saturación del tratamiento de potenciación de razón de rechazo (documento de patente 11).
Sin embargo, en estos métodos, sólo se conoce un efecto del tratamiento relativo observando el rendimiento durante el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo, es difícil percibir el rendimiento en un entorno de funcionamiento real, y, dado que en primer lugar casi no puede controlarse la eficiencia o el efecto del tratamiento, una práctica frecuente es basarse en el ensayo y error sobre la marcha.
Documentos de la técnica anterior
Bibliografía de patentes
Documento de patente 1: documento JP-A-55-114306
Documento de patente 2: documento JP-A-59-30123
Documento de patente 3: documento JP-A-2007-289922
Documento de patente 4: documento JP-A-2008-132421
Documento de patente 5: documento JP-A-2008-86945
Documento de patente 6: documento JP-A-2011-161435
Documento de patente 7: documento JP-A-2-68102
Documento de patente 8: documento JP-A-2008-36522
Documento de patente 9: documento JP-A-2009-22888
Documento de patente 10: documento JP-A-2008-155123
Documento de patente 11: documento JP-A-2008-183488
Los documentos EP 2 684 598 A1 y EP 2 172 257 A1 representan técnica anterior relevante adicional que aborda el rendimiento de membrana.
Bibliografía no de patentes
Documento no de patente 1: Tadahiro UEMURA, et al., “Chlorine Resistance of Composite Reverse Osmosis Membranes and Changes in Membrane Structure and Membrane Separation Properties Caused by Chlorination Degradation”, Bulletin of the Society of Sea Water Science, Japón, vol. 57, n.° 3 (2003).
Documento no de patente 2: M. Taniguchi, et al., “Boron Reduction performance of reverse osmosis seawater desalination process”, Journal of Membrane Science, 183, 259-267 (2001).
Sumario de la invención
Problemas que va a resolver la invención
Un objetivo de la presente invención es proporcionar un método de potenciación del rendimiento de rechazo que permita que una membrana semipermeable, tal como membrana de nanofiltración o membrana de ósmosis inversa, potencie el rendimiento de rechazo de la membrana semipermeable, particularmente, el rendimiento de rechazo para sustancias no iónicas.
Medios para resolver los problemas
Con el fin de resolver el problema anteriormente descrito, la presente invención proporciona un método tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.
Ventaja de la invención
Según el método de potenciación del rendimiento de rechazo de la presente invención, cuando la calidad de permeado se degrada debido a la reducción del rendimiento de rechazo de una membrana de nanofiltración o una membrana de ósmosis inversa en un aparato de generación de agua dulce tal como desalinización de agua del mar o reciclaje de aguas negras, puede mejorarse el rendimiento de rechazo al tiempo que se minimiza la reducción de rendimiento de permeación de agua de una membrana semipermeable, y de ese modo puede mejorarse eficazmente la calidad de agua de una sustancia objetivo de retirada tal como electrolito inorgánico o molécula neutra.
Breve descripción de los dibujos
[Figura 1] La figura 1 es un diagrama que ilustra un ejemplo del flujo de procedimiento de un aparato de generación de agua dulce de membrana semipermeable al que se le puede aplicar el método de potenciación del rendimiento de rechazo de membrana semipermeable según la presente invención.
[Figura 2] La figura 2 es un diagrama que ilustra un ejemplo del flujo de procedimiento de un aparato de generación de agua dulce de membrana semipermeable al que se le puede aplicar el método de potenciación del rendimiento de rechazo de membrana semipermeable según la presente invención invirtiendo el flujo en la membrana semipermeable.
[Figura 3] La figura 3 es un diagrama que ilustra un ejemplo del flujo de procedimiento de un aparato de generación de agua dulce de membrana semipermeable al que se le puede aplicar el método de potenciación del rendimiento de rechazo de membrana semipermeable según la presente invención conmutando a un flujo inverso en la membrana semipermeable.
[Figura 4] La figura 4 es un diagrama que ilustra un ejemplo del flujo de procedimiento de un aparato de generación de agua dulce de membrana semipermeable al que se le puede aplicar un método de potenciación del rendimiento de rechazo disponiendo una pluralidad de membranas semipermeables en serie y realizando dilución intermedia.
[Figura 5] La figura 5 es un diagrama que ilustra un ejemplo del flujo de procedimiento de un aparato de generación de agua dulce de membrana semipermeable al que se le puede aplicar un método de potenciación del rendimiento de rechazo disponiendo una pluralidad de membranas semipermeables en serie y realizando dilución intermedia con un permeado a partir de otro sistema.
[Figura 6] La figura 6 es un diagrama que ilustra un ejemplo del flujo de procedimiento de un aparato de generación de agua dulce de membrana semipermeable al que se le puede aplicar un método de potenciación del rendimiento de rechazo disponiendo una pluralidad de membranas semipermeables en serie y realizando dilución intermedia con un concentrado a partir de otro sistema.
[Figura 7] La figura 7 es un diagrama que ilustra un ejemplo del flujo de procedimiento de un aparato de generación de agua dulce de membrana semipermeable en el que se realiza una operación de generación de agua dulce mientras se aplica el método de potenciación del rendimiento de rechazo de membrana semipermeable según la presente invención.
[Figura 8] La figura 8 es un diagrama que ilustra otro ejemplo del flujo de procedimiento de un aparato de generación de agua dulce de membrana semipermeable al que se le puede aplicar un método de potenciación del rendimiento de rechazo disponiendo una pluralidad de membranas semipermeables en serie y usando un concentrado de segunda membrana semipermeable.
[Figura 9] La figura 9 es un diagrama que ilustra otro ejemplo del flujo de procedimiento de un aparato de generación de agua dulce de membrana semipermeable al que se le puede aplicar un método de potenciación del rendimiento de rechazo disponiendo una pluralidad de membranas semipermeables en serie y usando un permeado de primera membrana semipermeable.
[Figura 10] La figura 10 es un diagrama que ilustra un ejemplo del flujo de procedimiento de un dispositivo de prueba usado para medir el efecto producido por el método de potenciación del rendimiento de rechazo de ejemplo.
Modo de llevar a cabo la invención
A continuación se describen realizaciones preferidas de la presente invención haciendo referencia a los dibujos. Sin embargo, el alcance de la presente invención es tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.
La figura 1 ilustra un ejemplo de un aparato de separación de membrana semipermeable al que se le puede aplicar el método de potenciación del rendimiento de rechazo de membrana semipermeable de la presente invención. En el caso en el que el aparato de generación de agua dulce de membrana semipermeable ilustrado en la figura 1 se hace funcionar para generar agua dulce, agua de partida alimentada a través de una línea 1 de agua de partida se almacena temporalmente en un depósito 2 de agua de partida, después se suministra a una unidad 4 de tratamiento previo mediante una bomba 3 de alimentación de agua de partida y se somete a tratamiento previo. El agua sometida a tratamiento previo pasa a través de un depósito 5 de agua intermedio, una bomba 6 de alimentación y un filtro 7 de seguridad y, después de reforzar la presión mediante una bomba 8 reforzadora, se separa para dar un permeado y un concentrado en una unidad 9 de membrana semipermeable que incluye un módulo de membrana semipermeable. El permeado se almacena en un depósito 12 de agua producida a través de una línea 10a de agua producida. El concentrado se descarga al exterior del sistema a través de una línea 11a de descarga de concentrado tras recuperar su energía de presión mediante una unidad 13 de recuperación de energía.
Durante la operación de generación de agua dulce, una válvula 16a de agua de alimentación, una válvula 17a de permeado y una válvula 18a de concentrado están abiertas, y una válvula 16b de producto químico de alimentación, una válvula 17b de producto químico permeado y una válvula 18b de producto químico concentrado están cerradas.
Una línea de circulación de producto químico usada en el momento de aplicar la presente invención incluye un depósito 15 de producto químico, una bomba 19 de alimentación de producto químico y una unidad 20 (20a, 20b) de dosificación de producto químico y, mientras que un producto químico alimentado a la unidad 9 semipermeable a través de la línea 14 de alimentación de producto químico y permeado (dependiendo de la clase del producto químico, se rechazan todos los solutos y, en este caso, sólo un disolvente) se somete a reflujo hasta el depósito 15 de producto químico a través de una línea 10 de permeado y una línea de producto químico permeado, un producto químico concentrado que no ha permeado se somete a reflujo hasta el depósito 15 de producto químico a través de una línea 11 de concentrado y una línea 11b de producto químico concentrado. Durante el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo de membrana semipermeable, la válvula 16a de agua de alimentación, la válvula 17a de permeado y la válvula 18a de concentrado están cerradas, y la válvula 16b de producto químico de alimentación, la válvula 17b de producto químico permeado y la válvula 18b de producto químico concentrado están abiertas.
En este caso, la línea de circulación de producto químico también puede usarse cuando se somete la membrana semipermeable a limpieza con circulación por medio de un ácido, un álcali, un detergente, etc.
En el caso de presurizar y alimentar un líquido que contiene un potenciador del rendimiento de rechazo de la presente invención, puede prepararse previamente un líquido al que se le ha añadido un potenciador del rendimiento de rechazo y un soluto, al que se le aplica la presente invención, en el depósito 15 de producto químico o, tal como se ilustra en la figura 1, por ejemplo, pueden añadirse un potenciador del rendimiento de rechazo y un soluto mediante la unidad 20a de dosificación de producto químico y la unidad 20b de dosificación de producto químico, respectivamente. Además, también es preferible aplicar un soluto contenido en el agua de alimentación de membrana semipermeable o concentrado de membrana semipermeable como soluto de la presente invención. En este caso, por ejemplo, en primer lugar se alimenta uno cualquiera de agua de alimentación de membrana semipermeable, concentrado de membrana semipermeable y permeado de membrana semipermeable y se almacena en el depósito 15 de producto químico durante la operación de generación de agua dulce o antes y después de la operación de generación de agua dulce. Simultáneamente con o después de la terminación del trabajo de almacenamiento, se añade un potenciador del rendimiento de rechazo con una concentración predeterminada a partir de la unidad 20a de dosificación de producto químico. Esto hace que sea innecesario proporcionar un soluto/un disolvente para el líquido de la presente invención desde el exterior del sistema y, además, hace posible preparar un líquido que tiene una presión osmótica apropiada para el fin. Evidentemente, puede alimentarse un soluto desde el exterior el sistema, es decir, mediante la unidad 20b de dosificación de producto químico mientras se usa el permeado de membrana semipermeable como disolvente.
Estudios intensos por parte de los presentes inventores han revelado que, para lograr un tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo eficiente al que se dirige la presente invención, resulta muy eficaz proporcionar, en un método de potenciación de un rendimiento de rechazo de una membrana semipermeable mediante presurización y alimentación de un líquido que contiene un potenciador del rendimiento de rechazo con respecto a un lado primario de la membrana semipermeable para entrar en contacto con la superficie de membrana de la misma, una etapa de cambiar, durante la alimentación del líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo, al menos o bien la presión que actúa sobre la superficie de membrana o bien la velocidad de flujo de permeación a partir de aquella en el momento de tratamiento normal, seguido por mantener la presión o velocidad de flujo de permeación cambiada.
Como método específico, se cambia la presión al menos una vez, mediante lo cual puede lograrse el objetivo de la presente invención.
El objetivo de la presente invención puede lograrse de manera eficaz cambiando la presión a una velocidad de 0,05 MPa/s o más.
Dado que el propósito es cambiar la velocidad de flujo de permeación, el cambio de la velocidad de flujo de alimentación debe establecerse de manera apropiada dependiendo de las condiciones de alimentación, y, en cuanto al cambio del flujo de permeación (=velocidad de flujo de permeación por área de membrana), una fluctuación hasta 0,8 veces o menos o 1,2 veces o más con respecto a aquella antes del cambio puede ser eficaz, pero es más preferiblemente de desde 0,6 hasta 0,8 veces o desde 1,2 hasta 1,5 veces, porque una fluctuación rápida impone una carga sobre la membrana semipermeable.
También se prefiere un método de establecer la velocidad de flujo de permeación a 0,1 veces o menos la velocidad de flujo de permeación en el momento de tratamiento normal. Dicho de otro modo, también es eficaz realizar la purga de permitir que el permeado se aproxime sustancialmente a cero. En particular, para realizar la purga, se conmuta fácilmente el flujo mediante un método sencillo tal como abrir el lado de concentrado de la membrana semipermeable o cerrar completamente el lado de permeación y, por tanto, la purga puede llevarse a cabo de manera fácil y sencilla, lo cual se prefiere. El tiempo durante el cual se mantiene la presión o velocidad de flujo de permeación en la presente invención después de haberse cambiado es de desde 10 segundos hasta 10 minutos.
El número de purgas no está particularmente limitado y también es preferible llevar a cabo de manera intermitente la purga mientras se monitoriza el efecto. También puede obtenerse el mismo efecto mediante el cambio de la velocidad de flujo de permeación. En este caso, el cambio puede lograrse, tal como se describió anteriormente, mediante un cambio de presión en el lado primario pero también puede lograrse mediante un cambio de presión en el lado secundario. Además, el flujo de permeación también puede cambiarse cambiando la concentración del soluto usado en la presente invención, cambiando de ese modo la presión osmótica en la superficie de membrana. En tal caso, cuando el agua de partida en el momento de generación de agua dulce es agua del mar, la presión osmótica puede hacerse fluctuar en gran medida sin gastar un coste en productos químicos, lo cual se prefiere.
Además, para lograr un tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo eficiente al que se dirige la presente invención, cuando una constante X se determina según la clase del potenciador del rendimiento de rechazo y una cantidad del líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo alimentada a la membrana semipermeable se designa Qf [m3/día], una cantidad del líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo que penetra a través de la membrana semipermeable se designa Qp [m3/día], el área de membrana de la membrana semipermeable se designa A [m2], la concentración de potenciador del rendimiento de rechazo se designa C [mg/l], el tiempo de tránsito de líquido se designa t [h], y la presión osmótica del líquido alimentado se designa n, el tratamiento se aplica preferiblemente para satisfacer:
1,0X<QpT/AxCxt<1,4X
y
0,02<Q pt/Q ft<0,2
en el caso en el que la presión osmótica n es de menos de 1 bar;
0,8X<QpT/AxCxt<1,2X
y
0,2<Qpt/Qft<0,4
en el caso en el que la presión osmótica n es de 1 bar o más y menos de 20 bar o menos; y 0,6X<QpT/AxCxt<1,0X
y
0,3<Qpt/Qft<0,5
en el caso en el que la presión osmótica n es de 20 bar o más y 40 bar o menos.
En este caso, Qpt/A indica la velocidad de flujo de permeación por área de membrana, es decir, el flujo de permeación, y QpT/A*C*t establecido multiplicando Qpt/A por la concentración C y el tiempo t significa la cantidad total del potenciador del rendimiento de rechazo por área de membrana, que se pone en contacto (se hace pasar o se rechaza) desde el lado primario (lado de alimentación) hasta el lado secundario (lado de permeación) de la membrana semipermeable. En cuanto al método para determinar X en esas fórmulas, el valor puede obtenerse llevando a cabo previamente una prueba usando el líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo empleado.
Específicamente, por ejemplo, se prepara un líquido de tratamiento disolviendo 500 mg/l de NaCl en 100 l de agua pura, se establece una membrana semipermeable como objetivo de tratamiento en una célula para membrana de lámina plana descrita en el documento no de patente 2, y se mide el rendimiento inicial de la membrana semipermeable haciendo circular el líquido de tratamiento a una velocidad de flujo de 3,5 l, 25°C y una presión de 4,5 bar. En este caso, se usa de manera cíclica la totalidad del permeado y el concentrado. En este momento, se miden el flujo de permeación F (=cantidad de permeado/área de membrana) y el rendimiento de rechazo de NaCl R (=100-100*concentración de NaCl de permeado/concentración de NaCl de líquido de tratamiento) para obtener R0 como rendimiento de rechazo objetivo y Fi y Ri como rendimiento inicial. Posteriormente, se añaden 2 |jmol/l de un potenciador del rendimiento de rechazo como tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo y, después de tratar durante un tiempo establecido, se miden cambios temporales del flujo de permeación F2 y el rendimiento de rechazo de NaCl R2. Se mide el tiempo [h] hasta que la razón de mejora del rendimiento de rechazo Rim=(R0-Ri )/(R0-R2)=(Cp0-Cpi)/(Cp0-Cp2) supera 2 y se toma este tiempo como X.
En este momento, a menos que la razón de retención de flujo de permeación = F2/F1 sea de 0,5 o más, no se usa el potenciador del rendimiento de rechazo. Las condiciones para medir el cambio de rendimiento de membrana no están particularmente limitadas, pero el cambio de rendimiento se mide preferiblemente en las condiciones próximas a aquellas en la operación de generación de agua dulce o en las condiciones convencionales de la membrana semipermeable (en el caso de un producto comercial, las condiciones de catálogo).
En el momento de llevar a cabo el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo, es preferible seleccionar la clase y concentración del soluto y la presión osmótica, según la clase del potenciador del rendimiento de rechazo y el estado de la unidad de membrana semipermeable.
Caso A: potenciador L soluto L
En el caso de usar un potenciador del rendimiento de rechazo que ofrece una baja razón de rechazo en una membrana semipermeable (a continuación en el presente documento, potenciador L), cuando se usa un líquido que contiene un soluto sometido a bajo rendimiento de rechazo (a continuación en el presente documento, soluto L) o que tiene una baja presión osmótica, es menos probable que se produzca tanto el enriquecimiento del potenciador del rendimiento de rechazo debido al enriquecimiento provocado por la separación del permeado por la totalidad desde la entrada hasta la salida de la unidad de membrana semipermeable como un aumento de presión osmótica, y el potenciador del rendimiento de rechazo puede realizar un contacto uniforme a lo largo de toda la membrana semipermeable por la totalidad desde la entrada hasta la salida. Esto significa que el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo de membrana semipermeable tiende a realizarse de manera uniforme.
Específicamente, por ejemplo, cuando el deterioro de la membrana semipermeable, como el cambio en la influencia de la temperatura de agua de alimentación que va a tratarse sobre la membrana semipermeable por la totalidad desde la entrada hasta la salida, es pequeño, una combinación de un potenciador L un soluto L es adecuada.
Caso B: potenciador H soluto H
En el caso de usar un potenciador del rendimiento de rechazo que ofrece una alta razón de rechazo en una membrana semipermeable (a continuación en el presente documento, potenciador H), cuando se usa un líquido que contiene un soluto sometido a alto rendimiento de rechazo (a continuación en el presente documento, soluto H) o que tiene una alta presión osmótica, la concentración del potenciador H es superior más cerca de la salida debido al enriquecimiento provocado por la separación del permeado por la totalidad desde la entrada hasta la salida de la unidad de membrana semipermeable. Sin embargo, la concentración del soluto H también es superior.
Por consiguiente, se reduce el flujo de permeación por la totalidad desde la entrada hasta la salida, dando como resultado una baja concentración de potenciador del rendimiento de rechazo y un gran flujo de permeación en la entrada y una alta concentración de potenciador del rendimiento de rechazo y un pequeño flujo de permeación en la salida y, por tanto, el potenciador del rendimiento de rechazo puesto en contacto se equilibra mejor por la totalidad desde la entrada hasta la salida, lo cual se prefiere. Además, dependiendo de las condiciones de funcionamiento, puede hacerse que la velocidad de producción de efecto en la entrada sea relativamente superior o relativamente inferior.
Específicamente, de manera similar al caso A, por ejemplo, cuando el deterioro de la membrana semipermeable, como el cambio en la influencia de la temperatura de agua de alimentación que va a tratarse sobre la membrana semipermeable por la totalidad desde la entrada hasta la salida, es pequeño o cuando la influencia sobre la membrana semipermeable se cambia en cierta medida, una combinación de un potenciador H un soluto H es adecuada.
Caso C: potenciador L soluto H
En el caso de un potenciador L, cuando se incorpora un soluto sometido a un rendimiento de rechazo relativamente alto de la membrana semipermeable para producir una presión osmótica (a continuación en el presente documento, soluto H), el flujo de permeación es grande cerca de la entrada de la unidad de membrana semipermeable, dando como resultado una alta velocidad de producción de efecto de un potenciador del rendimiento de rechazo, y se reduce el reflujo de permeación a medida que se acerca a las inmediaciones de la salida debido a un aumento de la presión osmótica resultante del enriquecimiento del soluto, como resultado, la velocidad de producción de efecto del potenciador del rendimiento de rechazo disminuye. Es decir, el método anterior es un método de implementación preferible cuando se requiere potenciar en gran medida el rendimiento de rechazo más cerca de la entrada.
Específicamente, por ejemplo, como en la desalinización de agua del mar, el flujo de permeación durante la generación de agua dulce es grande para provocar fácilmente incrustaciones en las inmediaciones de la entrada de la unidad de membrana semipermeable, en comparación con las inmediaciones de la salida. En el caso en el que un agente oxidante penetra en la membrana semipermeable, la influencia del agente oxidante es mayor más cerca de la entrada, y el deterioro de la membrana semipermeable es relativamente grande. Por consiguiente, en tal caso, un método de realizar de manera positiva el tratamiento en las inmediaciones de la entrada empleando una combinación de un potenciador L un soluto H es adecuado. En el caso de desalinización de agua del mar, dado que puede usarse agua del mar como soluto H, el método anterior es adecuado entre otros.
Caso D: potenciador H soluto L
En el caso de un potenciador H, la concentración del potenciador del rendimiento de rechazo se enriquece más cuanto más cerca está de la salida. Por otro lado, el aumento de la presión osmótica debido al enriquecimiento del soluto es pequeño y, por tanto, la velocidad de producción de efecto del potenciador del rendimiento de rechazo es superior a medida que va hacia la salida desde la entrada. Un método de este tipo es eficaz cuando la membrana semipermeable está más dañada en las inmediaciones de la salida, por ejemplo, cuando se produce precipitación de escamas.
Además, en el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo, tal como se ilustra en la figura 2, el caso C y el caso D se invierten invirtiendo el sentido de alimentación a la membrana semipermeable. Es decir, el rendimiento en las inmediaciones de la salida durante la generación de agua dulce puede potenciarse preferiblemente mediante un potenciador L un soluto H, o el rendimiento en las inmediaciones de la entrada durante la generación de agua dulce puede potenciarse preferiblemente mediante un potenciador H un soluto L. Evidentemente, tal como se ilustra en la figura 3, también se prefiere una configuración que permite la conmutación de una línea de alimentación de producto químico, y también puede ser posible invertir el flujo de manera intermitente. Específicamente, durante el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo de membrana semipermeable, la válvula 16a de agua de alimentación, la válvula 17a de permeado y la válvula 18a de concentrado están cerradas; en el caso de alimentar productos químicos en el sentido directo, la válvula 16b de producto químico de alimentación, la válvula 17b de producto químico permeado y la válvula 18b de producto químico concentrado están abiertas, y la válvula 28a y la válvula 28b están cerradas; y en el caso de alimentar los productos químicos en el sentido inverso, la válvula 28a, la válvula 17b de producto químico permeado y la válvula 28b están abiertas, y la válvula 16b de producto químico de alimentación y la válvula 18b de producto químico concentrado están cerradas.
En este caso, el componente incorporado en el potenciador del rendimiento de rechazo para su uso en la presente invención es un polímero basado en vinilo o compuestos que tienen una cadena de polialquilenglicol. Los ejemplos del polímero basado en vinilo incluyen poli(acetato de vinilo), poli(alcohol vinílico), un copolímero de acetato de vinilo-etileno, un copolímero de cloruro de vinilo, un copolímero de estireno-acetato de vinilo y un copolímero de N-vinilpirrolidona-acetato de vinilo.
Los ejemplos de la cadena de polialquilenglicol incluyen una cadena de polietilenglicol, una cadena de polipropilenglicol, una cadena de politrimetilenglicol y una cadena de politetrametilenglicol. Estas cadenas de glicol pueden formarse, por ejemplo, mediante polimerización con apertura de anillo de óxido de etileno, óxido de propileno, oxetano, tetrahidrofurano, etc.
Se requiere que el potenciador del rendimiento de rechazo aplicado a la presente invención contenga otro soluto (un soluto diferente del potenciador del rendimiento de rechazo), y el componente del mismo no está particularmente limitado, pero debe tenerse en cuenta que no contenga un agente oxidante o sustancia en suspensión que afecte al rendimiento de la membrana semipermeable, un compuesto tal como tensioactivo que se adsorbe en la membrana y deteriora el rendimiento, y un componente tal como disolvente orgánico o aceite. Desde este punto de vista, es particularmente preferible aplicar un polialquilenglicol a una membrana semipermeable que contiene poliamida como componente principal, porque el efecto es grande.
Como compuesto que tiene una cadena de polialquilenglicol para su uso en la presente invención, puede usarse un compuesto en el que se introduce un grupo ionizable en una cadena de polialquilenglicol. Los ejemplos del grupo ionizable incluyen un grupo sulfo, un grupo carboxilo, un grupo fosfo, un grupo amino y un grupo amonio cuaternario. Introduciendo un grupo ionizable de este tipo, se obtiene un compuesto de polímero soluble en agua que tiene propiedades aniónicas o catiónicas. La cadena de polialquilenglicol para su uso en la presente invención es, entre otras cosas, preferiblemente una cadena de polietilenglicol. Un compuesto que tiene una cadena de polietilenglicol tiene una gran solubilidad en agua, lo que facilita la manipulación como potenciador del rendimiento de rechazo, y, dado que su afinidad por la superficie de membrana compuesta es alta, se disminuye la reducción del rendimiento con el tiempo tras el tratamiento.
Entre estos, como potenciador L o soluto L, se selecciona un compuesto para el que la membrana semipermeable aplicada tiene preferiblemente un rendimiento de rechazo del 50% o menos, más preferiblemente un rendimiento de rechazo del 20% o menos. Por el contrario, como potenciador H o soluto H, se selecciona un compuesto que ofrece preferiblemente un rendimiento de rechazo del 70% o más, más preferiblemente un rendimiento de rechazo del 90% o más.
En particular, el polímero al que se le aplica la presente invención puede seleccionarse de manera apropiada según el rendimiento de la membrana semipermeable o el componente destinado a potenciar el rendimiento de rechazo. Específicamente, por ejemplo, en el caso de una membrana de ósmosis inversa que tiene una razón de retirada de cloruro de sodio del 90% o más, cuando se usa un polialquilenglicol como potenciador del rendimiento de rechazo, su peso molecular promedio en peso es de desde 6.000 hasta 100.000, más preferiblemente desde 7.500 hasta 50.000. Si el peso molecular promedio en peso de la cadena de polialquilenglicol es de menos de 6.000, la razón de rechazo de la membrana semipermeable no se potencia suficientemente, y puede reducirse la capacidad de fijación tras el tratamiento. Manteniendo el peso molecular promedio en peso dentro de 100.000, no sólo se suprime una reducción extrema en el flujo de permeación sino que también se mantiene una buena solubilidad en agua, permitiendo una manipulación sencilla y fácil.
En el caso de mejorar el rendimiento de rechazo para boro no disociativo, etc., que es muy difícil de retirar mediante una membrana semipermeable, resulta eficaz que un potenciador del rendimiento de rechazo que tiene un peso molecular promedio en peso de 2.000 o menos contenga al menos una cadena de polialquilenglicol que tiene un peso molecular promedio en peso de 2.000 o menos. En cuanto a la membrana semipermeable adecuada para este método, la aplicación a una membrana de alta razón de retirada que muestra una razón de retirada del 99,5% o más, preferiblemente el 99,8% o más, para cloruro de sodio 2.000 mg/l, es particularmente eficaz.
Por otro lado, en el caso de una membrana de RO imprecisa o de nanofiltración que muestran, cada una, una razón de retirada de cloruro de sodio del 50% o menos, resulta eficaz que un polialquilenglicol como potenciador del rendimiento de rechazo tenga un peso molecular promedio en peso de 10.000 a 100.000. Particularmente, en el caso de desear retirar un ion divalente sin retirar un ion monovalente como en una membrana de RO imprecisa o una membrana de nanofiltración, cuando se usa un polialquilenglicol que tiene un peso molecular promedio en peso de 20.000 o más, el rendimiento de retirada de ion divalente puede mejorarse ventajosamente al tiempo que no se aumenta el rendimiento de rechazo de ion monovalente lo más posible.
El peso molecular promedio en peso puede determinarse analizando una disolución acuosa de un compuesto que tiene una cadena de polialquilenglicol con cromatografía de permeación en gel (GPC) y calculando el peso molecular en cuanto a patrones de poli(óxido de etileno) a partir del cromatograma obtenido.
En el caso de usar una membrana semipermeable para la desalinización de agua del mar, desde el punto de vista de un alto rendimiento de rechazo de la membrana semipermeable, preferiblemente se usa un potenciador del rendimiento de rechazo H como potenciador del rendimiento de rechazo de la presente invención. En el caso de una membrana semipermeable para la desalinización de agua del mar, el peso molecular promedio en peso es preferiblemente de desde 2.000 hasta 50.000, más preferiblemente desde 2.000 hasta 20.000. En el caso de una membrana semipermeable que tiene une rendimiento de rechazo inferior a aquella para la desalinización de agua del mar, tal como membrana de ósmosis inversa de baja presión, membrana de ósmosis inversa imprecisa o membrana de nanofiltración, es preferiblemente de desde 6.000 hasta 100.000.
En este caso, en cuanto al cálculo de la presión osmótica, en el caso de un único componente, la presión osmótica puede determinarse según la fórmula de Van't Hoff Po=n*R*(273,15+T). En el caso de un componente de agua del mar, también puede usarse la fórmula de aproximación descrita en el documento no de patente 2.
En cuanto al material de la membrana semipermeable aplicable a la presente invención, puede usarse un material de polímero tal como polímero basado en acetato de celulosa, poliamida, poliéster, poliimida y polímero de vinilo. En cuanto a la estructura de membrana, puede usarse una membrana asimétrica que tiene una capa densa en al menos una superficie de la membrana y que tiene microporos con un tamaño de poro que aumenta gradualmente en el sentido desde la capa densa hacia el interior de la membrana o la otra superficie, o una membrana semipermeable compuesta que tiene una capa funcional de separación muy delgada formada por otro material sobre la membrana de soporte.
En particular, la membrana semipermeable adecuada para la presente invención es preferiblemente una membrana de ósmosis inversa compuesta que usa poliamida como capa funcional de separación, o una membrana de nanofiltración, que satisfacen, cada una, la totalidad de alta resistencia a la presión, alta permeabilidad al agua y alto rendimiento de retirada de soluto y que tienen un excelente rendimiento. Particularmente, en el caso de usar agua del mar como agua de partida, se necesita aplicar una presión no menor de la presión osmótica a la membrana semipermeable compuesta, y con frecuencia se carga una presión de funcionamiento de al menos 5 MPa. Con el fin de mantener una alta permeabilidad al agua y rendimiento de rechazo contra esta presión, es adecuada una membrana que tiene una estructura en la que se usa poliamida como capa funcional de separación y se sujeta la capa mediante un soporte que incluye una membrana microporosa o material textil no tejido. Como membrana semipermeable de poliamida, es adecuada una membrana semipermeable compuesta que tiene una capa funcional de separación formada por una poliamida reticulada mediante reacción de policondensación entre una amina polifuncional y un haluro de ácido polifuncional.
Además, en la membrana semipermeable compuesta, dado que la cantidad de una capa funcional de separación es pequeña, un potenciador del rendimiento de rechazo actúa eficazmente sobre una porción de capa funcional que ejerce el rendimiento de rechazo y, por tanto, se prefiere la aplicación a la misma. En una membrana semipermeable de este tipo para tratamiento de agua, el pH de agua de partida que va a tratarse está generalmente en una región neutra, y en esta región, la superficie de membrana está negativamente cargada para prevenir la adsorción de un material orgánico natural, es decir, el potencial de membrana de superficie es negativo (-), mientras que un punto isoeléctrico está generalmente en una región débilmente ácida, es decir, el potencial de superficie pasa a ser 0. En el caso de usar un potenciador del rendimiento de rechazo sin carga o débilmente cargado para el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo según la presente invención, la sostenibilidad del efecto de tratamiento puede aumentarse haciendo que el potencial de superficie de membrana semipermeable sea neutro y, por tanto, el tratamiento se realiza preferiblemente en una región débilmente ácida, específicamente, a un pH de 4 a 7, preferiblemente a un pH de 5,5 a 6,8.
En la presente invención, la membrana semipermeable puede usarse como elemento de membrana semipermeable implementado para uso práctico. En el caso en el que la forma de membrana de la membrana semipermeable es una membrana de lámina plana, la membrana semipermeable puede usarse incorporándola en un módulo enrollado en espiral, tubular o de placa y armazón, pero, entre otras cosas, en el caso de usar una forma enrollada en espiral, por el motivo de que, a la vista de la estructura, el potenciador del rendimiento de rechazo fluye en una dirección en un solo sentido desde la cara de extremo de un lado hasta la cara de extremo de lado opuesto, y dado que se incorpora un elemento tal como material de canal de lado de agua de alimentación y material de canal de lado de permeado, el potenciador del rendimiento de rechazo tiende a actuar de manera uniforme sobre la superficie de membrana, el elemento se usa preferiblemente como un elemento de membrana semipermeable al que se le aplica la presente invención. De estos, en cuanto al elemento de canal de lado de agua de alimentación a través del cual se hace pasar un líquido que contiene un potenciador del rendimiento de rechazo, es preferible tener un grosor de 0,6 mm a 1,0 mm, particularmente desde 0,7 mm hasta 0,9 mm, y aplicarse a un elemento enrollado en espiral que tiene una porosidad de 0,8 o más, porque es probable que el líquido de tratamiento se ponga en contacto de manera uniforme.
En el método de potenciación del rendimiento de rechazo de la presente invención, la razón de rechazo se potencia poniendo en contacto un líquido que contiene un potenciador del rendimiento de rechazo con una membrana semipermeable, pero, dado que el flujo de permeación disminuye en consecuencia, con el fin de prevenir un aumento excesivo de la presión de funcionamiento debido a la degradación del rendimiento de permeación mientras se usa completamente el efecto de potenciación del rendimiento de rechazo, es muy importante monitorizar y controlar el rendimiento de permeación de agua y el rendimiento de rechazo antes y después del tratamiento de rendimiento de rechazo.
Específicamente, es preferible usar un método en el que se hace pasar un líquido, que tiene los mismos componentes que el líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo excepto por no contener el potenciador del rendimiento de rechazo (un líquido que contiene un componente diferente del potenciador del rendimiento de rechazo), a través de una membrana de ósmosis inversa al menos antes del tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo; se miden al menos dos fluidos a partir del agua de alimentación (agua de alimentación como objetivo del tratamiento), permeado y concentrado, para determinar la velocidad de flujo, concentración y temperatura de agua en ese momento; se calculan el coeficiente de permeación de agua pura A0 como rendimiento de permeación de agua inicial y el coeficiente de permeación de soluto B0 como rendimiento de rechazo a partir de los valores medidos; mientras se alimenta y se hace pasar el líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo a la membrana de ósmosis inversa, se miden al menos dos fluidos a partir del agua de alimentación, permeado y concentrado, para determinar la velocidad de flujo, concentración y temperatura de agua en ese momento; se calculan el coeficiente de permeación de agua pura A1 como rendimiento de permeación de agua inicial y el coeficiente de permeación de soluto B1 como rendimiento de rechazo a partir de los valores medidos; en el caso en el que B1/B0 no es mayor que un valor predeterminado Rb cuando A1/A0 pasa a ser Ra1 o menos, se termina el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo; en el caso en el que B1/B0 supera Rb, se continúa el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo; y en el punto en el que B1/B0 pasa a ser Rb o menos o A1/A0 se reduce hasta Ra2, se detiene el tratamiento.
Más específicamente, el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo se aplica preferiblemente de tal manera que Ra1 es de 0,9 o menos, Ra2 es de 0,7 o más, y Rb es de desde 0,3 hasta 0,7.
Es preferible usar un método en el que se hace pasar un líquido que tiene los mismos componentes que el líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo excepto por no contener el potenciador del rendimiento de rechazo a través de una membrana de ósmosis inversa al menos antes del tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo; se miden al menos dos fluidos a partir del agua de alimentación, permeado y concentrado, para determinar la velocidad de flujo, concentración y temperatura de agua en ese momento; se calculan el coeficiente de permeación de agua pura A0 como rendimiento de permeación de agua inicial y el coeficiente de permeación de soluto B0 como rendimiento de rechazo a partir de los valores medidos; mientras se alimenta y se hace pasar el líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo a la membrana de ósmosis inversa, se miden al menos dos fluidos a partir del agua de alimentación, permeado y concentrado, para determinar la velocidad de flujo, concentración y temperatura de agua en ese momento; se calculan el coeficiente de permeación de agua pura Ai como rendimiento de permeación de agua inicial y el coeficiente de permeación de soluto Bi como rendimiento de rechazo a partir de los valores medidos; en el caso en el que B1/B0 no es mayor que un valor predeterminado Rb cuando A1/A0 pasa a ser Ra í o menos, se termina el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo; en el caso en el que B1/B0 supera Rb , se continúa el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo; y en el punto en el que B1/B0 pasa a ser Rb o menos o A1/A0 se reduce hasta Ra2 , se detiene el tratamiento. Más específicamente, el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo se aplica preferiblemente de tal manera que Ra í es de 0,9 o menos, Ra2 es de 0,7 o más, y Rb es de desde 0,3 hasta 0,7.
En este caso, el coeficiente de permeación de agua pura y el coeficiente de permeación de soluto pueden determinarse según las siguientes fórmulas:
Jv=A(AP-7r(Cm)) (1)
Js=B(Cm-Cp) (2)
(Cm-Cp)/(Cf-Cp)=exp(Jv/k) (3)
Cp=Js/Jv (4)
A=axA25x|u,25/|u (5)
B=pxB25 x p25/px(273.15+T)/(298.15) (6)
Cf: concentración de agua de alimentación [mg/l]
Cm: concentración de superficie de membrana [mg/l]
Cp: concentración de permeado [mg/l]
Js: flujo de permeación de soluto [kg/m2/s]
Jv: flujo de permeación de agua pura [m3/m2/s]
k: coeficiente de transferencia de sustancia [m/s]
A: coeficiente de permeación de agua pura [m3/m2/Pa/s]
A25: coeficiente de permeación de agua pura a 25°C [m3/m2/pa/s]
B: coeficiente de permeación de soluto [m/s]
B25: coeficiente de permeación de soluto a 25°C [m3/m2/Pa/s]
T: temperatura [°C]
a: coeficiente de variación mediante condiciones de funcionamiento [-]
P: coeficiente de variación mediante condiciones de funcionamiento [-]
AP: presión de funcionamiento [Pa]
p: viscosidad [Pas]
p25: viscosidad a 25°C [Pas]
n: presión osmótica [Pa]
Es decir, se miden Jv, Cf, Cp y T, y se sustituyen k y otros valores físicos en las fórmulas (1) a (4), mediante lo cual pueden determinarse el coeficiente de permeación de agua pura A y el coeficiente de permeación de soluto B en las condiciones de medición reales. Además, basándose en a y P anteriormente obtenidos, pueden determinarse el coeficiente de permeación de agua pura A25 y el coeficiente de permeación de soluto B25 a 25°C según las fórmulas (5) y (6) y, además, también pueden obtenerse el coeficiente de permeación de agua pura y el coeficiente de permeación de soluto a una temperatura arbitraria T usando las fórmulas (5) y (6). En el caso de calcular el rendimiento del elemento de membrana semipermeable, puede determinarse realizando integración numérica mientras se calcula un balance de masa en la dirección de longitud del elemento semipermeable.
Se describen detalles de este método de cálculo en el documento no de patente (M. Taniguchi, et al., “Behavior of a reverse osmosis plant adopting a brine conversion”, Journal of Membrane Science, 183, págs. 249-257 (2000)).
En el cálculo y la monitorización del coeficiente de permeación de agua pura A y el coeficiente de permeación de soluto B, ambos son preferiblemente valores corregidos con respecto a la misma temperatura, pero es muy preferible corregir estos coeficientes con respecto a un valor a la temperatura de funcionamiento más baja Tl de la membrana semipermeable, que es el entorno más duro para la permeabilidad al agua, es decir, en el que más disminuye el coeficiente de permeación de agua pura A, y un valor a la temperatura de funcionamiento más alta Th de la membrana semipermeable, que es el entorno más duro para el rendimiento de rechazo, es decir, en el que mayor se vuelve el coeficiente de permeación de disolución B, porque se sabe claramente si los rendimientos respectivos están o no dentro de intervalos aceptables.
En el método de la presente invención, con el fin de realizar el tratamiento de poner en contacto un potenciador del rendimiento de rechazo con una membrana semipermeable, existe, por ejemplo, un método en el que se hace pasar un líquido que contiene un potenciador del rendimiento de rechazo a través de un recipiente de presión en el estado de estar cargada una membrana semipermeable en el recipiente de presión y se pone en contacto con la membrana semipermeable. En el caso de tener una instalación para aplicar limpieza con producto químico en el estado de estar cargada una membrana semipermeable en un recipiente de presión, se hace pasar un líquido que contiene un potenciador del rendimiento de rechazo a través de un recipiente de presión usando la instalación de limpieza y se pone en contacto con una membrana semipermeable, mediante lo cual puede realizarse el tratamiento.
La presión en el momento de realizar el tratamiento de poner en contacto un líquido que contiene un potenciador del rendimiento de rechazo con una membrana semipermeable compuesta no está particularmente limitada y puede determinarse de manera apropiada teniendo en cuenta la resistencia a la presión de la membrana semipermeable, el efecto de potenciación del rendimiento de rechazo y la influencia sobre la permeabilidad al agua. Entre otras cosas, preferiblemente la presión es de no más que la presión en el momento de la operación de generación de agua dulce de hacer pasar agua que va a tratarse a través de una membrana semipermeable, y en el caso de tener la instalación de limpieza con producto químico anteriormente descrita, el tratamiento se realiza más preferiblemente dentro del intervalo de presión de la instalación de limpieza, porque el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo puede aplicarse sin proporcionar una instalación exclusiva.
En la realización del tratamiento de poner en contacto un líquido que contiene un potenciador del rendimiento de rechazo con una membrana semipermeable, una realización preferida es realizar el tratamiento de tal manera que el flujo de permeación pasa a ser de desde 0,01 hasta 2,0 m/día, porque es probable que el potenciador del rendimiento de rechazo actúe incluso en el interior de la membrana semipermeable. Si el flujo de permeación es de menos de 0,01 m/día, el efecto de tratamiento es bajo, y si es de más de 2,0 m/día, puede haber un riesgo de que se dañe la membrana semipermeable compuesta debido a una presión de funcionamiento excesiva.
La concentración del potenciador del rendimiento de rechazo no está particularmente limitada, pero si la concentración es demasiado alta, puede ser menos probable que se obtenga una potenciación del rendimiento de rechazo uniforme en toda la membrana, o, dado que el potenciador del rendimiento de rechazo se acumula localmente, tiende a producirse una reducción local en la permeabilidad al agua. Por el contrario, si la concentración del mismo es demasiado baja, esto puede provocar de manera desventajosa una disminución de la velocidad de potenciación del rendimiento de rechazo y provocar un aumento del tiempo de tratamiento. Específicamente, según la invención, la concentración del mismo es de desde 0,5 |jmol/l hasta 100 |jmol/l, preferiblemente desde 1 jmol/l hasta 50 jmol/l.
Además, con el fin de aumentar el efecto de tratamiento y la eficiencia de tiempo, la concentración puede aumentarse y reducirse gradualmente mientras se monitoriza el flujo de permeación durante el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo. Medir el flujo de permeación durante el tratamiento hace posible aumentar o reducir inmediatamente la concentración de tratamiento cuando no se produce el efecto de potenciación del rendimiento de rechazo debido a una concentración demasiado baja o cuando se considera que es difícil un tratamiento uniforme debido a un efecto demasiado grande por tiempo, y esto es particularmente eficaz en la realización del tratamiento a gran escala en una planta de tratamiento de agua, etc. Además, la velocidad de difusión/contacto en/con la membrana semipermeable puede aumentarse alimentando el líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo después de calentarlo, y esto también es una realización preferida. Específicamente, la temperatura de calentamiento es preferiblemente la temperatura de funcionamiento más alta de la membrana semipermeable en el momento de generación de agua dulce y, desde el punto de vista de prevenir el deterioro por calor de la membrana semipermeable, oscila entre la temperatura de funcionamiento más alta en el momento de generación de agua dulce y 60°C, y la temperatura es más preferiblemente de desde 35 hasta 45°C.
De ese modo, puede hacerse que la constante anteriormente descrita X sea pequeña. Específicamente, con respecto al valor X1 determinado a la temperatura supuesta T1°C en la determinación de la constante X, cuando se aumenta la temperatura en AT°C (=T2-Ti , T2 es la temperatura de tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo), puede aplicarse X corregido por Xi+áT=Xi/(1+a*AT), siempre que 0,02<a<0,03.
En la presente invención, también es preferible usar, tras el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo, un método para hacer que la desorción del agente de tratamiento a partir de la membrana semipermeable sea difícil mediante el contacto con agua a alta temperatura. Específicamente, el método puede ser un método de aumentar la temperatura ambiental pero puede llevarse a cabo, tras el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo, haciendo que agua de alimentación, concentrado o permeado en el momento de generación de agua dulce u otra agua fuera del sistema discurra al interior del lado de alimentación de la membrana semipermeable a una temperatura de no menos que la temperatura más alta durante la generación de agua dulce. La temperatura específica es preferiblemente de no menos que la temperatura más alta en el momento de la operación de generación de agua dulce (temperatura de funcionamiento más alta), y, desde el punto de vista de prevenir el deterioro de la membrana semipermeable, es de 60°C o menos, más preferiblemente desde 35 hasta 45°C. Las condiciones en este caso, tales como velocidad de flujo y pH, no están particularmente limitadas, pero se prefiere un nivel leve de velocidad de flujo o pH que no produce ninguna influencia adversa sobre la membrana semipermeable o sobre el resultado del tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo. Además, la presión en este caso también es preferiblemente de no más que la presión de funcionamiento en el momento de generación de agua dulce.
Con respecto a esto, en cuanto al agua caliente usada, el líquido de potenciación del rendimiento de rechazo puede calentarse y hacerse pasar directamente, pero esto requiere una atención, porque el calentamiento produce un efecto de aceleración del tratamiento y, en comparación con el caso de no calentar el líquido, el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo debe completarse pronto calentando y haciendo pasar el líquido antes que la terminación del tratamiento.
El tiempo durante el cual se hace pasar el líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo a través puede determinarse de manera apropiada en la presente invención, pero es de desde 0,5 hasta 24 horas, preferiblemente desde 1 hasta 12 horas. Si el tiempo de tratamiento es demasiado corto como anteriormente, un tratamiento uniforme se vuelve difícil, y si el tiempo de tratamiento es demasiado largo, se pierde de manera desventajosa el tiempo de funcionamiento de la instalación.
En el caso de realizar el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo, puede obtenerse un efecto de recuperación de mantenimiento a más largo plazo retirando previamente sustancias de incrustación en membrana en la superficie de membrana semipermeable antes del tratamiento de puesta en contacto. Como método para retirar sustancias de incrustación en membrana, puede usarse un producto químico generalmente empleado como producto químico de limpieza para una membrana de este tipo. Para metales unidos a la superficie de membrana, tales como hierro y manganeso, la limpieza con una disolución ácida de ácido cítrico, ácido oxálico, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, etc., es eficaz, y el efecto de limpieza puede aumentarse usando la disolución a un pH de 3 o menos. En el caso en el que se une un material orgánico o un microorganismo a la superficie de membrana, limpiar con una disolución alcalina de sosa cáustica, etilendiamina-tetraacetato de tetrasodio es eficaz, y el efecto de limpieza puede aumentarse usando la disolución a un pH de 10 o más. La limpieza con tal producto químico de limpieza puede ser un método de limpiar la membrana usando productos químicos respectivos de manera individual o un método de limpiar la membrana usando de manera alternante una pluralidad de productos químicos.
En el método de potenciación del rendimiento de rechazo de la presente invención, se lleva a cabo una mejora de razón de rechazo que tiene un efecto repetitivo sobre la misma membrana semipermeable con la misma instalación de tratamiento de agua, de modo que puede mantenerse una razón de retirada constante durante un largo periodo de tiempo llevando a cabo de manera periódica el método de tratamiento de la presente invención. En particular, el efecto de mejorar la razón de retirada de una sustancia sin carga es mayor que el de un electrolito inorgánico para el que se proporciona un efecto de exclusión por la carga de membrana. Los ejemplos de la sustancia sin carga incluyen una sustancia orgánica distinta de electrolito y una sustancia que no se disocia en una región neutra (por ejemplo, boro, sílice). Dado que el agua del mar o agua subterránea contiene un alto nivel de estas sustancias, cuando se aplica el método de la presente invención a una planta de desalinización de tratamiento de tal agua de partida, puede continuarse una operación más estable.
Además, el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo de la presente invención permite restringir la permeación tanto de un disolvente como de un soluto a través de una membrana semipermeable, de modo que, particularmente cuando se deteriora la membrana semipermeable y se aumenta el flujo de permeación, no sólo se recupera la razón de rechazo sino que también puede prevenirse una disminución de la calidad de permeado resultante de una reducción del flujo de permeación y una reducción excesiva consecuente de la presión de funcionamiento para mantener la cantidad de agua dulce generada al valor de diseño.
El método de potenciación del rendimiento de rechazo anterior se describe con referencia a aplicar el tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo en una planta de desalinización tomando, como ejemplo, un caso en el que la membrana semipermeable incluye una unidad, pero no hay ningún problema en aplicar el tratamiento en el estado de un elemento de membrana semipermeable y sin limitación a únicamente una membrana semipermeable tras su uso, también es una realización preferida aplicar el tratamiento a una nueva membrana semipermeable inmediatamente después de la fabricación, o el tratamiento de la presente invención puede aplicarse en una planta de desalinización inmediatamente después de cargar un nuevo elemento de membrana semipermeable en la planta. Esto también hace posible obtener un elemento de membrana semipermeable que tiene un rendimiento de rechazo requerido según las necesidades, independientemente de la variedad de membranas semipermeables.
Además, no hay ningún problema aunque una pluralidad de unidades de membrana semipermeable que se comunican entre sí estén presentes dentro de una planta de desalinización y, en el caso de tener una pluralidad de unidades de membrana semipermeable, el líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo descargado a partir de una primera unidad de membrana semipermeable puede usarse como potenciador del rendimiento de rechazo en una segunda unidad de membrana semipermeable, o el tratamiento puede realizarse en paralelo.
La figura 4 ilustra un ejemplo del primer caso. En este caso, cuando se enriquece el potenciador del rendimiento de rechazo en una primera unidad 9a de membrana semipermeable (etapa inicial) (es decir, en el caso del potenciador H), dado que la concentración se vuelve alta en la entrada de una segunda unidad 9b de membrana semipermeable (etapa posterior), a menos que se desee aumentar el rendimiento de rechazo particularmente de la segunda unidad de membrana semipermeable, el líquido descargado se diluye preferiblemente por medio de una bomba 22 de alimentación de agua de dilución a partir de un depósito 21 de agua de dilución. El agua de dilución en este caso no está particularmente limitada, pero la dilución se realiza preferiblemente usando, por ejemplo, agua de alimentación a la primera membrana semipermeable durante la generación de agua dulce, concentrado (agua descargada a partir de una línea 11a de descarga de concentrado) o permeado almacenado en un depósito 12 de agua producida, y, por ejemplo, en el caso en el que la instalación de generación de agua dulce incluye una pluralidad de sistemas, también es preferible alimentar el agua de dilución a partir de otro sistema tal como se ilustra en las figuras 5 y 6. En la figura 5, otro sistema incluye una línea 1c de agua de partida, un depósito 2c de agua de partida, una bomba 3c de alimentación de agua de partida, una unidad 4c de tratamiento previo, un depósito 5c de agua intermedio, una bomba 6c de alimentación, un filtro 7c de seguridad, una bomba 8c reforzadora, una unidad 9c de membrana semipermeable, una línea 11 de concentrado, una válvula 18c de concentrado, una válvula 17c y una válvula 18d. En la figura 6, otro sistema incluye una línea 1c de agua de partida, un depósito 2c de agua de partida, una bomba 3c de alimentación de agua de partida, una unidad 4c de tratamiento previo, un depósito 5c de agua intermedio, una bomba 6c de alimentación, un filtro 7c de seguridad, una bomba 8c reforzadora, una unidad 9c de membrana semipermeable, una línea 11 de concentrado, una válvula 18c de concentrado y una válvula 18d. En este caso, la válvula 17c permite alimentar permeado de la unidad 9c de membrana semipermeable a un depósito 15 de producto químico, si se desea, cuando, por ejemplo, el producto químico alimentado a partir de una unidad 20a o 20b de dosificación de producto químico está a una alta concentración o cuando se desea reducir la concentración mientras se hace circular el producto químico. La figura 6 es un ejemplo de usar concentrado de la unidad 9c de membrana semipermeable como agua de dilución, y la cantidad de alimentación del mismo al depósito 21 de agua de dilución puede ajustarse controlando la válvula 18c de concentrado y la válvula 18d.
En el caso de añadir agua de dilución, el tratamiento puede realizarse para satisfacer, en vez de C descrito anteriormente, la condición de C'=C*Qft/(Qft+Qf+), siempre que Qf+ sea la velocidad de flujo de agua de dilución [m3/día].
En el caso en el que el potenciador del rendimiento de rechazo puede retirarse casi completamente mediante una membrana semipermeable, también es posible realizar el tratamiento de potenciación del rendimiento mientras se genera agua dulce con la membrana semipermeable. Más específicamente, se trata previamente agua de partida que va a tratarse, y se añade un potenciador del rendimiento de rechazo al agua previamente tratada, mediante lo cual pueden realizarse simultáneamente el tratamiento y la generación de agua dulce. En particular, por el motivo de que el tratamiento se lleva a cabo mientras se realiza la operación de generación de agua dulce y, a su vez, pueden monitorizarse en tiempo real la presión de funcionamiento para la generación de agua dulce, la cantidad de agua dulce generada y la calidad de permeado, este método se prefiere mucho a la vista del control. Por ejemplo, puede usarse un método de añadir un potenciador del rendimiento de rechazo cuando la calidad de permeado, la razón de rechazo o el coeficiente de permeación de soluto se vuelven peores que la concentración establecida, y detener la adición del mismo cuando el rendimiento de rechazo se asienta a un valor aceptable. Por tanto, el método descrito anteriormente es una realización muy preferida.
Sin embargo, en este caso, si sucede lo peor, se crea un riesgo de mezclar el potenciador del rendimiento de rechazo en el agua producida, y, por tanto, se requiere tomar una contramedida, por ejemplo, para proporcionar un procedimiento de tratar adicionalmente el permeado para prevenir el mezclado del potenciador del rendimiento de rechazo en el agua producida, para usar un potenciador del rendimiento de rechazo cuya seguridad en la aplicación se ha confirmado o para detener rápidamente la generación de agua dulce monitorizando estrictamente la concentración de un potenciador del rendimiento de rechazo en el permeado. Un método de tratamiento de agua usando una membrana semipermeable tratada mediante el método de potenciación del rendimiento de rechazo anteriormente descrito hace posible prevenir la degradación de la calidad de permeado, obtener una buena calidad de permeado durante un tiempo de periodo prolongado y, a su vez, prolongar la vida útil de la membrana semipermeable y contribuir en gran medida a la reducción del coste para la generación de agua dulce.
La figura 7 es un ejemplo del procedimiento de membrana semipermeable representativo al que puede aplicarse la presente invención. La figura 8 es un ejemplo que ilustra un método para realizar un método de potenciación del rendimiento de rechazo disponiendo una pluralidad de membranas semipermeables en serie y usando un concentrado de segunda membrana semipermeable, en el que el sistema incluye una línea 1 de agua de partida, un depósito 2 de agua de partida, una bomba 3 de alimentación de agua de partida, una unidad 4 de tratamiento previo, un depósito 5 de agua intermedio, una bomba 6 de alimentación, un filtro 7 de seguridad, una bomba 8a reforzadora, una primera unidad 9a de membrana semipermeable, una línea 11 de concentrado, una válvula 18a de concentrado, un depósito 5b de agua intermedio para almacenar el permeado de la primera unidad 9a de membrana semipermeable, una bomba 8b reforzadora para reforzar y alimentar a una segunda membrana semipermeable, una segunda unidad 9b de membrana semipermeable, una segunda línea 10c de permeado, una segunda línea 11c de circulación de concentrado, una línea 11d de concentrado para suministrar concentrado a un depósito 15 de producto químico, y una válvula 17c y una válvula 17d para controlar velocidades de flujo respectivas. Con respecto a esto, el segundo concentrado está vinculado a una línea de descarga de concentrado o un depósito de producto químico, pero también puede proporcionarse una línea para descargar el concentrado fuera del sistema, y otras porciones tampoco están limitadas particularmente a las de la figura 8. La figura 9 ilustra un ejemplo de un caso de alimentar una parte de primer permeado a un depósito de producto químico. En este ejemplo, de manera similar a la figura 8, puede alimentarse un primer permeado al depósito de producto químico controlando una válvula 17c y una válvula 17d. La figura 9 es un caso de usar el permeado de una primera unidad de membrana semipermeable para la dilución del producto químico, pero también es posible aplicar el permeado de una segunda unidad de membrana semipermeable en lugar del permeado de la primera unidad de membrana semipermeable.
Ejemplos
A continuación se describe en más detalle la presente invención haciendo referencia a los ejemplos. Sin embargo, la presente invención no se limita a estos ejemplos sino que es tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.
<Preparación de agua de partida simulada>
Al implementar la preparación, se determinó la concentración de sal total en el permeado y el agua de alimentación midiendo la conductividad eléctrica de cada líquido por medio de un medidor de conductividad eléctrica y según la expresión de relación de una concentración de agua del mar simulada con una conductividad eléctrica anteriormente medida con agua del mar simulada. El agua del mar simulada tal como se usa en el presente documento significa un líquido preparado combinando los componentes en una razón de NaCl = 23,926 g/l, Na2SO4 = 4,006 g/l, KCl = 0,738 g/l, NaHCOa = 0,196 g/l, MgCh = 5,072 g/l, CaCh = 1,147 g/l y H3BO3 = 0,0286 g/l, y la concentración de sal total cuando se prepara a esta concentración pasa a ser del 3,5% en peso. <Determinación de la constante X>
Usando el aparato de evaluación de membrana de lámina plana descrito en el documento no de patente 2, una membrana de ósmosis inversa de poliamida aromática con una razón de rechazo de NaCl de aproximadamente el 99,8%, creando un flujo de permeación de aproximadamente 1,0 [m/día] con la circulación, presurización y permeación de una disolución acuosa de 32.000 [mg/l, NaCl], 25°C y pH=7 a 55 [bar] y una velocidad de flujo de alimentación de 3,5 [l/min], se sumergió en una disolución acuosa de ácido hipocloroso y de ese modo se redujo la razón de rechazo hasta aproximadamente el 99,4%. Se sometió esta membrana a tratamiento con circulación con un líquido en el que se añadieron 2 |jmol/l de polietilenglicol que tenía un peso molecular promedio en peso de 8.000 como potenciador del rendimiento de rechazo, a una velocidad de flujo de 3,5 l, 25°C y una presión de 4,5 bar usando el mismo aparato de evaluación de membrana de lámina plana.
En este momento, se usaron de manera cíclica todo el permeado y el concentrado. Tras el tratamiento, se sometió de nuevo una disolución acuosa de 32.000 [mg/l, NaCl], 25°C y pH=7 a circulación, presurización y permeación a 55 [bar] y una velocidad de flujo de alimentación de 3,5 [l/min], y se midió el rendimiento para calcular una razón de mejora del rendimiento de rechazo [=(razón de rechazo de NaCl inicial - razón de rechazo de NaCl tras el deterioro)/(razón de rechazo de NaCl inicial - razón de rechazo de NaCl tras el tratamiento)]. Es decir, en este caso, la razón de rechazo de NaCl inicial es la razón de rechazo objetivo R0. Se midieron el flujo de permeación F tras el tratamiento y el cambio dependiente del tiempo de tratamiento de la razón de rechazo de NaCl R, como resultado, la razón de mejora superó 2 en 46 minutos y, dado que F2/Fo=0,74 en ese momento, se determinó que la constante era de X=0,77.
<Medición del efecto del tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo>
Se hizo funcionar el aparato de tal manera que, tal como se ilustra en la figura 10, se usó agua de partida simulada preparada a una concentración de TDS Cf [mg/l] en un depósito 2 de agua de partida, se sometió a ultrafiltración a través de un módulo de membrana de UF fabricado por Toray Industries, Inc., como una unidad 4 de tratamiento previo para prevenir incrustaciones de la membrana semipermeable, se dirigió a través de un filtro 7 de seguridad mediante una bomba 6 de alimentación y se alimentó a unidades 9a y 9b de membrana semipermeable mediante una bomba 8a reforzadora y se sometieron totalmente a reflujo el concentrado y permeado obtenidos hasta el depósito de agua de partida a través de una línea 11c de circulación. Se cargó cada una de las unidades 9a y 9b de membrana semipermeable con un elemento de membrana de ósmosis inversa TM810V fabricado por Toray Industries, Inc., y se hicieron funcionar a una presión de funcionamiento de Pf [bar], una velocidad de flujo de alimentación de 36 [m3/día] y una temperatura de 25 [°C], y se midieron la velocidad de flujo de permeación Qpo [m3/día] y la concentración de TDS de permeado Cpo [mg/l].
En este momento, la válvula 17a de permeado, la válvula 17c, la válvula 17d y la válvula 16c en la figura 10 estaban totalmente abiertas, la válvula 18c, la válvula 16d, la válvula 25 de descarga de permeado conectada a la línea 24 de descarga de permeado, y la válvula 27 de descarga de concentrado conectada a la línea 26 de descarga de concentrado estaban totalmente cerradas, y se ajustó la velocidad de flujo controlando la válvula 18a de concentrado. Posteriormente, se deterioró de manera forzada la membrana semipermeable añadiendo hipoclorito de sodio al depósito de tratamiento previo para proporcionar 10 mg/l, y se midieron de nuevo la velocidad de flujo de permeación Qp1 [m3/día] y la concentración de TDS de permeado Cp1 [mg/l] usando agua de partida simulada a la misma concentración en las mismas condiciones de funcionamiento. Además, tras cargar la unidad 9a de membrana semipermeable con un elemento de membrana de ósmosis inversa, vaciar la unidad 9b de membrana semipermeable, abrir completamente la válvula 17a de permeado y cerrar completamente la válvula 17b de permeado, se midieron los elementos delantero y trasero en las mismas condiciones para determinar la velocidad de flujo de permeación y la concentración de TDS de permeado, es decir, Qpn [m3/día], Qp12 [m3/día], Cpn [mg/l] y Cp12 [mg/l].
Después, se ajustó la concentración en el depósito 2 de agua de partida a Cft [mg/l] y, después de añadir polietilenglicol que tenía un peso molecular promedio en peso de 8.000 al depósito 2 de agua de partida hasta una concentración C=15 mg/l, se llevó a cabo un tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo durante el tiempo t mediante presurización y circulación a una velocidad de flujo de alimentación de Qft [m3/día] y una velocidad de flujo de penetración de Qpt [m3/día]. Después de eso, se midieron de nuevo la velocidad de flujo de permeación Qp2 [m3/día] y la concentración de TDS de permeado Cp2 [mg/l] usando la misma agua de partida simulada que la de la primera medición en las mismas condiciones de funcionamiento.
Además, tras cargar cada una de las unidades con un elemento de membrana de ósmosis inversa, se midieron los elementos delantero y trasero en las mismas condiciones para determinar la velocidad de flujo de permeación y la concentración de t Ds de permeado, es decir, Qp21 [m3/día], Qp22 [m3/día], Cp21 [mg/l] y Cp22 [mg/l]. En este caso, al sustituir agua de partida o tratamiento con producto químico, se puso agua pura en el depósito de agua de partida o el depósito de producto químico, y se realizó la purga durante varios minutos mientras se abrían completamente la válvula 25 de descarga de permeado y la válvula 27 de descarga de concentrado y se cerraban completamente la válvula 17a, la válvula 17d y la válvula 18c con el fin de que la influencia de agua de partida o producto químico anterior no afectara a la siguiente evaluación.
<Ejemplos 1 y 2 y ejemplos comparativos 1 y 2>
Resultados de prueba a Cf=1.000 mg/l (presión osmótica n=0,8 bar):
En el ejemplo comparativo 1 en el que QpT/A*C*t=0,64 (<X), la razón de potenciación del rendimiento de rechazo era Rim=1,08, revelando que la razón de potenciación es insuficiente. En el ejemplo comparativo 2, se aplicó el tratamiento durante un tiempo más prolongado que en el ejemplo 2, y se obtuvo Qp/A*C*t=1,13 (>1,4X), pero no se potenció Rim, en comparación con el ejemplo 2.
<Ejemplos 3 y 4 y ejemplos comparativos 3 y 4>
Resultados de prueba a CF=10.000 mg/l (presión osmótica n=7,0 bar):
En el ejemplo comparativo 3 en el que Qp/A*C*t=0,50 (<0,8X), la razón de potenciación del rendimiento de rechazo era Rim=1,56, revelando que la razón de potenciación es insuficiente. En el ejemplo comparativo 4, se aplicó el tratamiento durante un tiempo más prolongado que en el ejemplo 4, y se obtuvo Qp/A*C*t=1,00 (>1,2X), pero no se potenció tanto Rim, en comparación con el ejemplo 4.
<Ejemplos 5 y 6 y ejemplos comparativos 5 y 6>
Resultados de prueba a Cf=35.000 mg/l (presión osmótica n=24,1 bar):
En el ejemplo comparativo 5 en el que Qp/A*C*t=0,25 (<0,6X), la razón de potenciación del rendimiento de rechazo era Rim=1,46, revelando que la razón de potenciación es insuficiente. En el ejemplo comparativo 6, se aplicó el tratamiento durante un tiempo más prolongado que en el ejemplo 6, y se obtuvo Qp/A*C*t=1,00 (>X), pero no se potenció tanto Rim, en comparación con el ejemplo 6.
<Ejemplos 7, 8 y 9>
Cf=1.000 mg/l: resultados de comparación de dilución con agua añadida (=adición de 1,0 m3/d) entre elementos de membrana semipermeable primero (delantero) y segundo (trasero):
En este caso, en el caso de dilución con agua añadida en el centro, cuando se realizó un tratamiento de dilución con agua añadida entre las unidades 9a y 9b de membrana semipermeable en la figura 10, el tratamiento se realizó cerrando completamente la válvula 16c, en vez de abriendo completamente la válvula 16d y la válvula 18c y tras diluir a partir de la línea 23 de agua de dilución y mezclar y diluir en el depósito 5b de agua intermedio, reforzando de nuevo la presión hasta la misma presión que la del concentrado de la unidad 9a de membrana semipermeable mediante la bomba 8b reforzadora.
En el ejemplo 7 en el que no se realizó dilución, la calidad del permeado completo tras el tratamiento era Cp2=95 mg/l y Rim=3,55, y la razón de potenciación era suficiente. Sin embargo, aunque la razón de potenciación del rendimiento de rechazo era de 3,55 y era suficiente, la calidad de permeado cuando se midió con un elemento delantero era CP21=91 mg/l, y la calidad de permeado cuando se midió con un elemento trasero era Cp22=74 mg/l, revelando que el tratamiento con el elemento delantero era en gran medida inferior.
Por otro lado, en el ejemplo 8, la calidad de permeado tras el tratamiento que incluyó dilución era Cp2=105 mg/l y Rim=2,17, y la razón de potenciación era suficiente, pero hubo una ligera disminución de la calidad de permeado con respecto a la del ejemplo 7. Sin embargo, la calidad de permeado del elemento delantero era Cp21=91 mg/l, y la calidad de permeado del elemento trasero era Cp22=90 mg/l, revelando que la potenciación del rendimiento de rechazo era equivalente.
En el ejemplo 9, se aumentó el tiempo de tratamiento hasta 35 minutos, como resultado, no sólo la calidad de permeado era Cp2=97 mg/l y Rim=3,21 y la razón de potenciación era suficiente, sino que además la calidad de permeado del elemento delantero era Cp21=79 mg/l y la calidad de permeado del elemento trasero era Cp22=81 mg/l, revelando que la potenciación del rendimiento de rechazo era equivalente.
<Ejemplo 10>
Resultados de prueba a Cf=35.000 mg/l:
Se realizó el tratamiento en las mismas condiciones que en el ejemplo 5 excepto porque se aumentó la temperatura de agua tratada hasta 40°C y se redujo el tiempo de tratamiento hasta 5 minutos desde 6 minutos, como resultado, en el ejemplo 5, Cp2=96 mg/l y Rim=3,38, y en el ejemplo 10, Cp2=94 mg/l y Rim=3,75, revelando que puede lograrse una alta eficiencia de tratamiento en un tiempo más corto.
<Ejemplo 11>
Se realizó de manera pulsada una reducción de presión durante 15 segundos dos veces cada 10 minutos tras un tiempo de tratamiento continuado de 30 minutos (es decir, tiempo de tratamiento total incluyendo la reducción de presión: 30 minutos y 30 segundos). La velocidad de fluctuación de presión en este caso era de 0,06 MPa/s. Excepto por esto, el tratamiento se realizó de la misma manera que en el ejemplo 2, como resultado, en el ejemplo 2, Cp2=2,7 mg/l, Rim=2,33 y Qp2=8,25 m3/d, y en el ejemplo 11, Cp2=2,8 mg/l, Rim=2,14 y Qp2=8,66 m3/d, revelando que puede suprimirse la reducción del rendimiento de permeación de agua al tiempo se logra una mejora del rendimiento de rechazo casi equivalente.
<Ejemplo 12>
Se realizó de manera pulsada una reducción de presión durante 15 segundos dos veces cada 5 minutos tras un tiempo de tratamiento continuado de 15 minutos (es decir, tiempo de tratamiento total incluyendo la reducción de presión: 15 minutos y 30 segundos). La velocidad de fluctuación de presión en este caso era de 0,06 MPa/s. Excepto por esto, el tratamiento se realizó de la misma manera que en el ejemplo 4, como resultado, en el ejemplo 4, Cp2=25,0 mg/l, Rim=3,98 y Qp2=8,82 m3/d, y en el ejemplo 12, Cp2=25,8 mg/l, Rim=3,40 y Qp2=9,53 m3/d, revelando que puede suprimirse la reducción del rendimiento de permeación de agua al tiempo que se logra una mejora del rendimiento de rechazo casi equivalente.
<Ejemplo 13>
Se realizó de manera pulsada una reducción de presión durante 15 segundos dos veces cada 3 minutos tras un tiempo de tratamiento continuado de 9 minutos (es decir, tiempo de tratamiento total incluyendo la reducción de presión: 9 minutos y 30 segundos). La velocidad de fluctuación de presión en este caso era de 0,06 MPa/s. Excepto por esto, el tratamiento se realizó de la misma manera que en el ejemplo 6, como resultado, en el ejemplo 6, Cp2=93,0 mg/l, Rim=4,15 y Qp2=7,70 m3/d, y en el ejemplo 13, Cp2=94 mg/l, Rim=3,86 y Qp2=8,16 m3/d, revelando que puede suprimirse la reducción del rendimiento de permeación de agua al tiempo que se logra una mejora del rendimiento de rechazo casi equivalente.
<Ejemplo 14>
El tratamiento se realizó de la misma manera que en el ejemplo 11 excepto porque, simultáneamente con la reducción de presión durante 15 segundos, se cerraron completamente las válvulas 17a y 17b de permeado para no permitir que fluyera agua hacia fuera, como resultado, en el ejemplo 11, Cp2=2,8 mg/l, Rim=2,14 y Qp2=8,66 m3/d, y en el ejemplo 14, Cp2=2,7 mg/l, Rim=2,28 y Qp2=8,99 m3/d, revelando que puede suprimirse la reducción del rendimiento de permeación de agua al tiempo que se logra una mejora del rendimiento de rechazo casi equivalente.
<Ejemplo 15>
El tratamiento se realizó de la misma manera que en el ejemplo 11, excepto porque se invirtió el flujo al interior de la unidad de membrana semipermeable cambiando la conexión de la tubería de alimentación con la tubería de permeación inmediatamente antes de la reducción de presión durante 15 segundos, como resultado, en el ejemplo 11, Cp2=2,8 mg/l, Rim=2,14 y Qp2=8,66 m3/d, y en el ejemplo 15, Cp2=2,7 mg/l, Rim=2,28 y Qp2=8,99 m3/d, revelando que puede suprimirse la reducción del rendimiento de permeación de agua al tiempo que se logra una mejora del rendimiento de rechazo casi equivalente.
Los resultados de los ejemplos y los ejemplos comparativos se muestran juntos en las siguientes tablas. La tabla es grande y, por tanto, se divide en tabla 1 y tabla 2, pero es una tabla.
Tabla 1
Figure imgf000019_0002
Tabla 1 (continuación)
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000020_0001
Tabla 2
Figure imgf000020_0002
Tabla 2 (continuación)
Figure imgf000020_0003
Figure imgf000021_0001
Aplicabilidad industrial
La presente invención proporciona un método de potenciación del rendimiento de rechazo para mantener y potenciar el rendimiento de una membrana semipermeable usada para obtener permeado de baja concentración usando agua de partida tal como agua del mar, agua de río salada, agua subterránea, agua de lago y aguas residuales tratadas, y este método hace posible aumentar la vida útil de una membrana semipermeable y producir de manera eficiente agua dulce a bajo coste.
Descripción de signos y números de referencia
1: Línea de agua de partida
2: Depósito de agua de partida
3: Bomba de alimentación de agua de partida
4: Unidad de tratamiento previo
5: Depósito de agua intermedio
6: Bomba de alimentación
7: Filtro de seguridad
8: Bomba reforzadora
9: Unidad de membrana semipermeable
10: Línea de permeado
11: Línea de concentrado
11a: Línea de descarga de concentrado
11b: Línea de producto químico concentrado
11c: Línea de circulación
11d: Línea de concentrado
12: Depósito de agua producida
13: Unidad de recuperación de energía
14: Línea de alimentación de producto químico
15: Depósito de producto químico
a: Válvula de agua de alimentación
b: Válvula de producto químico de alimentación c: Válvula
d: Válvula
a: Válvula de permeado
b: Válvula de producto químico permeado c: Válvula
d: Válvula
a: Válvula de concentrado
b: Válvula de producto químico concentrado c: Válvula de concentrado
d: Válvula
: Bomba de alimentación de producto químico : Unidad de dosificación de producto químico : Depósito de agua de dilución
: Bomba de alimentación de agua de dilución : Línea de agua de dilución
: Línea de descarga de permeado
: Válvula de descarga de permeado
: Línea de descarga de concentrado
: Válvula de descarga de concentrado
a: Válvula
b: Válvula

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Método de potenciación del rendimiento de rechazo de membrana semipermeable que es un método de potenciación de un rendimiento de rechazo de una membrana semipermeable mediante presurización y alimentación de un líquido que contiene un potenciador del rendimiento de rechazo a una concentración de desde 0,5 |jmol/l hasta 100 |jmol/l, en el que el potenciador del rendimiento de rechazo es un polímero basado en vinilo seleccionado de poli(acetato de vinilo), poli(alcohol vinílico), un copolímero de acetato de vinilo-etileno, un copolímero de cloruro de vinilo, un copolímero de estireno-acetato de vinilo y un copolímero de N-vinilpirrolidona-acetato de vinilo o un compuesto que tiene una cadena de polialquilenglicol, en el que la cadena de polialquilenglicol incluye una cadena de polietilenglicol, una cadena de polipropilenglicol, una cadena de politrimetilenglicol y una cadena de politetrametilenglicol, y va a ponerse en contacto con la membrana semipermeable para potenciar el rendimiento de rechazo de la misma con respecto a un lado primario de la membrana semipermeable que va a entrar en contacto con una superficie de membrana de la misma, comprendiendo el método: una etapa de cambiar, al menos una vez durante la alimentación, una presión a una velocidad de fluctuación de 0,05 MPa/s o más, cambiando de ese modo al menos o bien una presión que actúa sobre la superficie de membrana o bien una velocidad de flujo de permeación a partir de aquella en el momento de tratamiento normal, seguido por mantener la presión o velocidad de flujo de permeación cambiada,
en el que tiempo durante el cual se mantiene la presión o la velocidad de flujo de permeación es de desde 10 segundos hasta 10 minutos, y
en el que el líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo contiene un soluto diferente del potenciador del rendimiento de rechazo, y cuando una constante X se determina según la clase del potenciador del rendimiento de rechazo y una cantidad del líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo alimentada a la membrana semipermeable se designa Qft [m3/día], una cantidad del líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo que penetra a través de la membrana semipermeable se designa Qpt [m3/día], una área de membrana de la membrana semipermeable se designa A [m2], una concentración de potenciador del rendimiento de rechazo se designa C [mg/l], un tiempo de tránsito de líquido se designa t [h], y una presión osmótica del líquido alimentado se designa n, se aplica el tratamiento para satisfacer:
1,0X<QpT/AxCxt<1,4X
y
0,02<Qpt/Qft<0,2
en el caso en el que la presión osmótica n es de menos de 1 bar;
0,8X<QpT/AxCxt<1,2X
y
0,2<Qpt/Qft<0,4
en el caso en el que la presión osmótica n es de 1 bar o más y menos de 20 bar; y
0,6X<QpT/AxCxt<1,0X
y
0,3<Qpt/Qft<0,5
en el caso en el que la presión osmótica n es de 20 bar o más y 40 bar o menos,
en el que el tiempo de tránsito t [h] es el tiempo durante el cual se hace pasar el líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo y es de desde 0,5 hasta 24 horas, y
en el que X se determina de la siguiente manera:
se prepara un líquido de tratamiento disolviendo 500 mg/l de NaCI en 100 l de agua pura, se establece una membrana semipermeable como objetivo de tratamiento en una célula para membrana de lámina plana descrita en M. Taniguchi, et al., “Boron Reduction performance of reverse osmosis seawater desalination process”, Journal of Membrane Science, 183, 259-267 (2001), y
se mide el rendimiento inicial de la membrana semipermeable haciendo circular el líquido de tratamiento a una velocidad de flujo de 3,5 l, 25°C y una presión de 4,5 bar, en el que se usa de manera cíclica la totalidad del permeado y el concentrado; y, en este momento, se mide el flujo de permeación F, que es la cantidad de permeado por área de membrana, y el rendimiento de rechazo de NaCI R, que es 100-100xconcentración de NaCl del permeado por concentración de NaCl del líquido de tratamiento, para obtener Ro como rendimiento de rechazo objetivo y Fi y Ri como rendimiento inicial y, posteriormente, se añaden 2 ^mol/l del potenciador del rendimiento de rechazo como tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo, y, después de tratar durante un tiempo establecido, se miden cambios temporal de flujo de permeación F2 y rendimiento de rechazo de NaCl R2 y se mide el tiempo [h] hasta que la razón de mejora del rendimiento de rechazo Rim=(Ro-Ri )/(Ro-R2)=(Cpo-Cp i)/(Cpo-Cp2) supera 2, en el que se toma este tiempo como X.
2. Método de potenciación del rendimiento de rechazo de membrana semipermeable según la reivindicación 1, en el que la velocidad de flujo de permeación se hace fluctuar hasta o,8 veces o menos o 1,2 veces o más la velocidad de flujo de permeación en el momento de tratamiento normal, al menos una vez durante la alimentación.
3. Método de potenciación del rendimiento de rechazo de membrana semipermeable según la reivindicación 1 ó 2 , en el que el cambio de la velocidad de flujo de permeación se provoca mediante un cambio de presión al menos en el lado primario o un lado secundario de la membrana semipermeable.
4. Método de potenciación del rendimiento de rechazo de membrana semipermeable según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la velocidad de flujo de permeación se establece a o,1 veces o menos la velocidad de flujo de permeación en el momento de tratamiento normal.
5. Método de potenciación del rendimiento de rechazo de membrana semipermeable según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que un sentido de alimentación con respecto a la membrana semipermeable se invierte al menos una vez.
6. Método de potenciación del rendimiento de rechazo de membrana semipermeable según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el potenciador del rendimiento de rechazo se diluye mediante al menos un fluido de agua de alimentación que es un objetivo de tratamiento de membrana semipermeable, concentrado y permeado del mismo.
7. Método de potenciación del rendimiento de rechazo de membrana semipermeable según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 , en el que el lado primario de la membrana semipermeable está constituido por unidades de múltiples etapas que se comunican entre sí y, en el momento de diluir el líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo descargado a partir del lado primario de una membrana semipermeable de etapa inicial y alimentar el líquido a una unidad de membrana semipermeable de etapa posterior, se mezcla agua de dilución.
8. Método de potenciación del rendimiento de rechazo de membrana semipermeable según la reivindicación 7, en el que el agua de dilución contiene al menos permeado de la membrana semipermeable o agua de alimentación que es un objetivo de tratamiento de membrana semipermeable.
9. Método de potenciación del rendimiento de rechazo de membrana semipermeable según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo se alimenta después de calentar a una temperatura que oscila entre la temperatura de funcionamiento más alta en el momento de generación de agua dulce y 6o°C.
10. Método de potenciación del rendimiento de rechazo de membrana semipermeable según la reivindicación cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 , en el que, cuando una temperatura supuesta para determinar la constante X se designa T1°C, una constante determinada a partir de la misma se designa X1, y una temperatura de tratamiento de potenciación del rendimiento de rechazo se designa T2,
Figure imgf000024_0001
siempre que a sea una constante que satisface o,o2<a<o,o3.
11. Método de potenciación del rendimiento de rechazo de membrana semipermeable según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1o, en el que la membrana semipermeable se calienta después de la presurización y alimentación del líquido que contiene el potenciador del rendimiento de rechazo a la misma.
12. Método de potenciación del rendimiento de rechazo de membrana semipermeable según la reivindicación 11, en el que el calentamiento de la membrana semipermeable se realiza mediante alimentación y paso de agua a alta temperatura.
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