DISPOSITIVO Y METODO PARA LIMPIAR UN FLUIDO, COMO EL AGUA
CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con un dispositivo, en particular adecuado para la limpieza de un fluido, como el agua, que comprende al menos un conjunto de un primer tejido membranoso y un segundo tejido membranoso, cada uno permeable al agua prácticamente sobre su longitud total, los tejidos de membranas se mantienen tensos, prácticamente paralelos entre sí, en un bastidor, los tejidos de membrana entre los mismos delimitan una trayectoria de movimiento para fluidos, los tejidos se pueden desplazar con respecto entre sí, en una primera posición, en la cual las superficies que están orientadas recíprocamente prácticamente se tocan entre sí, y una segunda posición, en la cual los tejidos se encuentran a una distancia entre sí, y la anchura de la trayectoria del movimiento para el fluido es mayor que en la primera posición.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En la técnica anterior conoce una invención de este tipo. Para purificación biológica de aguas residuales, se está realizando una utilización en aumento de lo que se conoce como biorreactores de membrana (MBR, por sus siglas en inglés), un reactor de este tipo comprende un tanque aireado que contiene microorganismos que utilizan la contaminación en el agua residual como alimento. Además, un reactor de este tipo comprende una instalación de membranas que en general consta de módulos de microfiltración . Las membranas se utilizan para separar las bacterias del agua purificada y regresar estas bacterias al tanque reactor. Los módulos de membrana que actúan utilizando un vacio, también se pueden suspender en un tanque aireado. Suspender los módulos de membrana en el tanque aireado significa que no ocupan ningún espacio adicional. Además, en el tanque en general existen medios para generar una corriente de burbujas. Estos medios en general se colocan bajo las membranas. Con la ayuda de las burbujas de aire, se hace que las membranas vibren y se formen esfuerzos cortantes sobre las superficies de las membranas, de tal forma que sea imposible para las impurezas adherirse al material de membrana. A pesar de la acción de limpieza de las burbujas de aire que surgen, también es necesario limpiar de vez en cuando el interior de las membranas, por ejemplo mediante una solución de quimicos. Un dispositivo del tipo anterior se conoce, entre otros, a partir de la solicitud de patente internacional WO 98/46533 (Zenon) . Esta publicación ha descrito un dispositivo que utiliza membranas que comprenden fibras huecas con un espesor de algunos milímetros. Muchas de las fibras huecas se aseguran en sus extremos en un módulo. La longitud máxima de estas fibras es de aproximadamente uno y medio a dos metros. Como resultado de las fibras huecas que están atadas con untamente, se forman "fajos de espagueti". En la práctica, estos fajos de espagueti son difíciles de manejar. Además, la longitud de las fibras se limita en vista de la resistencia de la unión individual de las fibras. Una desventaja adicional del dispositivo de acuerdo con esta publicación es que se requiere alta presión para la limpieza con la ayuda de químicos, debido a que las fibras ejercerán una resistencia relativamente alta al flujo de químicos. La patente de los Estados Unidos No. 5,482,625 ha descrito un dispositivo del tipo descrito en el preámbulo en el cual, en lugar de fibras huecas, se utilizan entramados que se aseguran en módulos. El tejido membranoso se adhiere a estos entramados. Se puede generar un vacío entre los tejidos membranosos, el agua será guiada fuera del tanque a través de los tejidos membranosos hacia una salida. Los tejidos membranosos se adhieren a los entramados con el fin de evitar que los tejidos membranosos entren en contacto entre sí bajo influencia del vacío, haciendo imposible que cualquier fluido adicional se transfiera entre estos tejidos membranosos. La desventaja del sistema de acuerdo con la patente de los Estados Unidos mencionada anteriormente es que se requieren muchos entramados con el fin de asegurar los tejidos membranosos, haciendo que el sistema sea costoso.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN El objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo del tipo mencionado en el preámbulo que en la medida de lo posible evite las desventajas del sistema de acuerdo con la técnica anterior . De acuerdo con invención, este objetivo se alcanza por el hecho de que al menos uno de los tejidos, sobre el lado que se orienta hacia el tejido adyacente, se proporciona con aberturas o tramas con el fin de formar canales entre los tejidos en la dirección longitudinal de los tejidos, en la primera posición de los tejidos membranosos. De acuerdo con una modalidad preferida, es posible para las aberturas o tramas que se formen por salientes que se extienden en la dirección longitudinal del tejido. El hecho de que los tejidos se puedan mover ligeramente con respecto entre si y que resistirán unas con otras bajo la influencia de un medios de vacio que, tomando en cuenta la presencia de las salientes, se forman canales finos entre los dos tejidos, formando la trayectoria de movimiento para el fluido que será limpiado. El entramado en el cual los tejidos se disponen se abre sobre el lado inferior y en el lado superior, de tal forma que también puedan surgir las burbujas de aire a través del entramado. Como resultado, se efectúa una acción de limpieza a través de los tejidos. En una modalidad particularmente preferida, las aberturas o tramas se disponen tanto en el primer tejido membranoso como en el segundo tejido membranoso, las aberturas o tramas de los tejidos se colocan de tal forma que las aberturas en el primer tejido junto con las aberturas en el segundo tejido encierran un canal entre los tejidos, en la primera posición de los tejidos membranosos. Si los tejidos membranosos se colocan en contra uno contra otro de dos en dos de una manera simétrica en espejo, el vacio que se aplica entre los dos tejidos y presiona los tejidos en contra uno con el otro conduce a que se formen canales finos. Estos canales se forman cuando los lados huecos de las aberturas o pasajes en los tejidos se unen entre si. Una de las principales ventajas del sistema de acuerdo con la presente invención es que es posible proporcionar muchos canales muy finos con la ayuda de tejidos membranosos. Esto significa que no hay necesidad de utilizar los "fajos de espagueti" que son difíciles de manejar y se han analizado anteriormente junto con la técnica anterior. Además, la longitud de los tejidos membranosos en principio es ilimitada . Una ventaja adicional es que un fluido para limpieza puede, por ejemplo, ser bombeado en dirección inversa entre los tejidos membranosos. Esto da por resultado en una presión en exceso entre los tejidos membranosos, con el resultado de que los tejidos se apartarán. Como resultado de los tejidos se aparten, la resistencia de los tejidos membranosos al flujo del medio de limpieza a lo largo de los tejidos se reduce, y el liquido para limpieza puede entrar exitosamente a los canales o aberturas dispuestas en los tejidos membranosos. La presión en exceso que se puede ejercer sobre los tejidos es, por ejemplo, una columna de agua de 0.5 metro. De acuerdo con la invención, es posible que los tejidos membranosos comprendan fibra de poliéster. Además, es posible que la fibra de poliéster se recubra con una capa superior de polisulfona, tal como por ejemplo poliéstersulfona. El tejido se puede producir, por ejemplo, a partir de una fibra de poliéster como material de sustrato, con un espesor de 0.5 milímetro. Luego se puede aplicar una capa superior a este material del sustrato, por ejemplo 0.25 milímetro de polisulfona. Este material es relativamente fuerte, y por consiguiente son posibles distancias relati amente largas entre los extremos de un bastidor. Esto significa que es posible utilizar módulos mayores como podría ser el caso con las fibras huecas (fajos de espagueti) analizadas anteriormente. El agua mueve a través de la capa superior de polisulfona con el fin de que los microorganismos y otras partículas se separen del agua. El agua luego se hace pasar en la capa de fibra de poliéster soportante. Esta capa asegura que el agua se transporta hacia la trayectoria de movimiento entre los dos tejidos membranosos adyacentes. Para evitar que los tejidos se impulsen demasiado lejos durante la limpieza de los tejidos con un liquido limpiador, las paredes soportantes se pueden disponer en el lado de los tejidos, en el fin de evitar que el espacio entre los tejidos se haga muy grande. Como ya se señaló anteriormente, esto es ventajoso si, en el dispositivo de acuerdo con la presente invención, existen medios para formar una corriente de burbujas a lo largo de los tejidos membranosos. Estos medios de preferencia se colocan sobre el lado inferior del bastidor en el cual se aseguran los tejidos membranosos. La presencia de la corriente de burbujas hará que los tejidos membranosos vibren, lo que significa que las impurezas que se hayan adherido al tejido membranoso se puedan separar de los tejidos membranosos . En un segundo aspecto, la presente invención también se relaciona con un tejido membranoso, en particular adecuado para un dispositivo de acuerdo con la invención en el cual, el tejido membranoso se proporciona con salientes para formar canales entre el tejido membranoso y un segundo tejido que será colocado contra la superficie del tejido membranoso. La invención también se relaciona con un método para la limpieza biológica de aguas residuales en el cual : el agua residual se purifica con la ayuda de microorganismos que están presentes en un tanque aireado , el agua purificada se hace pasar a lo largo de una membrana, con el fin de separar las partículas, tales como por ejemplo, microorganismos, fuera del agua purificada, se impulsa a través de una trayectoria de fluido con la ayuda de un vacío, esta trayectoria de fluido esté encerrada entre un primer tejido membranoso y un segundo tejido membrano so . El método de acuerdo con la presente invención se caracteriza porque el primer tejido membranoso y el segundo tejido membranoso se disponen despla zablemente con respecto entre sí, de tal forma que el primer tejido membranoso y el segundo tejido membranoso se muevan prácticamente entre sí uno con el otro al forzar el flujo de agua purificada entre los tejidos membranosos. Como ya se señaló anteriormente, es ventajoso para el primero y segundo tejidos membranosos que estén dispuestos desplazablemcnte con respecto entre sí, de tal forma que el primer tejido membranoso y el segundo tejido membranoso se muevan substancialmente entre sí uno hacia el otro mediante la extracción de agua entre los tejidos membranosos con la ayuda de una bomba. Además, es ventajoso para una limpieza que el líquido luego se impulse a través de la trayectoria de fluido entre el primero y segundo tejidos membranosos con la ayuda de una presión en exceso .
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La presente invención se explicará adicionalmente haciendo referencia a las figuras anexas, en las cuales: La Figura 1 muestra una vista frontal de un bastidor en el cual se disponen una pluralidad de conjuntos, en cada caso, de dos tejidos membranosos. La Figura 2 muestra una vista en planta de una porción de la Figura 1, en la sección de la línea A-A.
La Figura 3 muestra un detalle según se indica por III en la Figura 2. La Figura 4 muestra un detalle del lado inferior del bastidor mostrado en la Figura 1. La Figura 5 muestra una vista en planta del dispositivo mostrado en la Figura 1. La Figura 6 muestra un detalle adicional de una porción del dispositivo mostrado en la Figura 5. La Figura 7 muestra la posición de los tejidos en el momento en que se está creando entre los tejidos una presión en exceso. La Figura 8 muestra un detalle de los tejidos mostrados en la Figura 7.
DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS La Figura 1 muestra una vista frontal de un bastidor 1 en el cual se colocan una pluralidad de conjuntos de tejidos membranosos. El bastidor 1 comprende una pared superior 3 que corre sustancialmente de manera horizontal, una pared inferior 4 y dos paredes laterales 5. en la Figura 4 se muestra un medio especifico para montar los tejidos membranosos 2. El bastidor 1 como se muestra en la Figura 1 se coloca en un bio-reactor de membrana. Se utiliza una corriente de burbujas para transportar el flujo de fluidos entre los tejidos membranosos. La corriente de burbujas asegura que el fluido a lo largo de la superficie de la membrana se está refrescando constantemente. Se genera un vacío entre los tejidos membranosos, con la ayuda de una bomba. Este vacío provoca que una porción del flujo del fluido se extraiga en los tejidos membranosos. Tomando en cuanta la forma particular de los tejidos membranosos de acuerdo con la invención, existen pequeños canales entre los tejidos membranosos con el fin de descargar el agua que se extrae a través de los tejidos. La corriente de burbujas que pasará hacia arriba desde abajo del bastidor 1 provoca que los tejidos membranosos vibren y se produzcan esfuerzos cortantes sobre la superficie de los tejidos. Como resultado, es imposible que las impurezas se adhieran a la superficie externa del material membranoso. La Figura 2 muestra una vista en planta de una porción de la Figura 1, en la sección de la línea A-A. Se puede observar a partir de la Figura 2 que cada conjunto de tejidos membranosos 2 comprende un primer tejido membranoso 21 y un segundo tejido membranoso 22. El tejido membranoso 21 siempre se muestra sobre el lado izquierdo de la Figura 2, mientras que un segundo tejido membranoso 22 se sitúa sobre el lado derecho. En la Figura 3 se muestra un detalle adicional de los lejídos membranosos 21, 22. Se puede observar a partir de la Figura 3 que el borde extremo del primer tejido membranoso 21 se une al borde extremo del segundo tejido membranoso 22. En la vecindad de sus extremos, los tejidos 21, 22 se conectan mediante un miembro de conexión o soldadura 23. También es posible para el primer tejido membranoso 21 y el segundo tejido membranoso 22 que se formen como una primera porción y una segunda porción de un miembro de filtración individual. Los tejidos membranosos 21, 22 se componen, por ejemplo, de una capa base de fibra de poliéster 24, al lado externo del cual se haya aplicado una capa superior de polisulfona. La capa de fibra de poliéster es, por ejemplo, de 0.5 milímetros de espesor, mientras que la capa superior es, por ejemplo, de 0.25 milímetros de espesor. La capa base de la fibra de poliéster asegura una buena transferencia de agua a través del tejido membranoso. La capa superior de polisulfona asegura que los microorganismos se separen del agua que se drena a través de la membrana. Los tejidos membranosos 21, 22 se aseguran en una acanaladura 31 con la ayuda de un compuesto, tal como por ejemplo, un compuesto de moldeo 32. Luego se hace un rebajo o perforación 30 en este compuesto de moldeo 32. Como se analizará más adelante haciendo referencia a la Figura 6, la extensión de esta perforación 30 se conecta a una tubería central. Sobre el lado superior de las membranas (no mostradas), podría haber una acanaladura correspondiente con una perforación correspondiente. La extensión de esta perforación se conectará a la linea de descarga para el agua purificada. La posición de los tejidos 21, 22 como se muestra en las Figuras 2 y 3 corresponde a la posición que adoptan los tejidos cuando se aplica un vació entre los tejidos. Como resultado del vacio, los lados orientados recíprocamente de los tejidos 21, 22 se mueven sustancialmente uno hacia el otro. En el presente texto, esta posición también se denomina como "primera posición". Esta posición se utiliza para limpiar un flujo de fluidos, tal como por ejemplo, agua residual, con la ayuda de los tejidos membranosos 21, 22. La Figura 4 muestra un detalle adicional de la forma en la que los tejidos membranosos 21, 22 se aseguran en el lado inferior del bastidor 1. Es ventajoso para el compuesto de moldeo 32 que se haga a partir del mismo o prácticamente el mismo material que los tejidos membranosos 21, 22. En el presente caso, esto significa que el compuesto de moldeo 32 consta de un poliéster. Esta medición asegura una buena adhesión de los tejidos membranosos 21, 22 con el compuesto 32. El ducto o acanaladura 31 de preferencia se elabora a partir de un material tal como por ejemplo, acero inoxidable. La Figura 5 muestra una vista en planta del dispositivo ilustrado en la Figura 1. Se puede observar a partir de la Figura 5 que diversas acanaladuras 31, en la parte superior de las membranas, se conectan a las tuberías 51, 52 via piezas de extensión. Estas tuberías 51, 52 se conectan via una conexión central 61, 62 a, por ejemplo, una bomba, con el fin de asegurar que el agua purificada retirada del dispositivo se descargue. La Figura 5 también muestra las paredes laterales 5 que deben estar presentes con el fin de evitar que los tejidos membranosos (no se pueden observar en la vista en planta) , se muevan excesivamente lejos cuando se aplica una presión en exceso entre los tejidos membranosos.
La Figura 6 muestra un detalle indicado por VI en la Figura 5. Se puede observar a partir de esta Figura que cada una de las acanaladuras 31 se conecta a la tubería 52 vía una conexión 63. Es claro que la acanaladura 31 respectiva, en su otro extremo se conecta a la tubería central 51 con el extremo de una conexión correspondiente. La Figura 7 nuevamente muestra una vista en planta de los tejidos 21, 22 en la sección de la línea A-A en la Figura 1. Sin embargo, en la Figura 7 existe una presión en exceso entre los tejidos 21, 22. Esta situación surge si se desea limpiar los tejidos 21, 22 con la ayuda de un líquido limpiador que se aplica bajo presión entre los tejidos 21, 22. Esta presión puede surgir, por ejemplo, a una columna de agua de 0.5 metros. Tomando en cuenta la presión en exceso que se produce entre los tejidos membranosos 21, 22, la distancia entre los dos tejidos aumentará, de tal forma que la resistencia a la cual el flujo de fluido se somete disminuirá y el líquido limpiador también puede pasar en los rebajos 25. Un detalle adicional de la posición ilustrada en la Figura 7 se muestra en la Figura 8. Se puede observar a partir de la Figura 8 que si los tejidos 21, 22 se aseguran de forma simétrica en espejo en el bastidor 1, en la posición mostrada en la Figura 7, el lado posterior de los canales 25 descansarán uno contra el otro. Por claridad, se debe observar que la posición de los tejidos membranosos 21, 22 que se muestran en las Figuras 7 y 8 también se denomina como la "segunda posición" en el presente texto.