ES2554395A1 - Membrane fouling detection procedure in reverse osmosis, nanofiltration or ultrafiltration plants and associated device (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
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DESCRIPCIONDESCRIPTION
PROCEDIMIENTO DE DETECCIÓN DE ENSUCIAMIENTO DE MEMBRANAS EN PLANTAS DE OSMOSIS INVERSA. NANOFILTRACIÓN O ULTRAFILTRACIÓN YPROCEDURE FOR DETECTION OF MEMBRANE SOILING IN REVERSE OSMOSIS PLANTS. NANOFILTRATION OR ULTRAFILTRATION AND
DISPOSITIVO ASOCIADOASSOCIATED DEVICE
OBJETO DE LA INVENCIÓNOBJECT OF THE INVENTION
La presente invención se refiere a un procedimiento de detección del ensuciamiento de membranas en plantas de osmosis inversa, nanofiltración o ultrafiltración y al dispositivo asociado.The present invention relates to a method of detecting membrane fouling in reverse osmosis, nanofiltration or ultrafiltration plants and the associated device.
El objeto de la invención es un procedimiento de detección del ensuciamiento de membranas en plantas de osmosis inversa, nanofiltración o ultrafiltración que permite detectar el ensuciamiento de la membrana mediante la medida de la variación de la corriente que genera dicha membrana sensible al ensuciamiento, cuando diferentes substancias en suspensión o disueltas que pueda contener el agua, ya sea residual, salobre o de mar de un tratamiento terciario, se depositan encima de la misma.The object of the invention is a method of detecting membrane fouling in reverse osmosis, nanofiltration or ultrafiltration plants that allows detecting membrane fouling by measuring the variation in the current generated by said fouling sensitive membrane, when different Suspended or dissolved substances that may contain water, whether residual, brackish or seawater from a tertiary treatment, are deposited on top of it.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
Uno de los principales problemas que existe en las plantas desaladoras de osmosis inversa de agua de mar y salobre, que funcionan con membranas de poliamida enrolladas en espiral, es el ensuciamiento de la poliamida aromática de la cara activa de las membranas y del espaciador de alimentación-rechazo. Este ensuciamiento también se produce en membranas de nanofiltración y ultrafiltración.One of the main problems that exists in desalination plants of reverse osmosis of sea and brackish water, which work with spirally wound polyamide membranes, is the fouling of the aromatic polyamide of the active face of the membranes and the feeding spacer -rejection. This fouling also occurs in nanofiltration and ultrafiltration membranes.
Dicho ensuciamiento puede ser debido a diferentes tipos de compuestos que puede contener el agua, tales como hidróxidos de hierro y aluminio, coloides de sílice, coloides de carbonato cálcico, fosfato tricálcico, materia orgánica, material extracelular de las bacterias, bacterias, aceites, grasas, hidrocarburos, etc.Such fouling may be due to different types of water-containing compounds, such as iron and aluminum hydroxides, silica colloids, calcium carbonate colloids, tricalcium phosphate, organic matter, bacteria extracellular material, bacteria, oils, fats. , hydrocarbons, etc.
Otro problema importante que suele presentarse en este tipo de dispositivos es la oxidación de la poliamida de las membranas de osmosis inversa, nanofiltración y ultrafiltración debida a compuestos halogenados como el Bromo, Cloro y compuestos orgánicos derivados de estos halógenos.Another important problem that usually occurs in these types of devices is the oxidation of the polyamide of the membranes of reverse osmosis, nanofiltration and ultrafiltration due to halogenated compounds such as bromine, chlorine and organic compounds derived from these halogens.
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En muchas ocasiones, los daños que se producen en la poliamida aromática u otros polímeros que constituyen las membranas son irreversibles.In many cases, the damages that occur in the aromatic polyamide or other polymers that constitute the membranes are irreversible.
El procedimiento de la presente invención permite detectar el ensuciamiento de las membranas y poder así tomar las medidas oportunas para poder corregir el ensuciamiento o deterioro de las mismas, actuando sobre el pretratamiento de la planta desaladora o cualquier paso de tratamiento de la misma.The process of the present invention makes it possible to detect the fouling of the membranes and thus be able to take appropriate measures to correct the fouling or deterioration thereof, acting on the pretreatment of the desalination plant or any treatment step thereof.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION
El procedimiento de detección del ensuciamiento de membranas en plantas de ósmosis inversa, nanofiltración o ultrafiltración de la presente invención permite detectar el ensuciamiento de la membrana mediante la medida de la variación de la corriente que genera dicha membrana sensible al ensuciamiento, cuando diferentes substancias en suspensión o disueltas que pueda contener el agua, ya sea residual, salobre o de mar de un tratamiento terciario, se depositan encima de la misma.The method of detecting membrane fouling in reverse osmosis, nanofiltration or ultrafiltration plants of the present invention allows the detection of membrane fouling by measuring the variation in the current generated by said fouling sensitive membrane, when different suspended substances or dissolved that may contain water, whether residual, brackish or sea from a tertiary treatment, are deposited on top of it.
El procedimiento de detección del ensuciamiento de membranas en plantas de ósmosis inversa, nanofiltración o ultrafiltración comprende:The method of detecting membrane fouling in reverse osmosis, nanofiltration or ultrafiltration plants comprises:
• una primera etapa de osmosis directa, nanofiltración o ultrafiltración, debida al paso de una corriente de agua permeada en contacto con una primera cara de una membrana a una corriente de agua de mar, salobre o residual en contacto con una segunda cara de la membrana o cara activa,• a first stage of direct osmosis, nanofiltration or ultrafiltration, due to the passage of a permeated stream of water in contact with a first face of a membrane to a stream of seawater, brackish or residual in contact with a second face of the membrane or active face,
• una segunda etapa de medida de la corriente eléctrica que genera la membrana entre un primer electrodo dispuesto en contacto con la corriente de agua permeada y un segundo electrodo dispuesto en contacto con la corriente de agua de mar, salobre o residual, donde la medida de la corriente eléctrica que genera la membrana se lleva a cabo durante la primera etapa,• a second stage of measurement of the electrical current generated by the membrane between a first electrode arranged in contact with the permeated water stream and a second electrode arranged in contact with the seawater, brackish or residual current, where the measurement of the electrical current generated by the membrane is carried out during the first stage,
• una tercera etapa de recirculación en un circuito cerrado de la corriente de agua permeada en contacto con el primer electrodo y de recirculación en un circuito cerrado de la corriente de agua de mar, salobre o residual en contacto con el segundo electrodo, durante un primer periodo de tiempo predeterminado,• a third stage of recirculation in a closed circuit of the permeated water stream in contact with the first electrode and of recirculation in a closed circuit of the sea, brackish or residual water stream in contact with the second electrode, during a first predetermined period of time,
• una cuarta etapa de osmosis directa, nanofiltración o ultrafiltración, debida al paso de la corriente de agua permeada en contacto con la primera cara de la• a fourth stage of direct osmosis, nanofiltration or ultrafiltration, due to the passage of the permeated water current in contact with the first face of the
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membrana a la corriente de agua de mar, salobre o residual en contacto con la segunda cara de la membrana o cara activa, durante un segundo periodo de tiempo predeterminado,membrane to the current of seawater, brackish or residual in contact with the second face of the membrane or active face, for a second predetermined period of time,
• una quinta etapa de medida de la corriente eléctrica que genera la membrana entre el primer electrodo dispuesto en contacto con la corriente de agua permeada y el segundo electrodo dispuesto en contacto con la corriente de agua de mar, salobre o residual, donde la medida de la corriente eléctrica que genera la membrana se lleva a cabo durante la cuarta etapa,• a fifth stage of measurement of the electrical current generated by the membrane between the first electrode disposed in contact with the permeated water stream and the second electrode disposed in contact with the seawater, brackish or residual current, where the measurement of the electrical current generated by the membrane is carried out during the fourth stage,
• una sexta etapa de comparación de la corriente eléctrica que genera la membrana medida en la segunda etapa y la corriente eléctrica que genera membrana medida en la quinta etapa, y• a sixth stage of comparison of the electrical current generated by the membrane measured in the second stage and the electrical current generated by the membrane measured in the fifth stage, and
• una séptima etapa de determinación del estado de la membrana en función de los valores de la corriente eléctrica que genera la membrana comparados en la sexta etapa.• a seventh stage of determining the state of the membrane based on the values of the electric current generated by the membrane compared in the sixth stage.
La sexta etapa se lleva a cabo mediante un circuito electrónico que permite comparar las pendientes de las curvas de corriente generada convertida a voltaje y medida como potencial por los electrodos en la segunda etapa, cuando la membrana se encuentra limpia, y en la quinta etapa, cuando se ha llevado a cabo la tercera etapa de recirculación durante el primer periodo de tiempo predeterminado.The sixth stage is carried out by means of an electronic circuit that makes it possible to compare the slopes of the curves of generated current converted to voltage and measured as potential by the electrodes in the second stage, when the membrane is clean, and in the fifth stage, when the third recirculation stage has been carried out during the first predetermined period of time.
Si no existe ningún componente que ensucie la membrana, la corriente generada va aumentando hacia un estado de equilibrio y luego permanece constante.If there is no component that soils the membrane, the current generated increases towards a state of equilibrium and then remains constant.
En la primera y cuarta etapa, aquellas correspondientes a la osmosis directa, nanofiltración o ultrafiltración, debida al paso de una corriente de agua permeada en contacto con la primera cara de la membrana a la corriente de agua de mar, salobre o residual en contacto con la segunda cara de la membrana o cara activa, existe un transporte de agua permeada hacia el agua de mar, salobre o residual y un transporte de sales desde el agua de mar salobre o residual hacia el agua permeada, generándose la citada corriente eléctrica que genera la membrana.In the first and fourth stage, those corresponding to direct osmosis, nanofiltration or ultrafiltration, due to the passage of a permeated stream of water in contact with the first face of the membrane to the stream of seawater, brackish or residual in contact with the second face of the membrane or active face, there is a transport of permeated water to seawater, brackish or residual and a transport of salts from brackish or residual seawater to permeated water, generating the said electric current that generates the membrane
La invención se refiere también a un dispositivo de detección del ensuciamiento de membranas en plantas de ósmosis inversa, nanofiltración o ultrafiltración que comprende:The invention also relates to a device for detecting membrane fouling in reverse osmosis, nanofiltration or ultrafiltration plants comprising:
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• una membrana,• a membrane,
• una corriente de agua permeada en contacto con una primera cara de la membrana y una corriente de agua de mar, salobre o residual en contacto con una segunda cara de la membrana o cara activa,• a stream of permeated water in contact with a first membrane face and a stream of seawater, brackish or residual in contact with a second membrane face or active face,
• un primer electrodo dispuesto adyacente a la primera cara de la membrana en contacto con la corriente de agua permeada y un segundo electrodo dispuesto adyacente a la segunda cara de la membrana en contacto con la corriente de agua de mar, salobre o residual,• a first electrode disposed adjacent to the first face of the membrane in contact with the permeated water stream and a second electrode disposed adjacent to the second face of the membrane in contact with the flow of sea, brackish or residual water,
• un circuito electrónico que convierte la corriente eléctrica generada por la membrana en una diferencia de potencial entre el primer electrodo y el segundo electrodo, y• an electronic circuit that converts the electrical current generated by the membrane into a potential difference between the first electrode and the second electrode, and
• una unidad de control que determina el estado de la membrana en función de la diferencia de potencial obtenida de la corriente eléctrica entre el primer y el segundo electrodo.• a control unit that determines the state of the membrane as a function of the difference in potential obtained from the electric current between the first and the second electrode.
La membrana es sensible al ensuciamiento y puede ser de PVC dopado, teflón, poliamida, PVDF, polisulfona, dependiendo de la aplicación a que se destine el dispositivo, entre las que se encuentran ósmosis inversa de agua de mar o salobre, 20 nanofiltración, ultrafiltración, u ósmosis inversa en reutilización de agua residual.The membrane is sensitive to fouling and can be made of doped PVC, Teflon, polyamide, PVDF, polysulfone, depending on the application to which the device is destined, among which are reverse osmosis of sea or brackish water, 20 nanofiltration, ultrafiltration , or reverse osmosis in wastewater reuse.
El primer y segundo electrodo que permiten llevar a cabo la diferencia de potencial entre ambos debida a la medida de la corriente generada por la membrana durante la etapa de ósmosis directa, nanofiltración o ultrafiltración son preferentemente de 25 Acetato de Litio, Ag/AgCl, Grafito, Platino, Cu/Cu2+. Esta corriente es debida al transporte de sales y agua a través de la membrana sensible al ensuciamiento.The first and second electrodes that allow carrying out the potential difference between the two due to the measurement of the current generated by the membrane during the direct osmosis, nanofiltration or ultrafiltration stage are preferably of Lithium Acetate, Ag / AgCl, Graphite , Platinum, Cu / Cu2 +. This current is due to the transport of salts and water through the fouling sensitive membrane.
Dependiendo del tipo de membrana y los electrodos que se utilicen, la temperatura puede afectar a la medida de corriente, con lo que el dispositivo comprende además 30 unas sondas de temperatura para compensar las medidas de la corriente generada en la membrana.Depending on the type of membrane and the electrodes that are used, the temperature can affect the current measurement, so that the device also includes temperature probes to compensate for the measurements of the current generated in the membrane.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
La Figura 1 muestra una vista en esquema del dispositivo de detección del ensuciamiento de membranas en plantas de ósmosis inversa, nanofiltración o ultrafiltración de la presente invención.Figure 1 shows a schematic view of the membrane fouling detection device in reverse osmosis, nanofiltration or ultrafiltration plants of the present invention.
5 La Figura 2 muestra una vista de una realización preferente del dispositivo de detección del ensuciamiento de membranas en plantas de ósmosis inversa,5 Figure 2 shows a view of a preferred embodiment of the membrane fouling detection device in reverse osmosis plants,
nanofiltración o ultrafiltración de la presente invención.nanofiltration or ultrafiltration of the present invention.
La Figura 3 muestra una gráfica de la variación de la corriente eléctrica que genera la 10 membrana medida por los electrodos en la quinta etapa del procedimiento de detección del ensuciamiento de membranas en plantas de ósmosis inversa,Figure 3 shows a graph of the variation of the electric current generated by the membrane measured by the electrodes in the fifth stage of the membrane fouling detection procedure in reverse osmosis plants,
nanofiltración o ultrafiltración de la presente invención en función del tiempo de parada cuando el agua de mar contiene Fe3+, para varios tiempos de funcionamiento de circulación de agua.nanofiltration or ultrafiltration of the present invention as a function of the downtime when the seawater contains Fe3 +, for various operating times of water circulation.
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La Figura 4 muestra una gráfica de la variación de la corriente eléctrica que genera la membrana medida por los electrodos en la quinta etapa del procedimiento deFigure 4 shows a graph of the variation of the electric current generated by the membrane measured by the electrodes in the fifth stage of the process of
detección del ensuciamiento de membranas en plantas de ósmosis inversa,detection of membrane fouling in reverse osmosis plants,
nanofiltración o ultrafiltración de la presente invención en función del tiempo de parada 20 cuando el agua de mar contiene bacterias con el correspondiente material extracelular, para varios tiempos de funcionamiento de circulación de agua.nanofiltration or ultrafiltration of the present invention as a function of the stop time 20 when the seawater contains bacteria with the corresponding extracellular material, for several operating times of water circulation.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
25 En una realización preferente de la invención, el procedimiento de detección del ensuciamiento de membranas en plantas de ósmosis inversa, nanofiltración o ultrafiltración comprende:In a preferred embodiment of the invention, the method of detecting membrane fouling in reverse osmosis, nanofiltration or ultrafiltration plants comprises:
• una primera etapa de osmosis directa, nanofiltración o ultrafiltración, debida al paso de una corriente de agua permeada (1) en contacto con una primera cara• a first stage of direct osmosis, nanofiltration or ultrafiltration, due to the passage of a stream of permeated water (1) in contact with a first face
30 (2) de una membrana (3) a una corriente de agua de mar (4), salobre o residual30 (2) of a membrane (3) at a stream of seawater (4), brackish or residual
en contacto con una segunda cara (5) de la membrana o cara activa,in contact with a second face (5) of the membrane or active face,
• una segunda etapa de medida de la corriente que genera la membrana (3) entre un primer electrodo (6) dispuesto en contacto con la corriente de agua permeada (1) y un segundo electrodo (7) dispuesto en contacto con la corriente• a second stage of measuring the current generated by the membrane (3) between a first electrode (6) arranged in contact with the permeated water stream (1) and a second electrode (7) arranged in contact with the current
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de agua de mar (4), salobre o residual, donde la medida de la corriente que genera la membrana (3) se lleva a cabo durante la primera etapa,of seawater (4), brackish or residual, where the measurement of the current generated by the membrane (3) is carried out during the first stage,
• una tercera etapa de recirculación en un circuito cerrado de la corriente de agua permeada (1) en contacto con el primer electrodo (6) y de recirculación en un circuito cerrado de la corriente de agua de mar (4), salobre o residual en contacto con el segundo electrodo (7), durante un primer periodo de tiempo predeterminado,• a third stage of recirculation in a closed circuit of the permeated water stream (1) in contact with the first electrode (6) and of recirculation in a closed circuit of the seawater stream (4), brackish or residual in contact with the second electrode (7), for a first predetermined period of time,
• una cuarta etapa de osmosis directa, nanofiltración o ultrafiltración, debida al paso de la corriente de agua permeada (1) en contacto con la primera cara (2) de la membrana (3) a la corriente de agua de mar (4), salobre o residual en contacto con la segunda cara (5) de la membrana (3) o cara activa, durante un segundo periodo de tiempo predeterminado,• a fourth stage of direct osmosis, nanofiltration or ultrafiltration, due to the passage of the permeated water stream (1) in contact with the first face (2) of the membrane (3) to the seawater stream (4), brackish or residual in contact with the second face (5) of the membrane (3) or active face, for a second predetermined period of time,
• una quinta etapa de medida de la corriente que genera la membrana (3) entre el primer electrodo (6) dispuesto en contacto con la corriente de agua permeada (1) y el segundo electrodo (7) dispuesto en contacto con la corriente de agua de mar (4), salobre o residual, donde la medida de la corriente que genera la membrana (3) se lleva a cabo durante la cuarta etapa,• a fifth stage of measuring the current generated by the membrane (3) between the first electrode (6) disposed in contact with the permeated water stream (1) and the second electrode (7) disposed in contact with the water stream sea (4), brackish or residual, where the measurement of the current generated by the membrane (3) is carried out during the fourth stage,
• una sexta etapa de comparación de la corriente que genera la membrana (3) medida en la segunda etapa y la corriente que genera la membrana (3) medida en la quinta etapa, y• a sixth stage of comparing the current generated by the membrane (3) measured in the second stage and the current generated by the membrane (3) measured in the fifth stage, and
• una séptima etapa de determinación del estado de la membrana (3) en función de los valores de la corriente eléctrica que genera la membrana comparados en la sexta etapa.• a seventh stage of determining the state of the membrane (3) based on the values of the electric current generated by the membrane compared in the sixth stage.
Opcionalmente, el primer periodo de tiempo predeterminado de la tercera etapa está entre 15 y 30 minutos.Optionally, the first predetermined time period of the third stage is between 15 and 30 minutes.
De manera también opcional, el segundo periodo de tiempo predeterminado de la cuarta etapa está entre 10 y 15 minutos. Durante este segundo periodo de tiempo predeterminado, se establece un contacto íntimo del agua a tratar con la membrana (3) sensible al ensuciamiento, alterando sus propiedades de transporte de corriente generada para pasar a la primera cara (2) de la membrana (3) donde está el agua permeada (1).Optionally, the second predetermined time period of the fourth stage is between 10 and 15 minutes. During this second predetermined period of time, an intimate contact of the water to be treated is established with the membrane (3) sensitive to fouling, altering its current transport properties generated to pass to the first face (2) of the membrane (3) where is the permeated water (1).
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La tercera etapa comprende además una subetapa de regulación del caudal de las corrientes de agua permeada (1) y de agua de mar (4), salobre o residual donde se regula dicho caudal hasta un valor de velocidad tangencial igual al de una velocidad tangencial de referencia de un caudal de agua de mar, salobre o residual y de agua permeada de una planta desaladora, de ósmosis inversa, nanofiltración o ultrafiltración, para de esta manera simular el mismo comportamiento en el dispositivo que en una planta desaladora, de ósmosis inversa, nanofiltración o ultrafiltración donde se lleve a cabo cualquiera de los procesos instalados.The third stage also includes a sub-stage for regulating the flow of permeate (1) and seawater (4), brackish or residual water streams where said flow is regulated up to a tangential velocity value equal to that of a tangential velocity of reference of a flow of seawater, brackish or residual and permeated water of a desalination plant, reverse osmosis, nanofiltration or ultrafiltration, in order to simulate the same behavior in the device as in a desalination plant, reverse osmosis, nanofiltration or ultrafiltration where any of the installed processes are carried out.
La invención se refiere también a un dispositivo de detección del ensuciamiento de membranas en plantas de ósmosis inversa, nanofiltración o ultrafiltración que comprende:The invention also relates to a device for detecting membrane fouling in reverse osmosis, nanofiltration or ultrafiltration plants comprising:
• una membrana (3) de osmosis directa, nanofiltración o ultrafiltración, dependiendo de la aplicación requerida,• a membrane (3) of direct osmosis, nanofiltration or ultrafiltration, depending on the required application,
• una corriente de agua permeada (1) en contacto con una primera cara (2) de la membrana (3) y una corriente de agua de mar (4), salobre o residual en contacto con una segunda cara (5) o cara activa de la membrana (3),• a stream of permeated water (1) in contact with a first face (2) of the membrane (3) and a stream of seawater (4), brackish or residual in contact with a second face (5) or active face of the membrane (3),
• un primer electrodo (6) dispuesto adyacente a la primera cara (2) de la membrana (3) en contacto con la corriente de agua permeada (1) y un segundo electrodo (7) dispuesto adyacente a la segunda cara (5) de la membrana (3) en contacto con la corriente de agua de mar (4), salobre o residual,• a first electrode (6) disposed adjacent to the first face (2) of the membrane (3) in contact with the permeated water stream (1) and a second electrode (7) disposed adjacent to the second face (5) of the membrane (3) in contact with the seawater stream (4), brackish or residual,
• un circuito electrónico que convierte la corriente eléctrica generada por la membrana en una diferencia de potencial entre el primer electrodo (6) y el segundo electrodo (7), y• an electronic circuit that converts the electrical current generated by the membrane into a potential difference between the first electrode (6) and the second electrode (7), and
• una unidad de control que determina el estado de la membrana (3) en función de la diferencia de potencial obtenida de la corriente eléctrica entre el primer (6) y el segundo electrodo (7).• a control unit that determines the state of the membrane (3) based on the potential difference obtained from the electric current between the first (6) and the second electrode (7).
El dispositivo de detección del ensuciamiento de membranas en plantas de ósmosis inversa, nanofiltración o ultrafiltración en este ejemplo de realización preferente comprende además un cuerpo principal o cubeta (16), con dos compartimentos separados por la membrana (3) sensible al ensuciamiento y un dispositivo espaciador promotor de turbulencia (17) dispuesto paralelamente a la membrana (3).The membrane fouling detection device in reverse osmosis, nanofiltration or ultrafiltration plants in this preferred embodiment also comprises a main body or cuvette (16), with two compartments separated by the fouling-sensitive membrane (3) and a device turbulence promoter spacer (17) arranged parallel to the membrane (3).
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El dispositivo comprende un primer conducto de entrada (11) de la corriente de agua de mar (4) proveniente de un primer depósito (31) mediante una primera bomba (32) y un segundo conducto de entrada (12) de la corriente de agua permeada (2) proveniente de un segundo depósito (33) mediante una segunda bomba (34), seguidas de unas electroválvulas (13) que permiten o impiden el paso de dichas corrientes (1, 4) al cuerpo principal o cubeta (16) y unas válvulas de regulación de caudal (14) que regulan el caudal de cada corriente (1, 4) hasta un valor de velocidad tangencial igual al que circula el agua de mar, salobre o residual y el agua permeada por unos canales de unas membranas instaladas en una planta desaladora, para de esta manera simular el mismo comportamiento en el dispositivo que en una planta desaladora.The device comprises a first inlet duct (11) of the seawater stream (4) from a first reservoir (31) by a first pump (32) and a second inlet duct (12) of the water stream permeated (2) from a second tank (33) by means of a second pump (34), followed by solenoid valves (13) that allow or prevent the passage of said currents (1, 4) to the main body or cuvette (16) and flow regulation valves (14) that regulate the flow of each current (1, 4) to a tangential speed value equal to that circulated by sea, brackish or residual water and water permeated through channels of installed membranes in a desalination plant, in order to simulate the same behavior in the device as in a desalination plant.
El dispositivo comprende además unos caudalímetros que leen el caudal de cada corriente (1, 4) y unas electroválvulas de venteo (22) para evacuar todo el aire de los dos compartimentos del cuerpo principal o cubeta (16). Esto es importante porque las burbujas de aire acumulado en los electrodos (6, 7) y en las caras (2, 5) de la membrana (3) dan lecturas erróneas de la corriente que circula por la membrana (3) sensible al ensuciamiento.The device also comprises flow meters that read the flow of each current (1, 4) and vent solenoid valves (22) to evacuate all the air from the two compartments of the main body or cuvette (16). This is important because air bubbles accumulated in the electrodes (6, 7) and on the faces (2, 5) of the membrane (3) give erroneous readings of the current flowing through the membrane (3) sensitive to fouling.
La corriente de agua permeada (1) y la corriente de agua de mar (4) son tangenciales a las caras (2, 5) de la membrana (3) y dispositivo espaciador promotor de turbulencia (17) dentro de los compartimentos del cuerpo principal o cubeta (16).The permeate water stream (1) and the seawater stream (4) are tangential to the faces (2, 5) of the membrane (3) and turbulence-promoting spacer device (17) within the main body compartments or bucket (16).
El dispositivo comprende además un primer conducto de descarga (21) de la corriente de agua de mar (4) y un segundo conducto de descarga (24) de la corriente de agua permeada (1).The device further comprises a first discharge conduit (21) of the seawater stream (4) and a second discharge conduit (24) of the permeate water stream (1).
Los electrodos (6, 7) se encuentran dispuestos con su eje longitudinal siendo paralelo a la dirección seguida por la corriente de agua permeada (1) y la corriente de agua de mar (4), de manera que tanto la corriente de agua permeada (1) como la corriente de agua de mar (4) mojan por completo los electrodos (6, 7).The electrodes (6, 7) are arranged with their longitudinal axis being parallel to the direction followed by the permeated water stream (1) and the seawater stream (4), so that both the permeated water stream ( 1) as the seawater current (4) completely wet the electrodes (6, 7).
En este estado de circulación del agua, entre los dos compartimentos del cuerpo principal o cubeta (16) se genera una corriente en la membrana que es amplificado mediante un amplificador de señal (23) conectado a los electrodos (6, 7) y registrado por el circuito electrónico.In this state of water circulation, between the two compartments of the main body or cuvette (16) a current is generated in the membrane that is amplified by a signal amplifier (23) connected to the electrodes (6, 7) and recorded by the electronic circuit
Cuando las electroválvulas (13) se encuentran cerradas, después de un tiempo de funcionamiento que corresponde con el primer periodo de tiempo predeterminado de la tercera etapa del procedimiento, las electroválvulas de venteo (22) se abren, se ponen 5 en marcha unos agitadores (26) dispuestos en el interior de los dos compartimentos del cuerpo principal o cubeta (16) evitar la polarización durante el procedimiento de transferencia de agua y sales.When the solenoid valves (13) are closed, after an operating time corresponding to the first predetermined period of time of the third stage of the procedure, the vent solenoid valves (22) are opened, stirrers are started up (5). 26) arranged inside the two compartments of the main body or cuvette (16) to avoid polarization during the process of transferring water and salts.
Las electroválvulas de venteo (22) comunican cada compartimento del cuerpo principal 10 o cubeta (16) con la atmósfera y permiten que no exista ninguna cámara de aire en cada compartimento.The vent solenoid valves (22) communicate each compartment of the main body 10 or cuvette (16) with the atmosphere and allow no air chamber to exist in each compartment.
El circuito electrónico registra el valor de la corriente generada en la membrana (3) y la almacena en la memoria de una unidad de control para posteriores comparaciones 15 con los valores de corriente que se vayan obteniendo con el tiempo de funcionamiento y parada de circulación de agua. Inicialmente, el valor de la corriente registrado en una primera secuencia de medición sería el valor de comparación o "blanco” para comparar la corriente desarrollada en sucesivas mediciones. El sistema permanece estático durante un tiempo programado.The electronic circuit records the value of the current generated in the membrane (3) and stores it in the memory of a control unit for later comparisons 15 with the current values that are obtained with the operating time and circulation stop of Water. Initially, the value of the current recorded in a first measurement sequence would be the comparison value or "blank" to compare the current developed in successive measurements.The system remains static for a programmed time.
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Terminado este tiempo, se abren de nuevo las electroválvulas (13) y al cabo de tiempo del orden de segundos se cierran las electroválvulas de venteo (22), para permitir el desplazamiento de las corrientes de agua (1, 4), así como evacuar el aire de cada compartimento del cuerpo principal o cubeta (16) y establecer nuevos ciclos de 25 medición de corriente generada por la membrana (3).Once this time has elapsed, the solenoid valves (13) are opened again and after a few seconds the vent solenoid valves (22) are closed, to allow the displacement of water currents (1, 4), as well as evacuate the air from each compartment of the main body or cuvette (16) and establish new cycles of measuring current generated by the membrane (3).
El dispositivo comprende unos medios de aviso que permiten que si en sucesivas determinaciones de la corriente medida por los electrodos (6, 7), la corriente desarrollada en funcionamiento estático del dispositivo, es diferente en valor 30 predeterminado, preferentemente 10^A, respecto al valor de la determinación anterior o del inicial tomado como "blanco”, se produce el encendido los medios de aviso, preferentemente un led y un avisador acústico.The device comprises warning means that if, in successive determinations of the current measured by the electrodes (6, 7), the current developed in static operation of the device is different in predetermined value 30, preferably 10 ^ A, with respect to the value of the previous determination or of the initial one taken as "blank", the warning means, preferably a LED and an acoustic warning, are switched on.
La unidad de control permite determinar y mostrar en un display si el ensuciamiento es debido a metales, bacterias, materia orgánica o bien la membrana está deteriorada por compuestos oxidantes.The control unit allows to determine and show on a display if the fouling is due to metals, bacteria, organic matter or the membrane is damaged by oxidizing compounds.
5 Cuando la cara activa de la membrana se contamina por alguna substancia no deseable, la generación de la corriente varía en función del tipo de substancia que se deposita en la cara activa de la membrana. Como ejemplos, se muestran en las Figuras 3 y 4 gráficas de la tendencia de la corriente generada en una membrana sensible al ensuciamiento conteniendo Fe3+ (Figura 3) y bacterias (Figura 4).5 When the active face of the membrane is contaminated by some undesirable substance, the generation of the current varies depending on the type of substance that is deposited on the active face of the membrane. As examples, graphs of the trend of the current generated in a fouling sensitive membrane containing Fe3 + (Figure 3) and bacteria (Figure 4) are shown in Figures 3 and 4.
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En las Figuras 3 y 4, se muestra, en el eje de ordenadas, el tiempo de parada durante el cual el sistema permanece en estático y se realiza el transporte de agua y sales, i.e. transporte de agua permeada hacia el agua de mar, salobre o residual y transporte de sales desde el agua de mar, salobre o residual hacia el agua permeada, creándose 15 una circulación de corriente eléctrica.In Figures 3 and 4, the stop time during which the system remains static and the transport of water and salts, i.e., is shown on the ordinate axis. transport of permeated water to seawater, brackish or residual and transport of salts from seawater, brackish or wastewater to permeated water, creating an electric current circulation.
Claims (11)
5 6.- Dispositivo de detección del ensuciamiento de membranas en plantas de
5 6.- Membrane fouling detection device in plants
10 7.- Dispositivo de detección del ensuciamiento de membranas en plantas de
10 7.- Membrane fouling detection device in plants
15 8.- Dispositivo de detección del ensuciamiento de membranas en plantas de
15 8.- Membrane fouling detection device in plants
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