Tecnología

Membranas tubulares en las tecnologías y sistemas industriales de filtración de aguas residuales

Durante mucho tiempo el mundo industrializado ha estado abordando el tema de la gestión de aguas residuales con diferentes grados de éxito. Durante décadas, se han desarrollado una infinidad de sistemas de procesamiento y tratamiento de aguas residuales con el objetivo de capturar varios subproductos de fabricación tóxicos o de otra manera indeseables antes de la descarga o la filtración de agua para su reutilización.

Los sistemas de tratamiento tradicionales incluyen tratamientos químicos seguidos de tecnologías de filtración y separación como tanques de sedimentación (clarificadores), filtros de arena/medios, diversas tecnologías de ultrafiltración (ultrafiltration, UF) y microfiltración (microfiltration, MF), como los sistemas de ósmosis inversa (OI) y fibra, por nombrar algunos.

La MF es un proceso para membranas de baja presión (de 0,7 a 7 bar, 10-100 psi) para la separación de partículas del agua a submicrones y tamaño coloidal, de 0,1 a 0,05 µ. A menudo se usa la MF aguas arriba de los sistemas de OI que se emplean para retirar materiales solubles del agua de alimentación. La UF también es un proceso de separación de sólidos de baja presión, con eficacias de filtración en el rango de tamaños de 0,01 a 0,1 µ.

Membranas tubulares para filtración de flujo cruzado

La filtración de flujo cruzado tubular es una tecnología industrial de filtración de aguas residuales que está disponible para los sistemas MF y UF. En este proceso, el agua residual tratada se pasa a través del diámetro interior de los tubos de filtración de membranas bajo presión, a suficiente velocidad como para prevenir la formación de torta.

El permeado líquido transparente es impulsado a través de los poros de la membrana mientras que los sólidos pasan a través del interior de los tubos y se concentran progresivamente en una pasta luego de pasar varias veces a través de los tubos. La pasta se extrae continuamente del sistema para la deshidratación, mientras que las aguas residuales recién tratadas se introducen en el sistema.

Esta tecnología se ha usado por más de veinte años y ofrece muchas ventajas; algunas de ellas son las siguientes:

  • Dimensiones compactas
  • Producción de líquido de alta calidad
  • Robustez mecánica
  • Alta resistencia química

Esta resistencia química permite que los ácidos, álcalis, oxidantes muy fuertes, etc. se utilicen para los procedimientos de limpieza química in situ (Clean in Place, CIP).

Tubular Cross-flow Filtration Process

TMF y la tecnología de membranas de filtración de flujo cruzado

Las membranas de filtración son materiales permeables con tamaños de poros estrictamente controlados que están disponibles en una variedad de polímeros y calificaciones de filtración. Las ventajas de estos materiales de membrana polimérica incluyen distintos grados de robustez mecánica y resistencia contra el ataque químico. Cuando estas membranas permeables se aplican a un sustrato en forma de tubo, el producto resultante es un filtro de membrana tubular (TMF™).

El fluoruro de polivinilideno (Polyvinylidene Fluoride, PVDF) es un polímero que ofrece un alto nivel de robustez y resistencia química, especialmente cuando está disponible como una formulación de polímero puro.

Las membranas de PVDF están disponibles como aleaciones derivadas de polímeros múltiples, tales como PVDF con polivinilpirrolidona (PVP), pero estas aleaciones pueden no ofrecer un grado tan alto de resistencia química durante la vida de la membrana en comparación con las membranas de 100% PVDF.

La membrana de filtración POREX® es un polímero 100% PVDF sin aleación que brinda resistencia química óptima.

Porex Filtration PVDF Polymers

Moldeado de membranas en substratos tubulares

Existen diversos métodos para aplicar la membrana polimérica al sustrato del tubo. Un método consiste en laminar la membrana a la superficie (solo) del tubo de sustrato resultante en un material compuesto laminado.

Otro método consiste en fijar la membrana directamente en el material de sustrato también resultante en un material compuesto.

Porex Filtration ha desarrollado una tecnología de fabricación única donde la membrana se cuela a través de la pared del tubo de sustrato, fijándose sólidamente a la membrana en el sustrato.

Esta tecnología da como resultado un filtro de membrana tubular (TMF) de flujo cruzado que no se delaminará. Sin embargo, permite un flujo óptimo de permeado a través del filtro del tubo, respalda el contralavado hidráulico, exhibe excelente resistencia química y ofrece una larga vida útil.

Membranas compuestas laminadas

Tubular Membrane Tube Lumen with Lamincated PVDF Membrane

Membranas compuestas fijas

Tubular Membrane Tube Lumen with Anchored Membrane Anchored PVDF Membrane for Tubular Membrane Filtration 

Topografía de superficie única

El proceso de moldeado de membranas TMF™ POREX® fue diseñado para producir una topografía lumen única de “picos y valles”. Los picos de sustrato de PE porosos protegen la superficie de la membrana de fluoruro de polivinilideno (Polyvinylidene Fluoride, PVDF) en los valles de aguas de alimentación altamente abrasivas, tales como los que contienen altas concentraciones de esquejes afilados de silicio producidos por procesos de corte y molienda de semiconductores.

Porex Filtration Semiconductor Grinding and Cutting Porex Filtration Tubular Membrane

Membranas tubulares de filtración Porex

Los productos TMF de Porex usan una tecnología de moldeado de membrana de PVDF que fija la membrana a un tubo de sustrato de PE o PVDF, los filtros de membrana TMF de Porex están disponibles en 0,1; 0,05 y 0,02 micrón de tamaños de poro. Porex utiliza un proceso de moldeado de membrana único que ofrece las siguientes ventajas:

  • Produce elevados índices de recuperación de agua
  • No se delaminará (incluso bajo elevada presión)
  • Membrana 100% de PVDF
  • Respalda el contralavado a presión
  • Respalda la CIP
  • Elevada inercia química
  • Total tolerancia de pH (1 a 14)
  • Alta resistencia abrasiva (semiconductores - proceso de rectificación de obleas)
  • Menor huella en el sistema
  • Larga vida útil

 

 

 

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