MXPA98004058A - Metodo para limpiar una instalacion de filtrado del tipo que tiene membranas sumergidas - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un método para limpiar una instalación de filtrado del tipo constituido por una pluralidad de membranas sumergidas en un tanque por lo menos, que contiene un efluente que va a ser filtrado, caracterizándose dicho método porque incluye los pasos consistentes en:- drenar por lo menos parcialmente el efluente contenido en dicho tanque de manera que se expongan al aire dichas membranas;- hacer pasar por lo menos una solución de limpieza a través de dichas membranas a lo largo de un trayecto de flujo en sentido opuesto al flujo de filtrado delefluente, alimentando dicha solución de limpieza desde el lado permeado de dichas membranas.

Description

MÉTODO PARA LIMPIAR UNA INSTALACIÓN DE FILTRADO DEL TIPO QUE TIENE MEMBRANAS SUMERGIDAS El invento se refiere al campo de instalaciones para el filtrado de efluentes, específicamente agua, para efectos de purificarla y hacerla potable. De manera más precisa, el invento se refiere al campo de tales instalaciones que incluyen membranas filtrantes que están directamente sumergidas en el efluente que se va a tratar. Más exactamente, el invento se refiere a un método para limpiar las membranas de tales instalaciones.

Las instalaciones con membranas sumergidas se caracterizan porque utilizan membranas de microfiltrado o ultrafiltrado que pueden ser planas, tubulares o con fibras huecas, que generalmente están agrupadas juntas en módulos y no incluyen ningún alojamiento. Estos módulos se sumergen directamente en el tanque de tratamiento que contiene el efluente que se va a filtrar, y el permeado se extrae por succión. Tales instalaciones de filtrado se describen detalladamente en la patente US-A-5248424, a nombre de Cóté y otros, en la Solicitud de Patente Europea EP-A-510328 y en el articulo titulado "Separación directa de sólidos y líquidos utilizando una membrana de fibra hueca, en un tanque de aireación de fangos activados" a nombre de Yamamoto y otros, que apareció en 1989 en la revista Water Sciencie Technology, vol. págs.43-54. Las membranas sumergidas que se emplean en tales instalaciones generalmente se usan bajo condiciones que dan como resultado poca obstrucción con una presión baja a través de las membranas, que generalmente no sobrepasa de 0.5 barias, de manera que se pueden espaciar lo más posible las operaciones de limpieza de estas membranas. Sin embargo, las operaciones de limpieza siguen siendo necesarias y normalmente se llevan a cabo con la ayuda de substancias químicas que generalmente son corrosivas. En las instalaciones con membranas tradicionales, en las cuales los módulos de filtrado no se sumergen directamente en el efluente que se va a filtrar, pero que cuentan con un alojamiento y están equipadas con un circuito filtrante, la limpieza de las membranas se puede llevar a cabo fácilmente sin tener que sacar las membranas de la instalación. Este tipo de limpieza, llamado limpieza in si tu, consiste sencillamente en hacer circular una solución de limpieza por el circuito de reciclado. Tal método es efectivo, ya que permite controlar bien la concentración del producto químico en la solución de limpieza, la temperatura de la solución y el tiempo de contacto de la misma con las membranas. Además, un procedimiento de limpieza tal puede hacerse de manera totalmente automática. Finalmente, el volumen de descarga es bajo y es proporcional a la merma del circuito de reciclado. Sin embargo, las instalaciones de filtrado del tipo que tiene membranas sumergidas no incorporan ni alojamiento ni circuito de eciclado. En consecuencia, una de las desventajas relacionadas con el uso de tales instalaciones radica en el hecho de que las operaciones de limpieza se dificultan mucho más por la ausencia de un alojamiento tal que rodee los módulos de filtrado y también por la falta de un circuito de recirculación tal.

La tecnología actual ha proporcionado varios métodos para limpiar tales instalaciones de filtrado con membranas sumergidas. Uno de estos métodos, denominado ex-si tu, consiste sencillamente en sacar del tanque uno por uno los módulos de filtrado y limpiarlos en un aparato especialmente proporcionado para este objetivo. Tal método permite llevar a cabo una limpieza efectiva de las membranas, pero tiene varias desventajas. Por una parte, hace que se tenga que interrumpir el tratamiento o reducir su eficiencia durante el tiempo, que puede ser relativamente largo, que se necesita para trasladar los módulos al aparato de limpieza y realizar la operación de limpieza. Además, tal método también tiene la desventaja de que no se puede automatizar fácilmente, lo cual hace que aumente el costo del mismo. También se ha sugerido en la tecnología actual limpiar instalaciones de filtrado que tienen membranas sumergidas, reemplazando el efluente que está presente en el tanque de tratamiento por una solución de limpieza y poniendo a funcionar la instalación normalmente para permitir que la solución de limpieza pase por los poros de las membranas. Esa técnica también tiene muchas desventajas. Aunque este método es efectivo y si se puede automatizar, de hecho requiere que se utilice un gran volumen de soluciones de limpieza. Aparte del hecho de que se incrementa el costo de los reactivos, es mucho más difícil y más caro calentar un volumen tan grande de soluciones de limpieza. Finalmente, también se incrementa el volumen de la descarga (la solución de limpieza sucia) . También hay que hacer notar que en la tecnología actual se ha propuesto un método cuyo objetivo es permitir la limpieza in situ de las membranas de una instalación que incluya tales membranas sumergidas. Tal método, el cual se describe detalladamente en la patente estadounidense US-A-5403479, a nombre de Smith y otros, consiste en hacer circular una solución de limpieza a través de las membranas a lo largo de una trayectoria de flujo en sentido opuesto al flujo de filtrado, y todo ello sin vaciar el tanque dentro del cual están instaladas las membranas. La solución de limpieza sobrante que no pasa a través de las membranas se recicla de manera tal que se reduce al mínimo el volumen de la solución transferido a dicho tanque. La efectividad de este método es limitada, pues la solución de limpieza utilizada es diluida inevitablemente por el efluente presente en el tanque tan pronto pasa la misma a través de las membranas, lo cual reduce considerablemente su efectividad. Al mismo tiempo, la temperatura de esta solución de limpieza también se reduce abruptamente en el momento en que pasa, lo cual también reduce su efectividad. Además, se debe limitar el tiempo programado para inyectar la solución de limpieza, y, como resultado, el tratamiento que se está aplicando no se distribuye uniformemente, ya que cuando es un tratamiento biológico, la biomasa presente en el tanque puede diezmarse rápidamente si la solución de limpieza se inyecta durante demasiado tiempo. Finalmente, tal* método no puede aplicarse cuando la instalación de membranas sumergidas en cuestión se utiliza precisamente para hacer que el agua sea potable, ya que los reactivos químicos utilizados en las soluciones de limpieza no son compatibles con tal tratamiento. El objetivo del presente invento es proporcionar un método de limpieza para una instalación de filtrado del tipo que tiene membranas sumergidas, que no tenga las desventajas de la tecnología actual. De manera más específica, uno de los objetivos del invento es proporcionar un método tal que pueda ser aplicado al mismo tiempo que las membranas se mantienen en su sitio en la instalación. Otro objetivo más del invento consiste en describir tal método de limpieza in situ con poco volumen de soluciones de limpieza y que no dé como resultado que las mismas se diluyan. Otro objetivo del invento consiste en ofrecer un método tal que pueda ser automatizado con facilidad. Otro objetivo más del invento es proporcionar una instalación de filtrado que permita la puesta en práctica de un método tal. Estos diferentes objetivos, así como otros que resultarán obvios a continuación, se logran gracias al invento que se refiere a un método para limpiar una instalación de filtrado del tipo que incluye una pluralidad de membranas sumergidas en un tanque, por lo menos, que contiene un efluente a ser filtrado, caracterizándose tal método porque incluye los siguientes pasos: -vaciar por lo menos parcialmente el efluente contenido en dicho tanque, con objeto de exponer al aire dichas membranas; -hacer pasar por lo menos una solución de limpieza a través de los poros de dichas membranas a lo largo de un trayecto de flujo en sentido opuesto al flujo de filtrado del efluente, haciendo pasar dicha solución de limpieza desde el lado permeado de dichas membranas. De manera preferente, dicho método incluye un paso que consiste en recuperar o neutralizar dicha solución de limpieza que se ha hecho pasar a través de dichas membranas activamente empleada en dicho tanque. En consecuencia, el invento ofrece una manera original de limpiar in situ las membranas de la instalación vaciando, por lo menos parcialmente, el tanque en el que están instaladas las membranas de filtrado, de manera tal que se permita el paso de la solución de limpieza utilizada desde el lado permeado de las membranas hacia el exterior de las mismas, y luego un flujo de esta solución sobre la superficie externa de las membranas hacia el fondo del tanque. De esta manera, la solución de limpieza se emplea al máximo de su capacidad, ya que la misma no se diluye al salir de las membranas y, por el contrario, puede correr a lo largo de las mismas después de haber pasado a través de sus poros.

Además, tal método permite realizar una distribución uniforme de la solución de limpieza en las membranas, ya que no se ejerce ninguna presión en contra de la misma. Tomando en cuenta el hecho de que la solución de limpieza no se diluye después de pasar a través de los poros de las membranas, es posible, además, usar menos volúmenes de soluciones de limpieza que los que se necesitan para lograr una limpieza efectiva en el contexto del método descrito anteriormente según la patente US-A-5403479. Esto constituye otra ventaja del método ya que el mismo podrá aplicarse con menos costo. Aunque un método tal puede aplicarse en cualquier instalación de filtrado que tenga membranas sumergidas, este método se puede aprovechar más en instalaciones cuyas membranas estén colocadas verticalmente dentro de dicho tanque. En efecto, tal posición favorece el flujo de la solución de limpieza sobre la superficie externa de las membranas después de que pasa a través de los poros de las mismas. En este caso, de acuerdo con un aspecto preferido y especialmente interesante, dicho paso del método de acuerdo con el invento que consiste en hacer que por lo menos pase una solución de limpieza a través de los poros de dichas membranas a lo largo de un trayecto de flujo en sentido opuesto al flujo para el filtrado del efluente, se lleva a cabo alimentando alternativa o simultáneamente dicha solución de limpieza por la parte superior y por la parte inferior de dichas membranas. Tal característica única permite humedecer bien las membranas y, como consecuencia, emplear menores volúmenes de soluciones de limpieza. Sobre esta cuestión, hay que hacer notar que en la técnica descrita por la patente estadounidense anteriormente mencionada, la solución de limpieza siempre se alimenta por la parte inferior de los módulos de filtrado. De manera ventajosa, dicho método consiste en realizar una secuencia de limpieza que incluye por lo menos un paso que consiste en hacer que por lo menos una solución de limpieza básica pase a través de dichas membranas, y también incluye por lo menos un paso que consiste en hacer pasar por lo menos una solución de limpieza acida a través de los poros de dichas membranas. El empleo de tal solución de limpieza básica y de tal solución de limpieza acida permite que se incremente aún más la efectividad de la operación de limpieza realizada aplicando el método de acuerdo con el invento. De manera preferente, dicho método también incluye por lo menos un paso que consiste en hacer que por lo menos una solución de limpieza que contiene un agente oxidante pase a través de los poros de dichas membranas. Por ejemplo, una solución tal podría estar constituida por hipoclorito sódico o peróxido de hidrógeno. De manera más preferente aún, dicho método incluye por lo menos un paso que consiste en hacer que por lo menos una solución que contiene una base y un compuesto de cloro pase a través de los poros de dichas membranas, e incluye un paso consistente en hacer que por lo menos una solución de limpieza acida pase a través de los poros de dichas membranas. De hecho, se ha observado que la aplicación de una secuencia tal da como resultado una limpieza realmente efectiva de las membranas, tal como se explicará con más detalle a continuación. Es importante decir que una secuencia tal permite la utilización de soluciones de limpieza a la temperatura ambiente, eliminando así la necesidad casi ineludible de la tecnología actual de calentar las soluciones de limpieza que se utilizan normalmente. Una ventaja más consiste en que dichos pasos de dicha secuencia se intercalan con uno o más pasos de enjuagado, o son precedidos o seguidos por los mismos, consistentes en hacer que pase agua dentro de dichas membranas . Otra ventaja más consiste en que dicho método puede incluir por lo menos una fase de impregnación durante la cual se corta el suministro de la solución de limpieza para dejar que la misma impregne las membranas y con ello aumente su efectividad. Como una ventaja más, la solución o las soluciones de limpieza se aplican a una velocidad de un volumen total que fluctúa entre 2 y 20 litros por metro cuadrado de membrana. Estos volúmenes son bastante menores que los que se utilizan en la tecnología actual, los cuales tradicionalmente son del orden de 50 litros por metro cuadrado . De manera preferente, la duración total de dicha secuencia de limpieza fluctúa entre 30 minutos y 4 horas.

El invento también se refiere a una instalación para poner en práctica tal método, incluyendo tal instalación por lo menos un tanque de tratamiento dentro del cual están instaladas vertical y conjuntamente varias membranas de filtrado, con medios para alimentar el efluente que se va a filtrar en dicho tanque, medios para drenar dicho tanque, medios para descargar el permeado proveniente de dichas membranas, por lo menos un depósito para almacenar una solución para limpiar dichas membranas, medios para alimentar dicha solución de limpieza desde el lado permeado de dichas membranas y que se caracterizan porque dichos medios de alimentación de dicha solución de limpieza incluyen medios que permiten que dicha solución de limpieza se suministre de manera alternativa o simultánea por la parte superior o por la parte inferior de dichas membranas. De acuerdo con una interesante variante del invento, esta instalación incluye, como una ventaja, por lo menos dos tanques de tratamiento montados en paralelo y teniendo cada uno en su interior una pluralidad de membranas de filtrado instaladas verticalmente, y que incluye medios para permitir la limpieza de las membranas del primer tanque y medios que permiten que el contenido de este primer tanque se almacene en el segundo tanque durante la operación de limpieza. De manera preferente, tal instalación incluye medios para conectar dichos medios de drenaje a dichos medios de suministro.

El invento, junto con las diversas ventajas que ofrece, se entenderá con mayor facilidad gracias a la descripción que se hace a continuación, de manera no limitativa, de poner en práctica el invento al que hacen referencia los dibujos, en los cuales: -La Figura 1 representa un diagrama de una primera realización de una instalación conforme a este invento; -La Figura 2 representa un diagrama de una segunda realización de una instalación conforme a este invento; Con referencia a la Figura 1, la instalación de filtrado representada incluye un tanque de tratamiento 1. Tal como es normal, ese tanque tiene medios 2 para alimentar el efluente a ser filtrado que incluyen una válvula de paso 2a, y medios para drenar el tanque 5 que incluyen una válvula de paso 5a. La instalación se alimenta continuamente con el agua que va a ser filtrada a través de la válvula 2a controlada por el nivel del agua del tanque. Organizadas en un módulo 4 hay una pluralidad de membranas 3 instaladas verticalmente en dicho tanque. En la realización descrita, estas membranas están constituidas por membranas de ultrafiltrado hechas de fibras huecas, realizándose el filtrado desde el exterior hacia el interior, y están montadas en un módulo de 12m2. La instalación también incluye una bomba aspirante 6 que permite la extracción del efluente tratado constituido por el permeado de las membranas, a través de una red de canales 7, 8, 9, 10, 15 y 19. La instalación incluye, además, tres depósitos 11, 12 y 13 para almacenar soluciones de limpieza, teniendo cada uno una válvula de paso lia, 12a y 13a, y también medios que incluyen un conjunto de canales 14 y 15 y un conjunto de válvulas 16, 17 y 18 que permiten que estas soluciones de limpieza se alimenten al pie del módulo 4; es decir, por el fondo de dichas membranas 3. Conforme al invento, la instalación también incluye medios que contienen un canal 19, una válvula 20, más los canales 8, 9 y 14 y las válvulas 16, 17 y 18 que permiten que estas soluciones de limpieza se alimenten por el cabezal del módulo 4; es decir, por la parte superior de dichas membranas 3. Por último, hay que hacer notar que el contenido de los tanques se conecta al agua de la tubería principal 21, la cual tiene una válvula de paso 22. En la modalidad de filtrado, la válvula de paso 2a para el medio 2 que suministra el efluente sin depurar al tanque 1, se abre, y la válvula de paso 5a del medio 5 para .drenar el tanque se cierra, y en consecuencia el efluente llena el tanque 1 de manera tal que se sumergen las membranas de filtrado 3. Además, se activa la válvula 20 para que el canal 7 se comunique con el canal 8, y se activa la válvula 18 para comunicar el canal 15 con el canal 19. Por último, se activa la válvula 16 para que los canales 8 y 19 se comuniquen con el canal 9, y se activa la válvula 17 para comunicar el canal 9 con el canal 10 para descargar el permeado. De esta manera, el permeado es extraído al mismo tiempo, por el cabezal y por el pie del módulo 4. Cuando se obstruyen las membranas 4 y hay que limpiarlas, la instalación se pone a funcionar de acuerdo con el método de limpieza del invento. Las soluciones de limpieza contenidas en los depósitos 11, 12 y 13 pueden utilizarse en ese momento para desobstruir estas membranas y se pueden inyectar fácilmente, de manera alternativa, a través de la parte superior o a través de la parte inferior de las membranas. También hay que hacer notar que las soluciones de limpieza también pueden inyectarse simultáneamente a través de la parte superior y de la parte inferior de las membranas. De acuerdo con el primer paso de este método de limpieza, el tanque 1 se drena cerrando la válvula de paso 2a que se encuentra en el medio que le suministra el efluente al tanque 1, y abriendo la válvula de paso 5a del medio de drenaje 5, de manera tal que se permita la descarga del efluente de ese tanque y permita que las membranas queden expuestas al aire. De acuerdo con el segundo paso, que consiste en llevar a cabo el ciclo de limpieza en sí, las tres soluciones de limpieza se emplean una después de la otra. Por ejemplo, si se escoge primero emplear la solución contenida en el depósito 13, tal como se muestra en la Figura 1, se abre la válvula 13a de este depósito (permaneciendo cerradas las válvulas lia y 12a de los otros depósitos) . De manera simultánea, se cierra la válvula 20, se activa la válvula 16 de manera que comunique al depósito 13 con el canal 9, se activa la válvula 17 de manera que se comunique al canal 9 con el canal 14, y se activa la válvula 18 de manera que el canal 14 se comunique con el canal 15. De esta manera, la solución de limpieza llega a través del fondo de las membranas y se propaga en sentido ascendente recorriendo toda la altura de las mismas. El caudal de flujo de esta solución obviamente se calcula para permitir que las membranas se mojen bien. La solución de limpieza pasa fácilmente a través de las membranas, ya que no hay ningún líquido presente en el tanque que pudiera ejercer una presión en contraflujo. Luego, la solución fluye a lo largo de las membranas. Después de haber pasado a través de las membranas, la solución de limpieza, que ya está sucia debido a las impurezas presentes en las membranas, se descarga a través del medio 5 para así drenar el tanque 1. Hay que hacer notar que en otras modalidades para implementar el método del presente invento, también es posible no descargar la solución de limpieza o las soluciones de limpieza del tanque sino simplemente neutralizarlas. Después de un tiempo determinado para suministrar la solución de limpieza por la parte inferior de las membranas, esta misma solución puede alimentarse subsecuentemente por la parte superior de las membranas de manera que se incremente la efectividad de la limpieza y también para llevar a cabo la humectación de las membranas. Con este fin, la válvula 18 se activa de manera que se ponga en comunicación al canal 14 con el canal 19, y la válvula 20 se activa de manera que comunique al canal 8 con el canal 7. Después, la solución de limpieza se alimenta por la parte superior de las membranas. Después de pasar a través de las membranas fluye a lo largo de las mismas y se descarga por los medios de drenaje 5. Después de haber empleado la solución de limpieza contenida en el depósito 13, se puede continuar la secuencia de limpieza utilizando las soluciones de limpieza contenidas en los depósitos 12 y 11, también alimentándolas alternativamente por la parte superior y por la parte inferior de las membranas 4. Cada vez que se cambia de solución de limpieza, se puede utilizar el agua de la línea principal o el permeado para lavar los canales a través de los cuales pasa esta solución. Además, hay que hacer notar que para cada paso de la secuencia de limpieza, se puede detener el suministro de la solución de limpieza (cerrando la válvula lia, 12a, o 13a, según fuera el caso, y desactivando la bomba 6) , para así darle tiempo a las membranas para que se impregnen con la solución de limpieza. La instalación de acuerdo con la Figura 1 se ha operado de acuerdo con varias secuencias de limpieza, la No. 1, la No.2, la No. 3 y la No. 4, cuyos detalles se muestran en el Cuadro 1 que se expone a continuación, después de que las membranas se han obstruido con agua proveniente del Sena (30 NTU) o con aguas residuales del alcantarillado urbano. Respecto al agua Sena, las primeras tres secuencias (1,2,3) se han llevado a cabo con un tanque vacío, y la última (4) se ha probado con un tanque vacío y con un tanque lleno. Respecto al agua residual urbana, la secuencia 1 se ha probado con tanque vacío y tanque lleno.

Todas estas secuencias de limpieza consisten en un paso básico, un paso con ácidos y un paso con cloro, con excepción de la última secuencia respecto a la cual únicamente se han puesto en práctica dos pasos (con hipoclorito sódico y ácido) . Para decirlo de manera más clara, en las secuencias No. 1, No, 2 y No. 3, se aplicaron sucesivamente tres soluciones de limpieza: la primera solución contenía una base, la segunda solución contenía ácido cítrico al 0.5% y una tercera solución de hopoclorito sódico al 0.03%. En la secuencia No. 4, únicamente se utilizaron dos soluciones de limpieza: la primera solución se constituyó mezclando en una solución acuosa una base y 0.03% de una solución de hipoclorito sódico y una segunda solución de ácido cítrico al 0.5%. Entre cada solución de limpieza, las membranas se lavaron con agua de la tubería principal, misma que se alimentó al tanque utilizando el canal 21 y la válvula de paso 22.

Además, en las secuencias No. 1, No. 3 y No. 4, se llevó a cabo el suministro a través de la parte superior y después de la parte inferior de las membranas, respecto a cada solución de limpieza, y para cada lavado se •aplicaron caudales de flujo de 100 1/h, y el tiempo de suministro fluctuó entre 2.5 y 30 minutos. Respecto a la secuencia No. 2, únicamente se llevó a cabo un suministro por la parte inferior con un caudal de flujo de 250 1/h y un tiempo de suministro de 30 minutos en lo tocante a la solución de limpieza básica, 15 minutos para las otras dos soluciones de limpieza y 5 minutos para el lavado con agua de la tubería principal.

Por último, en las secuencias No. 2 y No. 3, el tiempo de impregnación fluctuó entre 15 y 40 minutos, misma que se aplicó después de inyectar las soluciones de limpieza.

Cuadro 1 : Secuencias de limpieza con soluciones químicas probadas * (Suministro durante 20 minutos por la parte superior, después por la parte inferior, sumiministro durante 10 minutos por la parte superior y después por la inferior Cuadro 1 (continuación) : Secuencias de limpieza con soluciones químicas probadas • (Suministro durante 20 minutos por la parte superior, después por la inferior, suministro durante 10 minutos por la parte superior, luego por la parte inferior) **** (Suministro por la parte superior durante 5 minutos, impregnado 10 minutos, Suministro por la parte inferior 5 minutos, impregnado 10 minutos) se llevó a cabo 2 veces. ***** (Suministro por la parte superior durante 5 minutos, impregnado 10 minutos, Suministro por la parte inferior 5 minutos, impregnado 10 minutos) . La secuencia 3* consiste en alargar el tiempo de recirculación y reducir el tiempo de impregnación La secuencia 4* consiste en reducir el tiempo de recirculación y alargar el tiempo de impregnación.

Estas diferentes soluciones de limpieza se han puesto en práctica en el curso de diferentes operaciones de limpieza después de quedar obstruidas las membranas con agua proveniente del Sena tal como se describe en el Cuadro 2. La secuencia de limpieza No. 1, se implemento respecto a una operación de limpieza, en la cual se probó como solución de limpieza básica un 1% de hidróxido sódico al 25°C (pH =11.7) (operación de limpieza No. 7). La secuencia de limpieza No. 2 se implemento respecto a una única operación de limpieza, en la cual la base empleada como solución de limpieza básica estaba constituida por un 1% de hidróxido sódico a 25°C (pH = 11.9) (operación de limpieza No. 2). La secuencia de limpieza No. 3 se implemento en dos operaciones de limpieza (operación de limpieza No. 8 y No. 9) en las cuales la base utilizada como solución de limpieza básica consistió en un 1% de hidróxido sódico a 25°C (pH = 11.9) . La secuencia de limpieza No. 4 se implemento respecto a tres operaciones de limpieza, en las cuales la base empleada como solución de limpieza, que contenía tanto una base como hipoclorito sódico, estaba constituida por un 0.5% de hidróxido sódico (operaciones de limpieza No. 12, 14 y 15) . De acuerdo con el invento, todas estas operaciones de limpieza se realizaron estando vacío el tanque No. 1. Pero para efectos de comparación, únicamente la operación 18 de limpieza No. 15 se llevó a cabo con el tanque lleno de efluente. Durante estas diferentes operaciones de limpieza se utilizaron diferentes volúmenes de soluciones de limpieza; desde 4.6 a 23.3 1/m2. También se llevaron a cabo dos operaciones de limpieza después de que las membranas habían quedado obstruidas con aguas residuales urbanas y fango activado, tal como se describe en el Cuadro 3. En el transcurso de esas dos operaciones de limpieza (operaciones de limpieza No. 16 y No. 17), se empleó la secuencia de limpieza No. 1, con Ultrasil al 60%, como base. La operación de limpieza No. 16 se llevó a cabo de acuerdo con el invento (con el tanque vacío) , mientras que la operación de limpieza No. 17 se llevó a cabo, para efectos de comparación, con el tanque lleno. La calidad de las operaciones de limpieza llevadas a cabo se evaluó, por una parte, calculando el porcentaje de permeabilidad que tenían las membranas respecto al agua proveniente de la tubería principal después de la limpieza con relación a la permeabilidad de nuevas membranas y, por otra parte, evaluando el incremento de la permeabilidad en estas membranas. El Cuadro 2 proporciona los resultados obtenidos con agua proveniente del Sena. El Cuadro 3 proporciona los resultados obtenidos con aguas residuales urbanas y con los fangos activados. Cuadro 19 Estos resultados demuestran que el método de limpieza de acuerdo con el invento, en comparación con la operación de limpieza que consiste en llenar el tanque con soluciones para lavar, permite reducir los volúmenes de reactivos químicos al mismo tiempo que mantiene una efectividad excelente. De hecho, dentro del contexto del invento puede observarse que la permeabilidad de la membrana, medida después de las operaciones de limpieza, es casi igual o igual a la de una membrana nueva. Además, los resultados también permiten demostrar que la inyección de reactivos realizada alternativamente por la parte superior y por la parte inferior (operación de limpieza No. 7) es más efectiva que cuando el reactivo se inyecta simplemente desde la parte superior a la inferior (operación de limpieza No. 2) . La prudente combinación de diferentes reactivos durante las diversas secuencias de limpieza permite que se reduzcan los volúmenes de reactivo utilizados y también el tiempo invertido en la limpieza. En especial, las operaciones de limpieza llevadas a cabo de acuerdo con la secuencia de lavado No. 4, en la que primero se emplea una solución de limpieza que contiene tanto hidróxido sódico como cloro, se muestran como especialmente efectivas (operaciones de limpieza Nos. 12 y 14) . Estos resultados también indican que existe una efectividad de limpieza considerablemente mayor dentro del contexto del invento, cuando la misma se realiza teniendo el tanque vacío que cuando se realiza con el tanque lleno (operaciones de limpieza Nos. 15 y 17) . Con referencia a la Figura 2, se muestra una segunda realización de una instalación que permite limpiar las membranas de acuerdo con el método del invento sin interrumpir el uso de las mismas en la modalidad de filtrado. Además de contar con un sistema de distribución para las soluciones de limpieza similar al de la instalación anteriormente descrita, esta solución al problema tiene cuatro tanques de tratamiento la, ib, le y Id, con una pluralidad de membranas de filtrado (fibras huecas) organizadas en los módulos 3a, 3b, 3c y 3d, instaladas dentro de cada uno. A su vez, a estos módulos se le pueden suministrar soluciones de limpieza gracias a las válvulas 18a, 18b, 18c y 18d (para suministrarlas por la parte inferior de las membranas) , y gracias a las válvulas 20a, 20b, 20c y 20d (para suministrarlas por la parte superior de las membranas) . El medio 2 para suministrarle a los tanques el efluente que se va a filtrar, incluye un depósito intermedio 23, una válvula de paso general J y una válvula de paso A, B, C y D para cada tanque de tratamiento. En lo que respecta al medio para drenar los tanques, hay una válvula de paso general I y una válvula de paso para cada tanque E, F, G, H. Por último, el medio de drenaje y el medio de suministro de los tanques están conectados uno respecto a otro por el canal 21 que tiene una válvula de 21 Cuadro 2 : Efectividad de las operaciones de limpieza llevadas a cabo con soluciones químicas Obstrucción provocada por aguas del Sena Operaciones de limpieza 1 a 6: Flujo del permeado = 500 1/h Operaciones de limpieza 7 a 13 Flujo de permeado = 400 1/h Permeabilidad de referencia de la nueva membrana = 220 1/h.m2. barias Cuadro 3 : Efectividad de las operaciones de limpieza llevadas a cabo con soluciones químicas Desobstrucción de aguas urbanas residuales - fangos activados Permeabilidad de referencia de la nueva membrana = 350 1/h.m2. arias Secuencia 1* = Secuencia 1 con tiempos de lavado en los pasos 2 y 4, fueron de 20 minutos paso K, que permite, según se desee, transferir el volumen drenado de un tanque a los demás tanques y viceversa. Cuando la instalación está funcionando a toda su capacidad, a los cuatro tanques la, Ib, le y Id se les suministra el efluente que se va a filtrar. Con este objetivo, las válvulas de paso J y A, B, C y D se abren al mismo tiempo que se cierran las válvulas de drenaje E, F, G, H e I y la válvula K. Cuando se desea limpiar las membranas de uno de los tanques, por ejemplo las del tanque Id, se cierran la válvula de suministro general J y la válvula D de suministro del tanque, y se abren las válvulas H y K, permaneciendo las otras válvulas en la misma condición en que estaban previamente. Una vez cerrada la válvula de suministro general J, el efluente a filtrarse que llega a la instalación se almacena en el depósito intermedio 23. En las realizaciones en las que el contenido del tanque es activo (por ejemplo cuando contiene carbón activado o fangos activados) , el volumen de efluente presente en el tanque Id se drena y se transfiere a los otros tres tanques la, Ib y le, al tiempo que el filtrado continúa su curso. Una vez que se ha transferido completamente el contenido del tanque Id a los otros tanques, la válvula de drenaje H y la válvula K se cierran, y se abre la válvula J. Entonces las soluciones de limpieza ya se pueden alimentar al tanque vacío Id desde los depósitos 11, 12 y 22 13, alternativamente, por el fondo y por la parte superior de las membranas. Al terminar la secuencia de limpieza, se abren la válvula H y la válvula I para descargar las soluciones de limpieza sucias presentes en el fondo del tanque Id. A continuación, el tanque se puede lavar sencillamente abriendo la válvula D que suministra al tanque. Así que, para llenar de nuevo el tanque Id con el efluente que se va a tratar con el exceso del efluente presente en los tanques la, Ib y le, se cierran las válvulas de suministro A, B y C y se abren las válvulas de drenaje E, F y G. La válvula de drenaje H del tanque Id está cerrada, al igual que la válvula de suministro general J y la válvula de drenaje general L. Con objeto de poder transferir el excedente de los tanque la, Ib y le al tanque Id, se abre la válvula K. Por último, con objeto de permitir que la instalación regrese a su modalidad de filtrado normal, se abren las válvula A, B, C, D y J, y se cierran las demás válvulas. En consecuencia, una instalación tal permite poner en práctica el método para limpiar membranas de acuerdo con el invento, al mismo tiempo que conserva el contenido útil de los tanques de tratamiento. Por lo tanto, el invento proporciona un método de limpieza que puede automatizarse fácilmente y en el que se emplean soluciones de limpieza sin diluir en pequeños volúmenes, así como una instalación para poner en práctica el método. 23 Las realizaciones del invento descritas en esta memoria no tienen como objetivo reducir el alcance de esta solicitud de patente. En consecuencia, será posible hacerle numerosas modificaciones al invento sin apartarse de su alcance. Respecto al método, se puede contemplar el uso de otras soluciones de limpieza aparte de las indicadas, y también otros tipos de membranas. Respecto a la instalación, se puede suministrar un número diferente de tanques y de circuitos de bombeo que permitan que continúe el filtrado durante la limpieza de las membranas de un tanque. 24

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Método para limpiar una instalación de filtrado del tipo que incluye una pluralidad de membranas sumergidas en un tanque, por lo menos, que contiene un efluente que va a ser filtrado, caracterizándose dicho método porque incluye varios pasos que consisten en: - drenar por lo menos parcialmente el efluente contenido en dicho tanque de manera que se expongan al aire dichas membranas; - hacer pasar por lo menos una solución de limpieza a través de dichas membranas a lo largo de un trayecto de flujo en sentido opuesto al flujo de filtrado del efluente, suministrando dicha solución de limpieza desde el lado permeado de dichas membranas.

2. Un método de acuerdo con la Reivindicación 1, que se caracteriza porque incluye, además, un paso que consiste en recuperar o neutralizar dicha solución de limpieza que ha pasado a través de dichas membranas al pie de dicho tanque.

3. Un método de acuerdo con la Reivindicación 1 ó 2, que se caracteriza porque dichas membranas se encuentran colocadas en posición vertical dentro de dicho tanque.

4. Un método de acuerdo con la Reivindicación 3, que se caracteriza porque dicho paso que consiste en hacer pasar por lo menos una solución de limpieza a través de dichas membranas a lo largo de un trayecto de flujo en sentido opuesto al flujo de filtrado del efluente, se lleva a 25 cabo suministrando dicha solución de limpieza, de manera alternativa o simultánea, por la parte superior y por la parte inferior de dichas membranas.

5. Un método de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 4, que se caracterizan porque consiste en llevar a cabo una secuencia de limpieza que incluyen por lo menos un paso que consiste en hacer pasar por lo menos una solución de limpieza básica a través de dichas membranas, y en un paso, por lo menos, que consiste en hacer pasar por lo menos una solución de limpieza acida a través de dichas membranas .

6. Un método de acuerdo con la Reivindicación 5, que se caracteriza porque dicha secuencia de limpieza incluye por lo menos un paso que consiste en hacer pasar por lo menos una solución de limpieza que contiene por lo menos un agente oxidante a través de dichas membranas .

7. Un método de acuerdo con las Reivindicaciones 5 y 6, que se caracteriza porque dicha secuencia de limpieza incluye por lo menos un paso que consiste en hacer pasar por lo menos una solución de limpieza que contiene una base y un agente oxidante a través de dichas membranas, y por lo menos un paso que consiste en hacer pasar por lo menos una solución de limpieza acida a través de dichas membranas .

8. Un método de acuerdo con una de las Reivindicaciones 5 a 7, que se caracteriza porque dichos pasos de dicha secuencia de limpieza se intercalan entre uno o más pasos de lavado consistentes en hacer pasar agua a través de 26 dichas membranas, o son seguidos o precedidos por los mismos.

9. Un método de acuerdo con una de las Reivindicaciones 5 a 7, que se caracteriza porque dichos pasos de dicha secuencia de limpieza se intercalan entre uno o más pasos de impregnación, o son seguidos o precedidos por los mismos .

10. Un método de acuerdo con una de las Reivindicaciones 1 a 9, que se caracteriza porque dicha solución de limpieza o dichas soluciones de limpieza se utilizan con un caudal de volumen total que fluctúa entre 2 y 20 litros por metro cuadrado de membrana.

11. Un método de acuerdo con una de las Reivindicaciones 5 a 10, que se caracteriza porque la duración total de dicha secuencia de limpieza fluctúa entre 30 minutos y 4 horas.

12. Una instalación para poner en práctica el método de acuerdo con una de las Reivindicaciones 3 a 11, que incluye por lo menos un tanque de tratamiento (1) dentro del cual están instaladas verticalmente una pluralidad de membranas de filtrado (3), junto con medios (2) para alimentar un efluente que se va a filtrar en dicho tanque, medios (5) para drenar dicho tanque (1), medios (7, 8, 9, y 10) para descargar el permeado proveniente de dichas membranas, por lo menos un depósito de almacenamiento (11, 12 y 13) de una solución para limpiar dichas membranas y medios para alimentar dicha solución de limpieza desde el lado permeado de dichas membranas, que se caracteriza porque dichos medios para alimentar 27 dicha solución de limpieza incluyen medios para permitir que dicha solución de limpieza se suministre de manera alternativa o simultánea por la parte superior y por la parte inferior de dichas membranas.

13. Una instalación de acuerdo con la Reivindicación 12, que se caracteriza porque incluye por lo menos dos tanques de tratamiento (la, Ib, le, Id) montados en paralelo, teniendo cada uno de ellos una pluralidad de membranas de filtrado (3a, 3b, 3c, 3d) instaladas verticalmente en el interior, y porque incluye medios que permiten limpiar las membranas del primer tanque y medios que permiten almacenar el contenido de este primer tanque en el segundo tanque durante la operación de limpieza.

14. Una instalación de acuerdo con la Reivindicación 13, que se caracteriza porque incluye medios (21, K) para comunicar dichos medios de drenaje (5) con dichos medios de suministro (2) . 28