Pros y contras de diferentes tipos de configuraciones de tecnología de ultrafiltración

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Tecnología de ultrafiltración

Los sistemas de ultrafiltración se pueden diseñar y diseñar en varias combinaciones posibles según la aplicación y la calidad del agua de origen. Existen diferentes materiales de membrana, formas de membrana, tipos de flujo y configuraciones. Nuestro artículo sobre el Conceptos básicos de ultrafiltración describe estos aspectos en detalle. Cada configuración posible de tecnología de ultrafiltración tiene propiedades que determinarían el mejor ajuste para la aplicación específica o la calidad del agua de origen. La determinación del mejor ajuste de las configuraciones dependerá de los siguientes factores, que incluyen la concentración de sólidos en suspensión, el aceite / grasa, el color y el uso de energía.

En este artículo en particular, examinaremos y compararemos los pros y los contras de dos pares de La ultrafiltración configuraciones tecnológicas:

Filtración sin salida versus filtración de flujo cruzado y configuración sumergida versus configuración de recipiente a presión.

Callejón sin salida vs flujo cruzado

Uno de los conceptos más importantes en el tratamiento del agua es la dinámica de fluidos. La dinámica de fluidos puede explicarse brevemente como el flujo de fluidos a través del sistema de membrana. Estas dinámicas tienen efectos sobre el uso de energía y la tasa de acumulación de sólidos. La selección del tipo de flujo depende de los niveles de concentración de sólidos suspendidos en el agua de alimentación.

Flujo sin salida

En una configuración de filtración de tecnología de ultrafiltración de flujo sin salida, el agua de alimentación fluye perpendicular a la superficie de la membrana. Las moléculas y partículas más pequeñas que el tamaño de poro efectivo pasan al lado opuesto, mientras que la materia más grande se acumula en una capa de torta en la superficie de la membrana.

Para Agencias y Operadores

  • Energía baja

    • Toda la energía puesta en el flujo se gasta directamente en forzar el agua a través de la membrana.

  • Sin recirculación

    • No se transportan sólidos en exceso a través del sistema; todas las partículas se acumulan en la membrana, por lo que no hay necesidad de recirculación.

  • Huella más pequeña

    • La falta de recirculación significa que no se necesitan líneas, bombas o válvulas adicionales y que no se gasta energía adicional en esta funcionalidad.

Desventajas

  • Lavado de espalda más frecuente

    • La acumulación continua en la membrana requiere una limpieza más frecuente que puede conducir a mayores costos de operación.

  • Flujo de membrana decreciente

    • A medida que la capa de torta en la membrana se espesa, el flujo a través de la membrana disminuye a medida que estos sólidos bloquean el flujo.

Flujo cruzado

Una configuración de filtración de tecnología de ultrafiltración de flujo cruzado tiene el flujo de agua de alimentación paralelo a la superficie de la membrana. Mientras fluye a lo largo de la membrana, el agua y las partículas pequeñas pasan a través de la membrana mientras que algunos sólidos se adhieren a la superficie de la membrana. Como resultado, el resto de estos sólidos, continúan hasta el final del recipiente. La fuerza de corte generada por el flujo de agua tangencial, también recorre la membrana y ayuda a mantener una membrana más limpia en las fuentes de agua con niveles elevados de sólidos suspendidos totales.

Para Agencias y Operadores

  • Fuerzas de corte

    • El flujo tangencial provoca una fuerza de corte que recorre la superficie de la membrana y elimina el exceso de capa sólida.

  • Mayor tasa de eliminación de líquidos

    • Debido a que la capa de torta de sólidos se mantiene delgada, el flujo del sistema es típicamente mucho más consistente.

  • Mayor vida útil de la membrana.

    • La delgada capa de torta y la limpieza frecuente por esta acción de flujo cruzado mantienen la membrana en buenas condiciones de trabajo durante períodos más largos de tiempo, reduciendo los costos operativos de limpieza química.

Desventajas

  • Recirculación necesaria

    • Debido a que no toda el agua se extrae a través de la membrana en un momento dado, es necesaria la recirculación para evitar la pérdida excesiva de agua.

  • Da más energia

    • La combinación de la presión de la membrana trans y la fuerza necesaria para mover el fluido a lo largo de la membrana y recircularla requiere más energía para lograr esta funcionalidad.

Sumergido vs recipiente a presión

Los fluidos que el sistema está tratando tienen que estar contenidos de alguna manera para ser efectivamente tratados. Normalmente hay dos configuraciones predominantes de tecnología de ultrafiltración. La elección de la configuración generalmente puede depender de la aplicación del tratamiento, la concentración de sólidos en el agua de origen, los requisitos de presión, los caudales y la accesibilidad.

Sumergido

También conocida como configuración sumergida, esta involucra un tanque grande que está abierto a la atmósfera. Se baja una serie de membranas al tanque que se llena con agua de alimentación. La presión de vacío obliga al agua a pasar al sistema de membranas y a una tubería de salida conectada al resto de las membranas.

Para Agencias y Operadores

  • Inspección visual

    • Debido a que la superficie del tanque está expuesta a la atmósfera, los operadores pueden ver claramente las membranas en funcionamiento y pueden notar cualquier problema a simple vista.

  • Operación de baja presión

    • Se usa una presión diferencial más baja para filtrar el agua.

Desventajas

  • Operación efectuada en elevaciones más altas

    • Cuanto más alto sobre el nivel del mar reside el sistema, menor es la presión atmosférica, lo que disminuye la presión diferencial.

  • Operación efectuada a temperaturas de agua de alimentación más frías

    • Cuando la temperatura del agua de alimentación baja, la viscosidad del agua aumenta y obliga a las bombas a trabajar más duro para compensar.

  • Mayor tiempo de inactividad para reemplazo de membrana

    • Al reemplazar las membranas, toda la estructura del marco en la que están montadas debe levantarse del tanque y, en ese punto, el sistema no puede usarse hasta que finalice el mantenimiento.

Recipiente de presión

Esta es una configuración de tecnología de ultrafiltración en la que las membranas se alojan individualmente dentro de tubos cilíndricos hechos de materiales como PVC, PE o PVDF. Múltiples de estos están montados en patines y conectados en configuración paralela. Una bomba de presión extrae agua a través de la membrana. Estas configuraciones de flujo pueden funcionar como modos de filtración de adentro hacia afuera o de afuera hacia adentro.

Para Agencias y Operadores

  • Amplio rango de presiones operativas

    • Debido a que no depende de la presión atmosférica, los recipientes a presión son capaces de manejar alteraciones como cambios temporales en la calidad del agua de alimentación.

  • Mayor flujo

    • Capaz de operar a un flujo más alto, lo que significa que puede procesar un mayor volumen de agua en un día.

  • Limpieza más segura y confiable

    • Al estar en un recipiente cerrado, los humos de los productos químicos de limpieza no se filtran en el aire circundante.

  • Resistente a la contaminación exterior.

    • El diseño cerrado evita que el agua de alimentación, el agua de retrolavado o la membrana se contaminen por fuerzas externas.

Desventajas

  • Mayores costos de vivienda.

    • Si bien un sistema sumergido, por ejemplo, tiene un solo tanque grande, los sistemas de recipientes a presión pueden tener un costo mayor debido al número de unidades de alojamiento individuales necesarias para las membranas.

¿Desea saber más sobre estas configuraciones de tecnología de ultrafiltración? ¿O para comprender cómo una configuración de UF puede afectar su proceso de tratamiento? Póngase en contacto con los expertos en tratamiento de agua de Genesis Water Technologies, Inc. por teléfono, sin cargo en 1-877-267-3699 o comuníquese con nosotros por correo electrónico a customersupport@genesiswatertech.com. Esperamos poder ayudarlo.