Una máquina de ultrafiltración utiliza membranas semipermeables con poros microscópicos para separar el agua de los sólidos suspendidos, coloides, bacterias, virus y sustancias de alto peso molecular. La presión hidrostática empuja el agua de alimentación contra la membrana: el agua y los solutos de bajo peso molecular atraviesan los poros como permeado, mientras que las partículas más grandes quedan retenidas y forman el concentrado.
El tratamiento funciona mediante una separación física basada principalmente en el tamaño molecular, sin alterar de forma significativa los minerales disueltos, como el calcio y el magnesio. Los tamaños de poro suelen oscilar entre 0,01 y 0,1 micrones, aunque algunas especificaciones de membranas de ultrafiltración indican un intervalo de 0,001 a 0,1 micras.
Qué es una máquina de ultrafiltración
La ultrafiltración, a menudo abreviada como UF, es un proceso de separación basado en membranas de fibra hueca que se utiliza en el tratamiento de agua. Es un tipo de filtración que utiliza una membrana semipermeable con poros muy finos para separar el agua de los sólidos suspendidos, coloides y sustancias de alto peso molecular.
La ultrafiltración consiste en un procedimiento de separación que emplea membranas semipermeables para suprimir las partículas que cuentan con distintos tamaños en un líquido. Estas membranas tienen unos poros microscópicos que admiten el paso concreto de algunas moléculas y partículas en función del peso y tamaño de las mismas.
La ultrafiltración la encontramos encuadrada entre la filtración convencional y la nano filtración si nos referimos al tamaño del poro y su capacidad para retener las partículas. La ultrafiltración es similar a la micro filtración, la nano filtración o la separación de gases, excepto que difiere en los tamaños de moléculas que bloquea.
Los sistemas de Ultrafiltración (UF) es un TIPO de filtración por membranas en la cual la presión hidrostática fuerza un líquido contra una membrana semipermeable. Los sólidos suspendidos y los solutos de alto peso molecular son retenidos, mientras que el agua y los solutos de bajo peso molecular atraviesan la membrana.
Principio físico de funcionamiento
Las membranas de ultrafiltración emplean el principio de exclusión por tamaño para su funcionamiento, se trata de que las moléculas más grandes se queden atrapadas en la membrana y las más pequeñas se filtren por los poros. Todo el proceso toma como base el uso de la presión hidrostática que al aplicarse al líquido en concreto empuja las moléculas a través de la membrana.
Las membranas de ultrafiltración suelen presentar perforaciones, que suelen medir entre 0,1 y 0,01 micras, lo que impide que moléculas más grandes pasen al permeado. En consecuencia, los componentes rechazados, como los sólidos en suspensión, permanecen en el retenido, mientras que el agua tratada y los elementos de bajo peso molecular, como los minerales, pasan al permeado.
Las moléculas que van siendo retenidas se concentran hasta formar lo que se conoce como “rechazo”, y mientras el resto de líquido ya purificado se encuentra al otro lado de la membrana. La membrana de ultrafiltración actúa como una barrera física, y elimina eficazmente sólidos en suspensión, bacterias, protozoos, algunos virus, coloides y compuestos orgánicos de alto peso molecular.
El proceso de ultrafiltración es estrictamente físico y depende de la presión y de membranas semipermeables. Los sistemas de ultrafiltración solo requieren el uso de productos químicos para limpiar las membranas de ultrafiltración y otros componentes.
Elementos principales de una máquina de ultrafiltración
Membrana de ultrafiltración
La membrana de ultrafiltración es el componente principal del sistema. Está compuesta de materiales como PVDF (fluoruro de polivinilideno), PAN (poliacrilonitrilo) y PES (polietersulfona).
Las membranas de PVDF destacan por su resistencia a los productos químicos y a la contaminación, lo que los hace perfectos para el tratamiento de aguas residuales industriales así como alcantarillado municipal. Las membranas PAN ofrecen bajo costo y alto rendimiento, respaldados por propiedades hidrofílicas.
Las membranas de PES tienen el mayor flujo y estabilidad y son capaces de cumplir con los requisitos de alta eficiencia en líneas de fabricación para uso industrial. La limpieza eficaz de la membrana tiene una alta resistencia química y tolerancia a la temperatura.
Módulos de membrana
A continuación, se encuentran los módulos de membrana, que afectan la eficacia y la capacidad del sistema. Los módulos de fibra hueca se destacan por su mayor área de membranas en relación a su volumen de uso, lo que es ideal para proyectos de construcción a gran escala como plantas de tratamiento de agua municipales e instalaciones industriales.
Los módulos de hoja plana tienen una estructura sencilla y están emparejados con capacidades de limpieza simples, lo que los hace perfectos para proyectos de menor escala, como purificadores de agua domésticos e instalaciones comerciales compactas. Los módulos de tubos destacan en el manejo de agua industrial de alta viscosidad, como la creada por las instalaciones de procesamiento de alimentos, debido a su alta resistencia a la presión y sus robustas capacidades anticontaminación.
Bombas, retrolavado y control
Las bombas envían el agua tratada a través de poros microscópicos, que actúan como una barrera física que solo permite que los filtrados pasen a través de ellos. Las bombas potentes se utilizan en aplicaciones industriales que requieren un tratamiento masivo, mientras que los modelos de bajo consumo son adecuados para sistemas domésticos que están diseñados para usarse a menor escala.
Los sistemas de retrolavado son esenciales para garantizar el rendimiento de la membrana; limpian automáticamente su superficie a intervalos regulares para evitar obstrucciones. Esto ayuda a mantener una eficiencia de filtración constante a lo largo del tiempo.
Los sistemas de control se adaptan a los requisitos de diferentes clientes: las instalaciones municipales e industriales confían en una automatización completa para un funcionamiento completamente autónomo que agiliza los procesos de tratamiento de agua a gran escala, mientras que las pequeñas empresas y los hogares utilizan sistemas semiautomatizados fáciles de usar que pueden equilibrar la funcionalidad con la simplicidad de uso.
Etapas del funcionamiento
1. Pretratamiento del agua
El objetivo del pretratamiento es minimizar la contaminación de las membranas eliminando las impurezas que pueden obstruir los poros. El procedimiento varía según la fuente de agua: para agua industrial con alta turbidez, las rejillas primero eliminan las partículas grandes, seguidas de tanques de sedimentación que sedimentan los sólidos en suspensión y la floculación para eliminar los coloides.
Para agua municipal, la floculación convencional y la desarenado reducen la materia orgánica y las partículas en suspensión. Para agua de uso doméstico o comercial, un prefiltro de algodón PP Simple elimina el óxido y los sedimentos visibles.
Los filtros de ultrafiltración se usan a continuación para eliminar los sólidos, como las malezas y los plásticos, del agua filtrada antes de que ingrese al sistema UF. Se debe instalar un filtro de seguridad antes de la entrada de agua del host.
Antes de que el agua ingrese en el sistema de ultrafiltración, generalmente pasa a través de un prefiltro para eliminar partículas más grandes que pudieran dañar la membrana de ultrafiltración.
2. Aplicación de presión
En un sistema de ultrafiltración presurizada, el agua se presuriza y se bombea a través de las fibras huecas para forzar el agua a través de las membranas. Dependiendo del tipo de membrana de ultrafiltración, se aplica un vacío para succionar el agua a través de la membrana o el agua se presuriza y se fuerza a través de la membrana de ultrafiltración.
La presión de funcionamiento es inferior a la utilizada habitualmente en la nanofiltración y la ósmosis inversa. En los sistemas domésticos de ultrafiltración, la presión de entrada normal puede ser suficiente para iniciar el proceso de ultrafiltración.
3. Separación en la membrana
A medida que el agua pasa a través de la membrana de ultrafiltración, los contaminantes más grandes que el tamaño de poro de la membrana quedan atrapados en la superficie o dentro de la estructura de la membrana.
El agua filtrada, conocida como “permeado”, pasa a través de la membrana y se recolecta para su uso o tratamiento posterior. Los contaminantes que son demasiado grandes para pasar a través de la membrana se acumulan en el lado de la alimentación, y forman un concentrado que se elimina periódicamente del sistema.
El proceso de filtración puede ser de flujo cruzado o directo. La filtración de flujo cruzado también se conoce como filtración tangencial.
4. Recolección del permeado y eliminación del concentrado
La filtración de flujo cruzado se caracteriza por el flujo del agua de entrada a lo largo de la superficie de la membrana, lo que genera dos corrientes: el filtrado/permeado y el retenido, que contiene las moléculas rechazadas.
Al filtrar constantemente el agua mediante filtración tangencial, se puede mitigar la acumulación de sólidos en la superficie de la membrana, evitando así su obstrucción. La filtración de flujo cruzado es viable para membranas UF enrolladas en espiral, filtros UF de fibra hueca y membranas tubulares de UF.
5. Retrolavado y limpieza
El lavado a contracorriente invierte periódicamente el flujo de agua para limpiar la superficie de la membrana, un proceso conocido como “lavado a contracorriente”. El retrolavado regular, utilizando permeado transparente para el lavado inverso de las membranas, y el lavado con aire eliminan cualquier impureza superficial.
Las membranas UF garantizan el máximo rendimiento de filtración de alto flujo, incluida la resistencia del sistema a los productos químicos y una alta tolerancia a los cambios de temperatura. De vez en cuando se lavan de nuevo y se limpian con aire para aumentar el rendimiento y eliminar la capa de incrustaciones para prolongar la vida útil.
6. Postratamiento
El postratamiento mejora el uso previsto del agua. Para agua para beber, la desinfección ultravioleta u ozono mata todos los patógenos restantes. Para agua industrial ultrapura, se combina con la ósmosis inversa para eliminar los iones necesarios para una alta pureza.
El ajuste del pH del agua municipal recuperada garantiza que sea segura para el riego y la vegetación urbana. Después del tratamiento con UF, el agua se puede enviar a un sistema de ósmosis inversa para una purificación adicional o se puede usar como suministro para uso público inmediato.
Filtración de flujo cruzado y flujo directo
Filtración de flujo cruzado
La filtración de flujo cruzado también se conoce comúnmente como filtración tangencial. Se caracteriza por el flujo del agua de entrada a lo largo de la superficie de la membrana, lo que genera dos corrientes: el filtrado/permeado y el retenido, que contiene las moléculas rechazadas.
Al filtrar constantemente el agua mediante filtración tangencial, se puede mitigar la acumulación de sólidos en la superficie de la membrana, evitando así su obstrucción. Este modo es ideal para la producción industrial continua.
Filtración de flujo directo
Esto también se conoce comúnmente como filtración de ultrafiltración de flujo continuo (UF), en la que se ejerce presión para forzar el paso del agua de alimentación a través de los poros de la membrana de UF.
A diferencia de la filtración de flujo cruzado, la filtración de flujo continuo funciona de forma semicontinua. Esto facilita la desobstrucción y limpieza periódica de las membranas de ultrafiltración.
La filtración de flujo directo es ideal para tratar agua de alimentación de baja concentración (partículas). Toda el agua pasa a través de la membrana con retrolavado periódico, ideal para hogares, pequeñas empresas, viviendas y uso municipal a pequeña escala.
Configuraciones de las plantas de ultrafiltración
Configuración sumergida
La configuración sumergida cuenta con numerosas membranas de ultrafiltración insertadas en un depósito de agua de alimentación contenido en un gran contenedor. Este contenedor cuenta con las aberturas de entrada y salida adecuadas para un funcionamiento fluido.
Las membranas de fibra hueca sumergidas consisten en haces de fibras huecas con poros microscópicos. El agua fluye dentro de las fibras y hacia afuera a través de las paredes, en configuración de adentro hacia afuera, o fuera de las fibras y hacia adentro a través de las paredes, en configuración de afuera hacia adentro.
Los módulos de fibra hueca ofrecen una alta relación superficie/volumen, lo que los hace eficientes y compactos; una cualidad muy ventajosa para plantas municipales de tratamiento de agua a gran escala. Son excelentes para manejar altos contenidos de sólidos y se utilizan comúnmente en el tratamiento de aguas municipales y aguas residuales.
Configuración presurizada
Como su nombre indica, la configuración presurizada consiste en alojar membranas de ultrafiltración en una cámara presurizada. En esta configuración, existen numerosos recipientes, cada uno con una entrada y una salida, conectados por un colector.
Este colector es el principal responsable de agrupar el agua tratada de los numerosos recipientes en una sola corriente. Las membranas de fibra hueca presurizadas funcionan mediante la alimentación de agua a presión al módulo y hacia las fibras de la membrana.
Una vez dentro de las fibras, la presión hace que el agua filtrada fluya, o permee, a través de la pared de la membrana y salga del módulo. Los sólidos en suspensión, microorganismos y partículas orgánicas se acumulan dentro de la fibra.
Al finalizar el ciclo de producción, los contaminantes atrapados dentro de las fibras de membrana se eliminan mediante el uso de un chorro de agua de alimentación. Periódicamente, se realiza un lavado a contracorriente para limpiar aún más las fibras después de cada ciclo de producción.
Configuración de aireación
La configuración de aireación se basa en la aplicación de burbujas a la superficie de la membrana de ultrafiltración. Las burbujas eliminan los componentes acumulados en la superficie de las membranas de ultrafiltración, mitigando así su ensuciamiento.
En la aireación separada, el agua de alimentación se airea primero en un recipiente diferente antes de bombearse a la cámara que alberga las membranas de UF. La configuración integrada se caracteriza por el uso de una sola cámara que alberga el aireador y las membranas de ultrafiltración (UF).
Tipos de módulos y membranas
Membranas de fibra hueca
Las membranas de fibra hueca ofrecen una gran superficie de filtración dentro de un volumen compacto. El agua puede circular por el interior de las fibras y salir a través de sus paredes, o circular por el exterior y entrar a través de ellas.
Las membranas de fibra hueca presurizadas son excelentes para manejar la fluctuación del agua cruda sin afectar el agua producida. Se utilizan comúnmente para agua potable, agua de procesos industriales y filtración terciaria.
Membranas enrolladas en espiral
Estos módulos están hechos de membranas de lámina plana envueltas alrededor de un tubo central de recolección de permeado. El agua de alimentación fluye entre las láminas de la membrana y el agua filtrada entra en espiral hacia el tubo central.
Los módulos bobinados en espiral son compactos y proporcionan agua de mayor calidad que los filtros tradicionales. Las membranas UF / MF en espiral ofrecen un excelente rendimiento para la clarificación del agua de proceso y de las aguas residuales.
Membranas tubulares
Estas membranas consisten en tubos con paredes porosas, por lo general, hechos de materiales poliméricos. El agua fluye a través de los tubos y la acción del filtro de membrana de ultrafiltración se produce a medida que pasa a través de las paredes porosas.
Las membranas tubulares son excelentes para manejar altos contenidos de sólidos y son fáciles de limpiar, lo que las hace ideales para aplicaciones industriales con flujos de alimentación exigentes. Se utilizan con frecuencia en el tratamiento de aguas residuales industriales.
Membranas de placa y marco
Esta configuración utiliza membranas de lámina plana apiladas entre placas de soporte. El agua de alimentación fluye entre las membranas y el permeado se recoge de los bordes.
Los módulos de placa y marco son conocidos por su durabilidad y capacidad para manejar altas presiones, lo que los hace adecuados para aplicaciones industriales especializadas. Tienen alta tolerancia a la presión y son adecuados para fluidos viscosos.
Qué elimina la ultrafiltración
Los sistemas de ultrafiltración representan avances significativos con respecto a los sistemas de microfiltración, principalmente debido a sus perforaciones de membrana más pequeñas, de entre 0,1 y 0,01 micras. Esto les permite eliminar eficazmente más sólidos en suspensión y microorganismos que los sistemas de microfiltración (MF).
| Tipo de contaminante | Ejemplos eliminados o retenidos |
|---|---|
| Material particulado | Sólidos en suspensión, coloides y turbidez |
| Microorganismos | Bacterias, protozoos, Giardia, Cryptosporidium y muchos virus |
| Materia orgánica | Compuestos orgánicos de alto peso molecular y algunas sustancias húmicas |
| Otros contaminantes | Algas, parásitos, endotoxinas, microplásticos, limo, sílice y materia orgánica |
La membrana de ultrafiltración puede eliminar eficazmente bacterias, coloides, sólidos en suspensión, óxido, materia orgánica macromolecular y otras sustancias nocivas. Los sistemas de ultrafiltración eliminan de manera confiable los sólidos en suspensión, la turbidez, las bacterias, los patógenos y los virus del agua.
La ultrafiltración no es eficaz para eliminar contaminantes de bajo peso molecular, como minerales y sales disueltas. El agua de alimentación con altas concentraciones de sólidos disueltos requiere el uso de sistemas de ósmosis inversa.
Si bien la ultrafiltración es muy eficaz para eliminar muchos contaminantes, no elimina contaminantes como sales disueltas, moléculas orgánicas o iones más pequeños que el tamaño de los poros. Para estos, pueden ser necesarios métodos de tratamiento adicionales, como la ósmosis inversa o el intercambio iónico.
Comparación con otros métodos de filtración
Ultrafiltración y filtración convencional
La filtración tradicional generalmente se basa en barreras físicas, como arena o carbón activado, para atrapar partículas más grandes y algunas sustancias disueltas. Por el contrario, la ultrafiltración emplea tecnología de membrana avanzada con tamaños de poro mucho más pequeños, lo que permite la eliminación no solo de sólidos suspendidos, sino también de bacterias, virus y otros contaminantes microscópicos.
Los métodos de filtración tradicionales suelen utilizar tamaños de poro más grandes, que van de 1 a 1000 micrones. Las membranas de ultrafiltración tienen poros mucho más pequeños y pueden filtrar partículas de entre 0,01 y 0,1 micras.
Microfiltración y ultrafiltración
Con una precisión de filtración de 0,1 a 50 micras, la microfiltración es adecuada para tareas de filtración gruesa, como la eliminación de sedimentos, óxido, olores y color en el agua. Utiliza elementos como PP, carbón activado y filtros cerámicos.
Sin embargo, debido a su menor precisión, no logra eliminar bacterias y otras sustancias nocivas, ofreciendo resultados promedio contra sedimentos y óxido. En contraste, la ultrafiltración ofrece un rango de precisión de 0,001 a 0,1 micras, lo que permite la eliminación de óxido, sedimentos, sólidos en suspensión, coloides, bacterias y materia orgánica de gran tamaño.
La ultrafiltración retiene los elementos minerales esenciales, lo que la hace ideal para la producción de agua mineral y de manantial de montaña. Con una tasa de recuperación de agua superior a 95%, la ultrafiltración es eficiente, se mantiene fácilmente mediante lavado y retrolavado, y tiene una mayor vida útil.
Ultrafiltración, nanofiltración y ósmosis inversa
Las distinciones clave entre ósmosis inversa (OI), nanofiltración (NF), y la ultrafiltración (UF) radican en la precisión de la filtración, las aplicaciones y los costos operativos.
| Tecnología | Función principal | Costos operativos relativos |
|---|---|---|
| Ultrafiltración | Eliminación de sólidos en suspensión, bacterias y virus | Bajos a moderados |
| Nanofiltración | Ablandamiento del agua y separación selectiva de iones | Moderados |
| Ósmosis inversa | Desalinización y purificación de alta precisión | Más altos |
La ósmosis inversa ofrece una precisión muy alta, lo que la hace adecuada para la desalinización y la purificación. La nanofiltración, con una precisión moderada, se aplica en el ablandamiento del agua y la separación selectiva de iones.
La ultrafiltración, con una precisión menor, destaca en la eliminación de sólidos en suspensión, bacterias y virus. En comparación con la ósmosis inversa y la nanofiltración, la ultrafiltración consume menos energía debido a sus menores demandas de presión de funcionamiento.
Mantenimiento de la máquina de ultrafiltración
Retrolavado
El lavado a contracorriente regular elimina las partículas acumuladas de la superficie de la membrana. Los sistemas de ultrafiltración eficaces utilizan membranas que se pueden sumergir, volver a lavarse y limpiar con aire.
De acuerdo con la calidad del agua cruda, se debe configurar el ciclo de retrolavado. En el rango de 60-90 minutos, cuanto peor es la calidad del agua, más corto es el ciclo.
Limpieza química
La limpieza química periódica elimina las incrustaciones que el lavado a contracorriente no pueda solucionar. Por lo general, esto implica el uso de soluciones de limpieza especializadas.
Cada 3 a 6 meses, se aplica ácido cítrico para la eliminación de incrustaciones e hipoclorito de sodio para la esterilización, con el objetivo de realizar una limpieza profunda de las membranas y mejorar el flujo.
Con el uso a largo plazo de los módulos de membrana de ultrafiltración, cuando la producción de agua de la membrana de ultrafiltración cae en más del 20% o después de 1 a 4 meses de uso, la membrana de ultrafiltración debe limpiarse químicamente para eliminar los contaminantes.
Durante el funcionamiento del sistema de ultrafiltración, las partículas coloidales, los microorganismos y los compuestos orgánicos macromoleculares del agua entrante se transportan en el tubo de membrana. Estos contaminantes se depositan en la superficie de la membrana, lo que resulta en una disminución en la producción de agua del sistema y en la calidad del agua.
| Tipo de contaminante | Fórmula de limpieza química |
|---|---|
| Carbonato de calcio, sal de hierro y coloide inorgánico | PH=2 solución de ácido cítrico, ácido clorhídrico o ácido oxálico |
| Sales inorgánicas insolubles como sulfato de bario y sulfato de calcio | Aproximadamente una solución de EDTA al 1 % |
| Grasa, ácido húmico y coloide orgánico | Solución de hidróxido de sodio con PH=12 |
| Proteína, almidón, aceite y polisacárido | 0.5%-1.5% de proteasa, amilasa, etc. |
| Bacterias y virus | Alrededor de peróxido de hidrógeno al 1 % o solución de hipoclorito de sodio a 50 ppm |
Después del lavado con ácido, use el lavado alcalino nuevamente y finalmente lave con agua limpia hasta que el efluente PH = 7, de lo contrario, afectará el flujo de agua.
Pruebas de integridad
Las pruebas de integridad deben realizarse regularmente para asegurarse de que las membranas de ultrafiltración funcionen correctamente y no se hayan visto afectadas. También se debe limpiar o reemplazar regularmente la bolsa de filtro o el elemento filtrante del filtro de seguridad.
Control de operación y puesta en marcha
Conecte el host de ultrafiltración al equipo periférico, como la bomba de agua y el tanque de agua, de acuerdo con el diagrama de flujo del proceso. Después de verificar que la conexión de la tubería sea correcta, limpie la tubería conectada a la unidad principal y enjuague con agua durante 5 a 10 minutos hasta que esté limpia.
El sistema de ultrafiltración puede entrar en la operación de puesta en marcha formal después de completar la limpieza inicial. Abra ligeramente la válvula de entrada, abra la válvula de salida y la válvula de flujo cruzado, y ajuste la válvula de entrada para que la presión y el caudal se mantengan dentro de los parámetros de diseño.
Cuando la membrana de ultrafiltración se enciende por primera vez, use agua de entrada de flujo bajo y baja presión para expulsar el aire del módulo de la membrana. La presión de entrada debe ser lo más baja posible.
Cada arranque y parada subsiguientes implicará cambios repentinos en la presión y el flujo del sistema, impacto en los módulos de membrana, etc. Por lo tanto, la cantidad de arranques y paradas del equipo del sistema debe minimizarse, y el proceso normal de arranque y parada también debe ser lo más estable posible.
La presión de operación normal del sistema se sitúa habitualmente entre 0.1-0.3Mpa, y la presión no se puede aumentar arbitrariamente para aumentar el volumen de agua, de lo contrario, los elementos de la membrana se dañarán.
Cuando la presión de entrada de ultrafiltración es superior a 0,3 Mpa, la calidad del agua de entrada fluctúa mucho o la calidad del agua producida por ultrafiltración no cumple con el estándar, detenga la máquina y compruebe el motivo.
Conservación durante las paradas
Después de que el sistema se apague, se debe evitar que la membrana se seque por pérdida de agua. Después de que la membrana pierda agua, habrá una caída irreversible en la producción de agua.
Se deben utilizar medidas de protección adecuadas para evitar el crecimiento de microorganismos o realizar lavados periódicos cada 24 horas. Cuando no esté en uso durante mucho tiempo, más de 5 días, llene la membrana de ultrafiltración con una solución protectora para el almacenamiento.
La fórmula en la solución de protección es: 1% metabisulfito de sodio + 10% solución de protección de propilenglicol + 89% agua de ósmosis inversa RO o agua de ultrafiltración.
Aplicaciones de la ultrafiltración
Los sistemas de ultrafiltración ofrecen versatilidad para tratar diversas fuentes de agua, lo que los hace ideales para aplicaciones como el tratamiento de agua salobre, aguas residuales, aguas subterráneas y agua de mar.
- Pretratamiento para ósmosis inversa.
- Tratamiento de aguas grises.
- Reciclaje y recuperación de agua.
- Purificación de agua municipal.
- Tratamiento de aguas residuales municipales e industriales.
- Industria química y farmacéutica.
- Industria alimentaria y de bebidas.
- Clarificación de bebidas.
- Concentración y separación de proteínas.
- Recuperación de almidón.
- Tratamiento de agua residencial y comercial.
- Reutilización del agua.
En entornos industriales, las empresas de electrónica utilizan la ultrafiltración para tratar el agua utilizada en la producción ultrapura y proteger los equipos posteriores. Los procesadores de alimentos dependen de ella para reducir los niveles de DQO (demanda química de oxígeno) y garantizar el cumplimiento normativo y la reutilización del agua.
Las plantas químicas la emplean para purificar el agua, prevenir la formación de incrustaciones y prolongar la vida útil de las máquinas. En la industria alimentaria son empleadas para clarificar jugos, también en la concentración de proteínas o para neutralizar bacterias y virus indeseados.
Las aplicaciones municipales se centran en la seguridad hídrica pública y la eficiencia de los recursos. Mejora la calidad del agua del grifo eliminando patógenos y algas, mientras que los métodos tradicionales fracasan.
En las instalaciones de aguas residuales, se optimiza el tratamiento para generar agua regenerada para la vegetación urbana, el riego y la refrigeración industrial. Los hoteles lo utilizan para agua potable limpia en contacto directo, y los centros comerciales lo utilizan para purificar el agua de las piscinas.
Ventajas de una máquina de ultrafiltración
Los sistemas de ultrafiltración han cobrado relevancia en diversos sectores gracias a su alta tasa de rechazo de impurezas, rentabilidad y versatilidad. Las membranas de ultrafiltración de fibra hueca proporcionan una barrera física para los sólidos y patógenos en suspensión a fin de producir de manera consistente un efluente de alta calidad y baja turbiedad.
- Agua potable de alta calidad constante.
- Eliminación eficaz de bacterias, virus y patógenos.
- Rendimiento de filtración superior con alto flujo.
- Bajo consumo energético.
- Baja presión de funcionamiento.
- Uso mínimo de productos químicos durante la operación.
- Diseños compactos y modulares.
- Alta tolerancia a cambios de temperatura.
- Resistencia química de las membranas.
- Bajos costos operativos.
- Mayor carga de sólidos.
- Compatibilidad con la ósmosis inversa y otros procesos.
La eficiencia de filtración de agua lograda por los sistemas UF es aproximadamente 250 veces mayor que los sistemas de filtración de medios convencionales. Estas plantas generalmente se consideran de bajo costo, fáciles de operar, no llevan residuos contaminantes y tienen un índice de recuperación considerablemente alto.
Con un sistema de ultrafiltración competente, se garantizan tasas de eliminación de impurezas de entre 90 y 99%. El uso de un sistema de ultrafiltración se centra principalmente en la eliminación de sólidos en suspensión y microbios.
La ultrafiltración puede utilizarse para adaptarse a diferentes fuentes de agua, desde agua cruda industrial y municipal hasta agua del grifo doméstico. También funciona perfectamente con aplicaciones de pequeña escala y de gran escala.
Capacidad y funcionamiento de los sistemas UF
Los sistemas de ultrafiltración tienen una capacidad de rango diario de 10,000 hasta 1,037,000 GPD, equivalente a 38 hasta 3,928 M³/día. La turbidez puede alcanzar hasta 300 ppm y los sólidos suspendidos totales pueden alcanzar hasta 100 mg/l.
| Parámetro | Valor indicado |
|---|---|
| Capacidad diaria | 10,000 hasta 1,037,000 GPD |
| Equivalente de capacidad | 38 hasta 3,928 M³/día |
| Turbidez | Hasta 300 ppm |
| Sólidos suspendidos totales | Hasta 100 mg/l |
| Membranas | Módulos UF con diferentes tasas de flujo |
Los sistemas de ultrafiltración fuera de la red y los sistemas UF de alimentación solar pueden trabajar con una variación de tasa de flujo. Los sistemas integrales de ultrafiltración se adaptan a aplicaciones domésticas, comerciales e industriales.
La ultrafiltración y la ósmosis inversa son tecnologías de filtración por membrana con una larga trayectoria. Desde 1907, la ultrafiltración ha experimentado avances notables, especialmente a principios de la década de 1960, con la aparición de las membranas de ultrafiltración de película fina compuesta (TFC).
Este avance impulsó la adopción generalizada de la ultrafiltración en diversas industrias, como el tratamiento de aguas municipales e industriales, el procesamiento de alimentos y bebidas, las instalaciones de emergencia en exteriores y la hostelería.
Proceso de lavado químico CIP de la ultrafiltración en una planta de ósmosis inversa (R.O.)
Fallos frecuentes y medidas correctivas
| Fallo | Causa posible | Medida correctiva |
|---|---|---|
| Presión de agua baja o suministro insuficiente | Filtro de precisión obstruido | Limpie o reemplace el elemento del filtro de precisión |
| La producción de agua se ha reducido en más del 20% | La membrana de ultrafiltración está contaminada | Realizar limpieza química y esterilización por dosificación |
| La tasa de intercepción ha disminuido y la calidad del efluente se ha deteriorado | Polarización de concentración | Aumente el flujo de retorno de agua concentrada y acelere la velocidad de flujo en el tubo de membrana |
| La presión del manómetro aumenta repentinamente | Mal funcionamiento de la válvula eléctrica | Verificar que la electroválvula esté rota o el circuito de control esté averiado |
| El sistema no produce agua | La presión del agua de entrada es demasiado alta | Ajuste la válvula de entrada para que la presión sea inferior a 0.3MPA |
| El sistema no produce agua | El nivel de agua del tanque de agua de ultrafiltración es demasiado alto | Espere a que baje el nivel de agua del tanque de producción antes de comenzar |
Cuando la diferencia de presión transmembrana de la membrana de ultrafiltración Δp≤0.2MPa, la serie funciona normalmente, y cuando la diferencia de presión transmembrana Δp>0.2Mpa, significa que la membrana está seriamente bloqueada y necesita ser apagada para su tratamiento.
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