Pretratamiento OI Ultrafiltración - Gamma Química membranas DOW TM UF de PVDF son fabricadas con...

Pretratamiento OIUltrafiltracin

gamma qumicade venezuela c.a.

Filtracin: son tcnicas de separacin mediante medios porososbasadas en el mecanismo de Exclusin por Tamao (Cribado),siendo capaces de retener partculas, materia en suspensin(incluyendo virus y bacterias), materia coloidal y en generalespecies de alto peso molecular.

Sin embargo, no retienen sales disueltas, iones, materiaorgnica disuelta ni solutos de bajo peso molecular(dependiendo del PM).


Procesos de Filtracin

Technology within Dow Water Solutions

Ionic Range Molecular Range Macro Molecular Range Micro Particle Range Macro Particle Range

Dissolved Organics

Viruses

Metal Ions

Latex / Emulsions

Bacteria

Colloids

Algae

Giardia

Human Hair

Insecticides

Soluble Salts

Antibiotics

Endotoxins/Pyrogens

Crypto

0.0001

Reverse Osmosis Microfiltration

Nanofiltration

Ultrafiltration

IX

Electrodeionization

0.001 0.01 0.1 1.0 10100

104 106

Micrometers (Log Scale)

Angstrom Units (Log Scale)

Particle Filtration

1 10 100 1000 105


Filtracin con extremo cerrado (Dead End) Filtracin de flujo cruzado (Cross Flow)

Tipos de flujo

ALIMENTACIN

CONCENTRADO

PERMEADO

FLUJO CRUZADOEXTREMO CERRADO

ALIMENTACIN



En la filtracin dead-end, el flujo del fluido es perpendicular a la superficie del filtro.

En la filtracin cross-flow, el flujo del fluido es paralelo a la superficie del filtro y aumenta la concentracin de las partculas conforme el filtrado pasa por los poros.



Los tamaos de poro normalmente definen el proceso: Filtracin Tamao de poro 1,00 micrn Microfiltracin Tamao de poro 0,10 micrn Ultrafiltracin Tamao de poro 0.01 micrn

Las cadas de presiones normales en medios filtrantes Filtracin Cada de presin 0.3-0.6 Bar Microfiltracin Cada de presin 0.1-3.0 Bar Ultrafiltracin Cada de presin 0.1-6.0 Bar




Tendendias en tratamiento de agua

Reduccin del ensuciamientocoloidal en las membranas de OI.

Posibilidad de operar la OI a mayor flux.

Reduccin de lasfrecuencias de limpieza de las membranas de OI.


Ventajas respecto a Filtracin Convencional

ModeradorNotas de la presentacinDrinking water market accelerated the UF development, along with being able to measure and prove the integrity of the product. These photos show the types of pathogens removed by ultrafilitration

DOWTM UF es una membrana de fibra hueca con flujo de fuera hacia dentro Amplio rango de tolerancia a variaciones en calidad de

Agua de Alimentacin Diseo Simple vertical Operacin con filtracin tipo extremo ciego

Fibras Huecas de 1.3 x 0.7 mm de PVDF Alta Resistencias Qumica y Mecnica Tratadas para tener mayor hidrofilicidad

Tamao de Poro 0.03 m Fibras Huecas de pared doble con mnimos macroporos Excelente combinacin de gran rechazo y alta

permeabilidad Tasas de Filtracin estables a largo plazo


Ultrafiltracin

TubularesPlanas

Fibra HuecaArrolladas en espiral


Tipos de membranas UF

Presurizado:Mdulos de UF externos en donde la alimentacin es impulsada a presin bien por dentro o por fuera de las fibras.

Sumergido:El mdulo se encuentra sumergido en el volumen de alimentacin y el filtrado se extrae por vaco por el interior de las fibras.

BombaAlimentacin

Permeado

Membrana

Tanque de Alimentacin

BombaPermeado

Membrana


Sistemas de Ultrafiltracin


Materiales de fibras UF

Poros de tamao pequeo para producir un permeado de alta calidad

Alta porosidad para producir alto caudal

Alta Resistencia Mecnica y Qumica

Fcil de limpiar


Propiedades de las membranas UF

La UF es ms eficiente en la remocin de contaminantes del agua, ya que elimina compuestos patgenos (incluyendo virus), coloides y elementos orgnicos de peso molecular mediano a alto.

La tasa de filtracin de la UF es mas constante que la de otros procesos porque la mayora de las partculas son retenidas en la superficie de la membrana en lugar de quedar atrapadas en la estructura de la membrana.



Alta resistencia del polmero: ElMaterial de fabricacin es Floruro dePolivinildeno (PVDF) de alto pesomolecular

La alta resistencia mecnica de laestructura porosa de la membranano requiere materiales de refuerzo.



Las fibras PVDF mantienen sus propiedades bajo lascondiciones ms agresivas de limpieza qumica. Mejor quecualquier otro material.




30 nmDow

Nominal 100 nm, Competition


Las membranas DOWTM UF de PVDF son fabricadas con propiedadeshidroflicas producidas a travs de un proceso que mejora su resistencia aensuciamiento con materia orgnica y con otras sustancias hidrofbicas.

OEE PVDF

PESCA

PAN

PS PVDF

HDPEPP

PTFE

PAN

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

ngulo de Contacto [Grados, ]

Tens

in

de la

Sup

erfic

ie [D

yne/

cm]

Trademark of The Dow Chemical Company ("Dow") or an affiliated company of Dow



Chart2

56.8525046.553.64140312920

OEE PVDF

PAN

PES

CA

PAN

PS

PVDF

HDPE

PP

PTFE


Tensin de la Superficie [Dyne/cm]

Sheet1

OEE PVDF56.838

PAN5247

PES5058

CA46.557.7

PAN53.662

PS4164

PVDF4070

HDPE3187.7

PP29108

PTFE20112

&CDOW CONFIDENTIAL - Do not share without permission

Sheet1

OEE PVDF

PAN

PES

CA

PAN

PS

PVDF

HDPE

PP

PTFE


Tensin de la Superficie [Dyne/cm]

Sheet2


Sheet3


Dentro-Fuera

Fuera-Dentro

Otros


Operacin de las membranas UF

Sistemas ms compactos y modulares debido a mayor rea activa Mayor calidad del filtrado (poro de 0,03 micras) Elimina patgenos resistentes al cloro Mayor estabilidad de operacin y consistencia de la calidad del

filtrado, independientemente de las fluctuaciones en la calidad del agua a tratar (operacin outside-in)

Menor consumo de reactivos qumicos (coagulante, floculantes, ajuste de pH, etc) debido a barrido con aire.

Mantenimiento/Operacin ms sencillos y operacin manual completamente automatizada

Alta resistencia qumica (fibras de PVDF)


Ventajas de las membranas UF

Log Removal Value (LRV): Eficiencia de eliminacin

Recuperacin: Porcentaje del volumen de alimentacin que pasa a ultrafiltrado

TMP: Presin Trans-Membrana (bar, psi)

Flux: Caudal de filtrado dividido por el rea de membrana (L/m2.h o LMH)

Flux Normalizado: Flux corregido a una temperatura de referencia, normalmente 20C.

Permeabilidad o Flujo Especfico: Flux dividido por la TMP (LMH/bar)

Ensuciamiento: Prdida gradual de caudal a presin de operacin constante debido a la adsorcin o deposicin de contaminantes en o sobre la membrana.


Trminos utilizados

BW: Contralavado (BackWash)

CEB: Contralavado Qumico (Chemically Enhanced Backwash)

CIP: Limpieza intensiva (Cleanning In Place)

AS: Limpieza con aire (Air Scour, Air Scrub)

AIT: Prueba de Integridad con Aire (Air Integrity Test)


Trminos utilizados

ModeradorNotas de la presentacinOur cleaning terms and others used in the industry

Mdulos DOWTM UFSFP-2660 SFP-2680 SFP-2860 SFP-2880

Especificaciones Tcnicas

Altura 1860 mm 2360 mm 1860 mm 2360 mmLongitud de Fibras 1500 mm 2000 mm 1500 mm 2000 mmDimetro del Mdulo 165 mm (6.5") 165 mm (6.5") 225 mm (8.9") 225 mm (8.9")rea de Membrana 33 m2 44 m2 51 m2 77 m2

Volumen 16 L 20 L 35 L 39 LPeso (Lleno) 41 kg 53 kg 83 kg 100 kgPeso (Transporte) 25 kg 33 kg 48 kg 61 kgRango de Caudal 1.3 - 4.0 m3/h 1.8 - 5.3 m3/h 2.0 - 6.1 m3/h 3.1 - 9.2 m3/h

Caractersticas de las Fibras

Tipo de Flujo Fuera a DentroMaterial de Fibras H-PVDFTamao de Poro 0.03 m

Condiciones de Operacin

Temperatura 1 - 40CMax. Pres. Entrada 6 barMax. TMP 2.1 barpH, Continuo 2-11Max. NaOCl 2,000 ppmFlux Contralavado 100-150 L/m2.h

Requisitos de Alimentacin

Max. MES 100 mg/LMax. Turbidez 300 NTUMax. Tamao Partcula 300 m


Especificaciones y Rangos de Operacin

Fuente Turbiedad(NTU) TOC (ppm) Flux (LMH) BW (min) %

Pozo/Subterrnea< 2 < 1 90 60 97

DOWTM UF - Certificados

Certificado NSF/ANSI Standard 61

( National Science Foundation Drinking Water System Components Health Effects)

Certificado por CDPH para la eliminacin de: > 4 log Cryptosporidium > 4 log Giardia 2.8-5.1 log Virus

ModeradorNotas de la presentacinNSF/ANSI Standard 61: Efectos sobre la salud de los materiales en contacto con el agua (temp

Mdulos de DOWTM UF

SFP 2880SFP 2860

SFP 2660



Principales causas de ensuciamiento

Cambios en agua de alimentacin (TOC, TSS, Temp.) Pretratamiento insuficiente (malla previa, arrastres de qumicos) Fallas en sistemas de dosificacin de qumicos Sistema de control operacional inapropiado (alto flux, largos ciclos) Crecimiento de algas estacionarios Programas de retrolavados inadecuados Procedimientos inadecuados de parada y preservacin de mdulos Seleccin inadecuada de materiales de construccin (bombas, tuberas)
ModeradorNotas de la presentacinNSF/ANSI Standard 61: Efectos sobre la salud de los materiales en contacto con el agua (temp

Maximum allowable pressure


Cuando limpiar?

Filtracin(20-60 min)

Barrido con Aire (20s)Contralavado (40-60s)

Desplazamiento (30-60s)(Limpieza Fsica)

CEB (On-Line); Cada 1-7 dasCIP (Off-Line); Cada 1-12 meses

(Limpieza Qumica)


Secuencia de Operacin

Filtracin

Ultrafiltrate

Raw Water Filter200-300 m

Backwash Tank

Air

Chemicals

Backwash Pump

Feed Pump

Effluent


ModeradorNotas de la presentacinThe Omexell UF system applies two primary flow designs: the Dead-end filtration and cross-flow mode. The feed water all become permeate after dead-end filtration. But after cross-flow filtration, part of the feed become permeate, the other become concentrate water with impurities. Dead-end filtration uses less energy and has a lower operating pressure than cross-flow therefore reducing operating costs. Alternatively, cross-flow can handle higher solids loading. Typically, Omexell UF is operated at a constant permeate flow. The transmembrane pressure (TMP) will naturally increase over time and the module can be periodically back flushed or air scrubbed to remove the fouling layer. Disinfectants and other cleaning agents can be used to fully remove and prevent biological growth as well as other foulants.

Barrido con aire

Ultrafiltrate


Backwash Tank

Air

Chemicals

Backwash Pump

Feed Pump

Effluent


Barrido con aire (Paso de drenado)

Ultrafiltrate


Backwash Tank

Air

Chemicals

Backwash Pump

Feed Pump

Effluent


Flujo de 7 Nm3/hr o 12 Nm3/hr por modulo (Dependiendo del dimetro del mdulo)

Presin de aire 50 ppm TSS)


Barrido con aire

Retrolavado superior

Ultrafiltrate


Backwash Tank

Air

Chemicals

Backwash Pump

Feed Pump

Effluent


Retrolavado inferior

Ultrafiltrate


Backwash Tank

Air

Chemicals

Backwash Pump

Feed Pump

Effluent


Enjuague

Ultrafiltrate


Backwash Tank

Air

Chemicals

Backwash Pump

Feed Pump

Effluent


El retrolavado es agua de permeado, dosificado frecuentemente con 15 ppm de NaClO

El caudal es 200% del flujo de diseo Los pasos de retrolavado incluyen lavado hacia adelante a travs de

la parte superior del mdulo y drenaje por gravedad, a travs del fondo del mdulo, tpicamente ~30 segundos cada uno.


Retrolavado

Retrolavado Qumico (CEB)

Ultrafiltrate


Backwash Tank

Air

Chemicals

Backwash Pump

Feed Pump

Effluent


cido

Solucin de HCl @ 500-1,000 ppm. Elimina coloides y sales inorgnicas que ensucian la

membrana interna y externamente.

Alcalino

Solucin de NaOH @ 500 ppm. Combinado o no con NaClO @ 500-1,000 ppm. Elimina contaminantes orgnicos y biolgicos de la

membrana.


Retrolavado Qumico (CEB)

cido

HCl @ 2,000 ppm (pH ~2)

Alcalino

NaOH @ 1,000 ppm. NaClO @ 2,000 ppm. pH 12

Frecuencia tpica cada 1-3 meses Caudal por mdulo: 1.5-2.0 m3/h Duracin tpica 120 minutos.

CIP Solution (up to 40 C)


Limpieza intensiva (CIP)

Limpieza de mantenimiento.

Menor duracin, pero mayor frecuencia.

Operacin automtica, no requiere accin o supervisin por parte del operador.

Se realiza con agua ultrafiltrada.

La solucin qumica se elimina del sistema en continuo.

No hay aumento de temperatura de la solucin qumica.

Limpieza intensiva. Mayor duracin, pero menor frecuencia. Operacin manual. La solucin qumica se prepara con

agua desmineralizada u osmotizada, y generalmente a mayores concentraciones que en modo CEB.

La solucin qumica se recircula por el sistema.

Se recomienda aumentar la temperatura de la solucin qumica.


CEB vs. CIP

ModeradorNotas de la presentacinThe chemical wash and chemical cleaning use chemical reagents to remove the colloids, microorganisms, inorganic salt plugging the UF membrane. We can raise the cleaning efficiency by raising the cleaning frequency and strength.

Tipo de Ensuciamiento Causa Prevencin Mtodo de limpieza

PartculasSlidos en suspensin, materia coloidal, turbidez.

Coagulacin, clarificacin, Contralavado con agua.

Biolgico Desarrollo de bacterias.

Control bacteriolgico (cloracin, SBS,...).

Eliminacin de nutrientes (PAC, GAC, coagulacin,)

Contralavado y/o remojo con biocidas (Cl2, H2O2, SBS,)

InorgnicoPrecipitacin de minerales (Fe, Mn, Ca).

Oxidacin/Precipitacin + filtracin.

Cuando se llevan a cabo contralavados a pH alto usar agua osmotizada o de red.

Contralavados cidos a pH ~ 2 (HCl, H2SO4, cido ctrico,)

OrgnicoAdsorcin de materia orgnicas: arcilla, humus, cidos orgnicos,

Coagulacin, PAC, GAC,Contralavados alcalinos a pH ~ 12 (NaOH)


Limpiezas


Limpiezas

> 200 sistemas de UF, como pretrataiento de otras operacionesunitarias como RO y EDI.

> 900,000 m3/d de capacidad instalada. Las aplicaciones incluyen:

Tratamiento de agua superficial para uso industrial o municipal. Tratamiento/Reutilizacin de aguas residuales municipales. Tratamiento de efluentes industriales. Pretratamiento de OI para agua de mar.


Aplicaciones y Referencias


Ejemplo de bastidor de UF

Mdulos convencionales vs. Integrapack

ModeradorNotas de la presentacinDow shares these types of drawings and BOMs with OEMs

Sistema DOWTM UF en doble piso


Programa de Diseo - UFlowInforme de 10 pginas, que incluye: Diagrama de Flujo del sistema.

Detalles del diseo de la planta (n bastidores, n y caractersticas de los mdulos de UF, conversin, etc.)

Caudales instantneos y medios.

Dimensionamiento de tanques, vlvulas, tuberas.

Estimacin de consumo de reactivos qumicos.

Estimacin de consumo energtico.

Tablas con secuencias de operacin.


ModeradorNotas de la presentacinProgram under development, but like ROSA we will train OEMs to use it in the future.

Software de Diseo - UFlow


ModeradorNotas de la presentacinProgram under development, but like ROSA we will train OEMs to use it in the future.


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Pretratamiento OIUltrafiltracinProcesos de FiltracinNmero de diapositiva 3Nmero de diapositiva 4Tipos de flujoProcesos de FiltracinNmero de diapositiva 7Nmero de diapositiva 8Ventajas respecto a Filtracin ConvencionalUltrafiltracinTipos de membranas UFSistemas de UltrafiltracinMateriales de fibras UFPropiedades de las membranas UFPropiedades de las membranas UFPropiedades de las membranas UFPropiedades de las membranas UFPropiedades de las membranas UFPropiedades de las membranas UFNmero de diapositiva 20Ventajas de las membranas UFNmero de diapositiva 22Nmero de diapositiva 23Nmero de diapositiva 24Nmero de diapositiva 25DOWTM UF - CertificadosMdulos de DOWTM UFNmero de diapositiva 28Nmero de diapositiva 29Nmero de diapositiva 30Nmero de diapositiva 31Nmero de diapositiva 32Nmero de diapositiva 33Nmero de diapositiva 34Retrolavado superiorRetrolavado inferiorNmero de diapositiva 37Nmero de diapositiva 38Retrolavado Qumico (CEB)Nmero de diapositiva 40Nmero de diapositiva 41Nmero de diapositiva 42Nmero de diapositiva 43Nmero de diapositiva 44Nmero de diapositiva 45Nmero de diapositiva 46Nmero de diapositiva 47Nmero de diapositiva 48Nmero de diapositiva 49Nmero de diapositiva 50

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