¿Cómo puedo cuidar la membrana de mi ósmosis inversa?

El ensuciamiento de las membranas es un fenómeno normal en los sistemas de ósmosis inversa. Es reversible cuando una limpieza química se realiza correctamente y a tiempo; y no lo es en el caso contrario.

Las señales que indican que es necesaria una limpieza química son:

• Cuando disminuye el flujo de permeado un 10 a 15%.
• Cuando aumenta el diferencial de presión de 10 a 15% el diferencial de presión, calculado de la presión en el flujo de alimentación menos la presión en el flujo de rechazo.
• Cuando disminuye el rechazo de sales entre 1 y 2% (este se calcula con los flujos de alimentación y permeado, y con la concentración de sales totales disueltas en ambos).

La frecuencia con la que se requiere efectuar la limpieza de las membranas de ósmosis inversa OI, depende de: la concentración de sales en el agua de alimentación, el correcto pretratamiento de la misma y del porcentaje de rechazo con el que se opera el equipo. Una frecuencia de limpieza aceptable es de entre 3 y 12 meses.

El ensuciamiento puede deberse a:

1. Carbonatos, sulfatos y/o sílicatos.
2. Óxidos metálicos de hierro, manganeso, aluminio, etc.
3. Materia orgánica.
4. Materia biológica (crecimiento de bacterias, moho, hongos, etc.).

En el caso de los dos primeros grupos, el ensuciamiento se debe a la precipitación de estas sales, que es mayor mientras más se acercan sus concentraciones al límite de solubilidad en el rechazo.

El ensuciamiento por materia orgánica se debe a la acumulación que de la misma, y que es mayor mientras mayor es su concentración. Y el ensuciamiento por materia biológica ocurre cuando inciden microorganismos en la membrana y encuentran materia orgánica biodegradable.

La efectividad de la limpieza química depende en gran parte de la elección del limpiador o limpiadores. Existen compuestos específicos para cada tipo de ensuciamiento. De manera general, soluciones ácidas facilitan la dispersión de los contaminantes inorgánicos que constituyen los dos primeros grupos; mientras que los constituyentes del tercer y cuarto grupo se retiran con soluciones alcalinas.

Cuando se conoce la química del agua de alimentación, se puede predecir la naturaleza del ensuciamiento. La primera vez que se requiere realizar una limpieza, se recomienda contactar a un especialista.

Antes de la limpieza, hay puntos importantes a considerar:

• Revisar las recomendaciones del fabricante del limpiador: dosis, pH, temperatura, tiempos de reposo y agitación.
• Verificar la compatibilidad del o de los limpiadores con los materiales de fabricación de las membranas.
• Ser cuidadoso al preparar la solución con el limpiador para evitar salir del rango de pH recomendado. Un rango de entre 4 y 10 no causa daño alguno a las membranas. Si el grado de ensuciamiento requiere de soluciones más agresivas, recordar que valores de pH de entre 2 y 4, o de entre 10 y 12, pueden causar daños a la membrana si se excede la limpieza de cierto tiempo.
• No mezclar soluciones ácidas con cáusticas. Asegurarse de enjuagar bien cada solución de limpieza antes de introducir la siguiente solución.
• En sistemas multietapas, es recomendable lavar cada etapa por separado.
• Realizar la limpieza en un área con ventilación adecuada.
• Todos los materiales que forman el sistema de limpieza deben ser resistentes a la corrosión química.
• El tanque debe ser del tamaño adecuado para contener la solución de limpieza. Se recomienda utilizar un volumen de 5 galones por membrana 4×40” y 20 galones por membrana 8×40”. El tanque en el que se prepara la solución debe ser de fácil acceso. El arreglo de tuberías debe permitir la recirculación y esta debe descargar en la parte inferior del tanque para minimizar la formación de espuma.
• La bomba debe ser la adecuada para proporcionar el flujo y presión requeridos. La presión máxima recomendada es de 60 psi. Una presión demasiado elevada no permite la salida de sólidos o impurezas que se estén desprendiendo de la superficie de la membrana. El flujo no debe ser mayor a 40 gpm por membrana de 8×40”, y de 10 gpm para una de 4×40”.
• Es recomendable utilizar un filtro de cartucho de 5 a 10 micras, para retener los sólidos desprendidos en la limpieza. Debe colocarse en la línea de recirculación al tanque. Es importante monitorear la presión diferencial en este punto, y reemplazar el cartucho al alcanzar una presión diferencial de 15 psi.
• Es indispensable contar con puntos de muestreo y manómetros que permitan realizar mediciones de pH y presión a la descarga de la bomba y en la línea de retorno de re-circulación. Es esperable el cambio del pH: significa que los contaminantes están reaccionando con la solución limpiadora. Al detectar un cambio mayor a  5 unidades pH, ajustar al valor del pH inicial de la solución con el químico limpiador.

El indicador más utilizado para determinar cuándo parar la limpieza, es cuando el pH ya no sufre cambios, lo cual significa que ya no ocurre dispersión de los contaminantes.

Los procedimientos de limpieza de OI varían dependiendo de las particularidades de cada sistema.

Los pasos básicos de limpieza son:

1. Llenar el tanque con el volumen de agua necesario para el tamaño y número de membranas que se van a limpiar. Utilizar agua permeada o al menos suavizada.
2. Añadir el agente limpiador según las instrucciones del fabricante. Utilizar un agitador mecánico o recircular en el tanque, para asegurar que la solución sea completamente homogénea. ES IMPORTANTE SIEMPRE AÑADIR EL AGENTE LIMPIADOR AL AGUA Y NO AL RÉVES, PARA EVITAR REACCIONES QUE PUDIERAN PONER EN RIESGO SU SEGURIDAD.
3. De ser posible, calentar la solución sin exceder los 40 °C, para obtener resultados más efectivos. Consultar las restricciones de temperatura de la membrana.
4. Con la válvula de rechazo completamente abierta, introducir la solución de limpieza. Regular la velocidad de alimentación con una válvula en la descarga de la bomba, con la intención de que la velocidad de ingreso de la solución sea gradual. Recircular durante 30 a 60 minutos.
5. Monitorear pH y presión por lo menos cada 15 minutos, a la entrada y salida de la membrana. Se recomienda guardar esta información en una bitácora de mantenimiento del equipo.
6. Cuando la contaminación es excesiva, se recomienda dejar las membranas inundadas en la solución limpiadora y en reposo durante el tiempo necesario, que puede variar entre 45 min y 8 horas. Considerar que la solución es altamente agresiva y una exposición prolongada podría dañar la membrana. Otra opción es, después de la inundación en reposo, hacer una segunda recirculación, seguir las mismas recomendaciones de los puntos 4 y 5.
7. Para enjuagar, utilizar agua permeada o suavizada a baja presión y enviarla al sistema de disposición adecuado. Una forma efectiva para determinar en qué momento detener el enjuague, es utilizar un medidor de SDT. El criterio para dar por terminado el enjuague es cuando el valor de SDT sea igual en la entrada y en la salida.
8. Para poner en servicio nuevamente la ósmosis inversa, primero regresar la válvula de rechazo a su posición habitual, poner en servicio y monitorear la calidad del agua. Es normal que tarde un poco en estabilizarse la calidad del agua permeada.

Si aún después de la limpieza no obtiene la calidad o flujo esperados para el sistema, es necesario contactar a un especialista para descartar que la membrana tenga un ensuciamiento irreversible o que esté rota.

Citas:

Carbotecnia, 2020, Limpieza de las membranas de ósmosis inversa - Mantenimiento, 27/Oct/2020, Carbotecnia, www.carbotecnia.info/aprendizaje/osmosis-inversa/proceso-de-limpieza-de-membranas-de-osmosis-inversa/

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