Con el funcionamiento normal de un sistema de ósmosis inversa (OI), las membranas se ensucian y se obstruyen con todo tipo de incrustaciones, como por ejemplo materiales coloidales, orgánicos, inorgánicos y biológicos, creando la necesidad de realizar la limpieza de estas para mejorar el rendimiento y extender su vida útil.
El ensuciamiento es la principal causa de que las membranas dejen de funcionar correctamente. Por esta razón podemos decir que los sistemas de limpieza de membranas mejoran el rendimiento, la fiabilidad y la durabilidad de las mismas.
¿Cuándo limpiar las membranas?
Normalmente, la limpieza debe realizarse cuando se dan las siguientes condiciones:
- Cuando aumenta el diferencial de presión del 10 a 15%.
- Cuando disminuye el caudal de permeado del 10 a 15%.
- Cuando disminuye el rechazo de sales entre 1 y 2%.
Cuando operamos en régimen normal, las membranas pueden ensuciarse por el material orgánico y los sólidos en suspensión. Estos sedimentos se acumulan durante el funcionamiento de la planta y ocasionan una disminución en el caudal de producto, en el rechazo de sales o ambos.
Es importante tener en consideración que la temperatura del agua de alimentación influye en el caudal de producto. Si la temperatura disminuye, el caudal de producto se reducirá mientas que si aumenta dicho caudal se incrementará.
Para optimizar al máximo el rendimiento de la planta respecto a las limpiezas nos debemos apoyar en la normalización de datos, que nos permitirá corregir los cambios en las condiciones de operación respecto a la temperatura, presión y concentración.
El ensuciamiento puede deberse a:
- Carbonatos, sulfatos y/o sílicatos.
- Óxidos metálicos de hierro, manganeso, aluminio, etc.
- Materia orgánica.
- 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 de la misma, y aumenta mientras mayor sea su concentración. 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 de los productos químicos y el procedimiento de limpieza.
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.
En sistemas de OI con varias etapas, los resultados de las limpiezas CIP de las membranas serán mejores si cada etapa se limpia individualmente. Esto permitirá la máxima velocidad de flujo durante la limpieza.
Si ponemos de ejemplo un sistema con una matriz 2:1. Si ambas etapas se limpian simultáneamente, cada recipiente a presión en la segunda etapa recibirá el doble de velocidad de flujo que la primera etapa. Esto provocaría que la membrana se no sufra un daño por efecto telescopio en la segunda etapa si los elementos de la primera etapa se limpian a una velocidad de flujo óptima. Alternativamente, al basar la velocidad del flujo en la segunda etapa, las membranas de la primera etapa no recibirían suficiente limpieza superficial.
La periodicidad del lavado de las membranas en una planta de OI dependerá de la concentración de sales en el agua de alimentación, una buena elección del pretratamiento y el porcentaje de rechazo con el que se opera la planta.
De nosotros depende alargar la vida útil de las membranas, para eso debemos lavar oportunamente y contar con el procedimiento y químicos de limpieza adecuados.