Caso de aplicación: Membranas cerámicas de alumina para filtración de flujo cruzado de aguas residuales industriales oleosas
Las instalaciones industriales que trabajan, forman y terminan el metal generan aguas residuales que son difíciles de tratar: contienen aceites emulsionados, metales finos y sólidos en suspensión de alto contenido,y su composición cambia con los horarios de producciónLos enfoques convencionales de separación por gravedad, dosificación y sedimentación química a menudo tienen dificultades para lograr una separación sólida y líquida consistente.y el agua resultante se descarga con frecuencia en lugar de reutilizarsePara los operadores que se enfrentan a límites de descarga más estrictos y al aumento de los costes del agua, se necesita un paso de separación más robusto entre el tratamiento primario y el pulido final.
Resumen de las aplicaciones
Este caso de aplicación describe cómo se aplica un sistema de membrana cerámica de alumina, operado en modo de flujo cruzado (flujo tangencial), a aguas residuales industriales aceitosas y con alto contenido de sólidos.En lugar de presionar la alimentación contra la membrana, el diseño de flujo cruzado lo bombea a través de la superficie, limitando la acumulación de pastel y ayudando a mantener la permeabilidad durante largas carreras.
| Parámetro | Consideración |
|---|---|
| Flujo de alimentación | Aguas residuales industriales aceitosas y de sólidos altamente suspendidos |
| Modo de separación | Filtración de flujo cruzado |
| Material de membrana | Elementos cerámicos porosos de alfa-alumina |
| Clase de separación | Microfiltración (MF) o ultrafiltración (UF), en espera del análisis de los piensos |
| Regímenes de limpieza | El lavado de la boca y la limpieza química (ácido / cáustico / oxidante) |
Enfoque de la solución
- Caracterización del pienso:definir el contenido de aceite, los sólidos en suspensión, la distribución del tamaño de las partículas y el pH antes de seleccionar una clase de membrana.
- Selección de la membrana:elegir el tamaño de los poros de acuerdo con la separación objetivo MF para los sólidos en suspensión y los coloides más grandes, UF para un límite más estrecho hacia las macromoléculas y los coloides más finos.
- Ventana de funcionamiento:ajustar la temperatura, la presión transmembrana y la velocidad de flujo cruzado para equilibrar el flujo contra la contaminación y la demanda de energía.
- Programa de limpieza:establecer intervalos de reflujo y una secuencia de limpieza química compatible con el soporte de alumina.
Valor observado
- Separación de sólidos y líquidos:produce una permeabilidad clarificada con una reducción de los sólidos en suspensión y del transporte de aceite.
- Potencial de reutilización del agua:el permeado puede considerarse para su reciclado en agua de proceso, ciclos de lavado o circuitos de enfriamiento, sujeto a verificación de calidad.
- Estabilidad de funcionamiento:La capa de cerámica tolera el retroceso agresivo y la limpieza química que requieren los flujos aceitosos y cargados de partículas.
- Durabilidad:el material cerámico rígido resiste la degradación mecánica y química de manera más eficaz que muchas alternativas poliméricas.
Los resultados reales son específicos de cada alimento: la calidad de la permeabilidad, el flujo y la frecuencia de limpieza dependen de la composición del alimento, el tamaño de los poros, la temperatura, la presión, el tamaño de los poros y la frecuencia de limpieza.velocidad de flujo cruzado y el protocolo de limpieza adoptado por lo que las pruebas piloto preceden al diseño a gran escala.
Por qué las membranas cerámicas
| Aspecto | Cerámica de aluminio | Polímero típico |
|---|---|---|
| Estabilidad térmica | Alto, en una amplia gama | Limitado por el material |
| Resistencia química | Amplio (dentro del rango de pH compatible) | Más estrecho |
| Tolerancia de limpieza | Ácidos, sustancias cáusticas, oxidantes, vapor | Restringido |
| Rigididad mecánica | Rígido, con capacidad de lavado | Más flexible, menos robusto |
Las cosas que hay que aprender
- Para las aguas residuales aceitosas y de alto contenido de sólidos, la filtración cerámica de flujo cruzado ofrece un paso de separación sólido/líquido duradero.
- La microfiltración y la ultrafiltración tienen objetivos de separación diferentes y no deben considerarse intercambiables.
- La selección de la membrana para que coincida con la carga en lugar de la carga a la membrana es el factor decisivo en el rendimiento estable.
- La validación piloto y un régimen de limpieza adaptado convierten una membrana adecuada en un activo fiable a largo plazo.
