FILTRACION EN MEMBRANA Filtración de Partículas: de 1 a 1000  Microfiltración: de 0.04 a 2  Ultrafiltración: de 0.05 a 0.1  Nanofiltración: de 10 a 100 Å Ósmosis inversa: (Hiperfiltración): de 1 a 10 Å 1 =micrón=10,000 Å=10-6 mts=0.0001 cm=0.001 milímetros

ENDOTOXINAS Y PIROGENOS ASBESTOS OSMOSIS INVERSA HIPERFITRACION ULTRAFILTRACION FILTRACION DE PARTICULAS NANOFILTRACION MICROFILTRACION MICRONES 0.001 0.01 0.1 10 1.0 100 ANGSTROMS 10 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 1 2 3 5 8 2 3 5 8 2 3 5 8 2 3 5 8 2 3 5 8 2 3 5 8 NEGRO DE CARBON BACTERIAS CABELLO HUMANO AZUCAR RADIO ATOMICO HUMO DE TABACO ARENA DE MAR SOLUCION SALINA POLVO FINO DE CARBON SILICE COLOIDAL VIRUS POLEN PINTURA SINTETICA ION METALICO ALBUMINA PROTEICA CARBON GRANULAR ENDOTOXINAS Y PIROGENOS ASBESTOS HARINA EN POLVO GELATINA

(a) (d) (c) (b) En (a) el flujo de agua es desde la parte exterior del elemento hacia el centro del filtro. Los sólidos suspendidos son retenidos en la superficie del elemento de filtración y eventualmente se satura (b) por lo que es necesario efectuar un retrolavado (c) y el cartucho o elemento de filtración regresa a su condición original (d). Cuando esto ya no es posible deberá cambiarse el elemento o cartucho de filtración por uno nuevo.

En microfiltración y filtración de partículas, los sólidos suspendidos quedan atrapados y son retenidos en la estructura del elemento de filtración. Lo compacto de la estructura que retiene los sólidos determina el tamaño de partículas que serán retenidas en el filtro. Cuanto mayor sea el grado de compactación de las fibras que retienen los sólidos, mayor es la saturación del filtro y deberá limpiarse o cambiarse con mayor frecuencia.

No solo es posible emplear materiales fibrosos, también se emplean películas porosas que actúan como filtros reteniendo partículas suspendidas. Los materiales de las películas son polímeros sintéticos como: nylon, policloruro de divinilo, etc.

Las películas de polímeros orgánicos sintéticos producen poros de muy pequeño tamaño, por lo que estos materiales se emplean en microfiltración y ultrafiltración, donde es posible remover partículas del tamaño de microorganismos y virus, por lo que éste tipo de filtración tiene muchas aplicaciones.

Microorganismos retenidos en filtración en membrana Vibrio Colerae Tamaño: 1.45 X 0.45 micrones Dosis Infecciosa: 104 - 106 Salmonella Typhy Tamaño: 2.0 X 0.70 micrones Dosis Infecciosa: 104 Bacillus Subtilis (Familia del Tamaño: 3.5 X 0.5 micrones 1 m Enterococus Faecalis Tamaño: Esferas 1.0 micrones Microorganismos retenidos en filtración en membrana

AGUA FILTRADA ALIMENTACION El numero y tamaño de filtros o cartuchos es de acuerdo al flujo de agua que se va a filtrar

El arreglo de elementos de filtración se cambia cuando sea necesario, aunque es posible lavar estos y volverlos a usar. Existen en el mercado elementos de filtración de diferente diámetro y largo, así como de diferentes tamaños de poro dependiendo del tamaño de partículas suspendidas que se desee retener.

PRESIÓN DE OPERACIÓN PRECIO DE ELEMENTOS DE FILTRACIÓN CALIDAD DE AGUA COSTO DE OPERACIÓN Osmosis Inversa (hiperfiltración) Nanofiltración Ultrafiltración Microfiltración Filtración en medios granulares Comparación entre los diferentes tipos de filtración de partículas

IONES DIVALENTES Y TRIVALENTES PARTÍCULAS COLOIDALES MOLÉCULAS GIGANTES IONES DIVALENTES Y TRIVALENTES IONES MONOVALENTES Separación de componentes de diferente tamaño por microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración y ósmosis inversa

FILTRACION ABSOLUTA filrtración en medios granulares, microfiltración, ultrafiltración ALIMENTACION PRODUCTO FILTRACION TANGENCIAL osmosis inversa, nanofiltración ALIMENTACION RECHAZO PRODUCTO La filtración absoluta es aquella en la cual todo el líquido o fluido pasa a través de la membrana o medio filtrante. En la filtración tangencial solo una parte del fluido que se alimenta pasa por la membrana y el resto debe ser desechado para que desprenda y haga fluir las partículas que no pasan la membrana, o de lo contrario ésta se saturaría rápidamente.

ALIMENTACION PRODUCTO (10-50%) RECHAZO (50-90%) En la filtración tangencial se obtiene como producto un 10-50% del flujo de líquido que se alimenta.

DONDE NO SE REQUIERE DE AGUA DE PORTAMEMBRANA O HOUSING MEMBRANA TUBO CENTRAL COLECTOR DEL PRODUCTO TAPA ALIMENTACION AGUA NO POTABLE PRODUCTO AGUA DE ALTA PUREZA RECHAZO AGUA PARA OTRODS USOS DONDE NO SE REQUIERE DE AGUA DE ALTA PUREZA La membrana o elemento de filtración se encuentra contenido dentro de un recipiente (housing) donde se divide el flujo en producto y rechazo. Este elemento o carcaza debe ser resistente a la presión de la bomba con que se opera la membrana

ALIMENTACION BOMBA DE ALTA PRESIÓN RECHAZO PRODUCTO Una membrana tiene cierta capacidad de flujo. De acuerdo al flujo requerido se emplean: dos o tres o mas membranas según el gasto de agua que se requiera. Una bomba de alta presión hace fluir el agua a traves de las membranas, donde se divide el flujo en producto: agua de mínimo contenido de sales o componentes a remover, y en rechazo: agua con mayor contenido de sales o de substancias indeseables que el agua de alimentación.

Eficiencia en remoción de componentes en una membrana típica. Sustancia % de Rechazo Substancia % de Rechazo ===================================================================== Calcio 95-98 Borato 40-70 Sodio 94-98 Fluoruro 93-95 Magnesio 95-98 Polifosfato 98-99 Fierro 97-98 Ortofosfato 98-99 Potasio 94-98 Cromato 90-97 Manganeso 97-98 Bacterias 99+ Aluminio 97-98 Plomo 96-98 Cobre 97-98 Estroncio 96-98 Níquel 97-98 Mercurio 96-98 Cadmio 95-98 Bario 96-98 Plata 95-97 Cromo 96-98 Zinc 97-99 Mercurio 95-97 Dureza Ca y Mg 95-98 Radioactividad 95-98 Cloro 90-95 Amonio 85-95 Bromo 93-96 Fosfato 97-98 Cianuro 90-95 Sulfato 97-98 Tiosulfato 97-98 Silicato 94-96 Sílice 85-90 Nitrato 92-95 Boro 60-70

FLUJO DE ENTRADA RECHAZO RECHAZO MEMBRANA SEPARADOR SELLO MEMBRANA

MEMBRANA HOUSING O PORTAMEMBRANA PRODUCTO MEMBRANA Y SEPARADOR SELLO PRODUCTO CONCENTRADO O RECHAZO CONCENTRADO O RECHAZO

TUBO PERFORADO COLECTOR DE PRODUCTO RECHAZO ALIMENTACIÓN PRODUCTO FLUJO DEL AGUA FLUJO DE PRODUCTO TRANSVERSAL A LA MEMBRANA COLECTOR DEL PRODUCTO CUBIERTA ESPACIADOR ENTRE MEMBRANA Y COLECTOR MEMBRANA