INTRODUCCIÓN
Este Estudio de Caso evalúa la compatibilidad de los Ácidos Modificados para la limpieza de membranas de ósmosis inversa.
Dos ácidos del portafolio de Ácidos Modificados Enviro-Syn™ del Grupo Fluid Energy fueron utilizados en este estudio de compatibilidad para determinar su idoneidad y compatibilidad como agentes de limpieza ácidos para membranas de poliamida de ósmosis inversa (OI) comúnmente utilizadas en la producción de agua de alta pureza.
HCR-PLUS™, UN ÁCIDO CLORHÍDRICO MODIFICADO
HCR-PLUS es un Ácido Modificado™ patentado y ecológicamente responsable que minimiza los niveles de exposición peligrosa, las tasas de corrosión y las propiedades negativas de salud, seguridad y medio ambiente (SSMA) de los ácidos comúnmente utilizados, al mismo tiempo que ofrece un excelente desempeño en penetración, solubilización y eliminación de incrustaciones. HCR-PLUS cuenta con la aprobación NSF-60 para aplicaciones de agua potable en los Estados Unidos.
ENVIRO-SYN® HCR-3000®, UN ÁCIDO ORGÁNICO SINTÉTICO
Enviro-Syn HCR-3000 es un producto Ácido Sintético™ patentado y ecológicamente responsable que minimiza los niveles de exposición peligrosa, las tasas de corrosión y las propiedades negativas de SSMA del ácido clorhídrico (HCl), manteniendo los aspectos positivos de capacidad de solubilización y tasas de reactividad.
ESTUDIO
Se seleccionaron tres fabricantes de membranas OI para probar las soluciones de limpieza: elementos de agua salobre de Dupont Filmtec y Suez, y un elemento de agua de mar de Hydranautics.
- Dupont Filmtec BW-30-4040, número de serie T9580567
- Suez MUNI-RO 400-HR-WT, número de serie 220312043
- Hydranautics SWC5-LD, número de serie 13153755
Los parámetros operativos especificados por los fabricantes para estas membranas son pH 2–11 para uso general y pH 1–13 para fines de limpieza, siendo este último con un tiempo de exposición recomendado de no más de 30 minutos.
El objetivo de la prueba fue someter las membranas a condiciones de estrés extendiendo el tiempo de exposición y aumentando la concentración del ácido más allá de las concentraciones operativas recomendadas, para medir el efecto y el posible daño a la membrana. Las pruebas seleccionadas fueron:
(1) Inmersión de 2 semanas de la membrana a concentraciones del 10% y 100% del producto de limpieza antes de realizar una prueba con agua salina.
(2) Limpieza de 2 horas a concentraciones del 10% y 20% del producto de limpieza antes de realizar una prueba con agua salina.
MÉTODO DE PRUEBA
Se utilizaron celdas de prueba de membranas planas para este estudio. Se seleccionó una sola hoja de cada elemento de ósmosis inversa y se cortó en cupones de 4″ x 2″, cada uno con un área activa de membrana de 3,5″ x 1,5″ expuesta para las pruebas.
Antes de la exposición al ácido, cada muestra de membrana se sumergió en agua desionizada (AD) durante 24 horas y luego se probó en una solución salina estándar (2000 ppm de NaCl a pH 7,8) a 225 psi para establecer el rendimiento base de la membrana. Las mediciones de flujo de membrana y paso de sal en el permeado se tomaron después de 50 minutos (los primeros 30 minutos se descartaron para permitir la estabilización de la muestra). Después de la exposición al ácido en las pruebas mencionadas anteriormente, seguida de enjuague con agua AD hasta eliminar todas las soluciones de limpieza, las membranas se sometieron nuevamente a la misma prueba salina estándar.
El flujo y el paso de sal en el permeado se midieron nuevamente para proporcionar los datos de rendimiento antes y después de la exposición al ácido.
RESULTADOS
Los resultados se expresan como una variación porcentual entre la exposición previa y posterior al ácido. Una variación superior a -5,0% representa una reducción del rendimiento mayor a la esperada, que puede atribuirse a la precisión de la prueba y a factores externos no controlados, como ligeros cambios en la temperatura ambiente.
El flujo se utiliza para expresar la velocidad a la que el agua permea una membrana de ósmosis inversa. Las unidades típicas de medición son galones por pie cuadrado por día (GFD o GSFD).
El rechazo de sal mide la cantidad de sal que pasa a través de la membrana en el flujo de permeado en lugar de ser rechazada en el flujo concentrado.
INTERPRETACIÓN Y CONCLUSIÓN
Todos los resultados de las pruebas de estrés están dentro del límite de variación del 5% aplicado, sin cambios significativos en el flujo de permeado de las membranas de ósmosis inversa evaluadas. El rechazo de sal varía menos del 1%, lo que demuestra que no se observó paso de sal más allá de la difusión normal esperada. Esto significa que no se observaron cambios significativos en la integridad de las membranas tras la exposición de una variedad de membranas de ósmosis inversa comúnmente utilizadas a los Ácidos Modificados Enviro-Syn HCR-PLUS y HCR-3000.
Además, una sobredosificación significativa de HCR-PLUS y un tiempo de exposición prolongado, muy por encima de las recomendaciones de los fabricantes, no parecen tener un impacto significativo en la integridad de las membranas OI evaluadas. Véase la inmersión de 2 semanas y la prueba de 2 horas al 20%.
