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Una '''membrana''' es una barrera selectiva; permite que algunas cosas pasen pero detiene otras. Tales cosas pueden ser [[Molécula|moléculas]], [[Ion|iones]] u otras partículas pequeñas. [[Biological membrane|Las membranas biológicas]] incluyen membranas [[Membrana plasmática|celulares]] (cubiertas externas de células u orgánulos que permiten el paso de ciertos constituyentes); <ref>{{Cita libro|apellidos=Cheryan, M|título=Ultrafiltration and Microfiltration Handbook|año=1998|editorial=echonomic Publishing Co., Inc|ubicación=Lancaster, PA.}}</ref> [[Envoltura nuclear|membranas nucleares]], que cubren un núcleo celular; y membranas tisulares, como [[Mucosa|mucosas]] y [[Serosa|serosas]]. Las [[membranas sintéticas]] se fabrican para su uso en [[Laboratorio|laboratorios]] e industrias (como [[Planta química|las plantas químicas]] ).
Este concepto de membrana se conoce desde el siglo XVIII, pero se usó poco fuera de los laboratorios hasta el final de la [[Segunda Guerra Mundial]]. Los suministros de agua potable en Europa se vieron comprometidos por la guerra y se usaron filtros de membrana para depurar ell agua. Sin embargo, debido a la falta de confiabilidad, funcionamiento lento, selectividad reducida y costos elevados, las membranas no fueron explotadas ampliamente. El primer uso de membranas a gran escala fue con las tecnologías de microfiltración y ultrafiltración. Desde la década de 1980, estos procesos de separación, junto con la [[electrodiálisis]], se emplean en grandes plantas y, en la actualidad, varias empresas sirven al mercado. <ref name="Improvement Economics Program">{{Cita libro|url=http://www.slideshare.net/intratec/membranes-on-polyolefins-plants-vent-recovery|título=Membranes on Polyolefins Plants Vent Recovery, Improvement Economics Program|editorial=Intratec|isbn=978-0615678917|fecha=2012}}</ref>
El grado de selectividad de una membrana depende del tamaño del poro de la membrana. Dependiendo del tamaño de los poros, se pueden clasificar en microfiltración (MF), ultrafiltración (UF), nanofiltración (NF) y membranas de ósmosis inversa (RO). Las membranas también pueden ser de varios espesores, con estructura homogénea o heterogénea. Las membranas pueden ser neutras o estar cargadas y el transporte de partículas puede ser [[Transporte activo|activo]] o [[Transporte pasivo|pasivo]]. Este último puede ser facilitado por la presión, la concentración, los gradientes químicos o eléctricos del proceso de membrana. Las membranas pueden clasificarse generalmente en [[Synthetic membranes|membranas sintéticas]] y [[Biological membrane|membranas biológicas]]. <ref>{{Cita libro|apellidos=Mulder, Marcel|título=Basic principles of membrane technology|editorial=Kluwer Academic: Springer|ubicación=|año=1996|edición=2|isbn=978-0-7923-4248-9}}</ref>
== Clasificaciones de los procesos de membrana. ==
La microfiltración elimina partículas superiores a 0,08-2. µm y opera dentro de un rango de 7-100 kPa.<ref name="Crites and Tchobangiglous 1998">{{Cita libro|apellidos=Crites and Tchobangiglous|título=Small and Decentralized Wastewater Management Systems|año=1998|editorial=McGraw-Hill Book Company|ubicación=New York}}</ref> La microfiltración se utiliza para eliminar los sólidos suspendidos residuales (SS), para eliminar las bacterias con el fin de acondicionar el agua para una desinfección efectiva y como un paso de tratamiento previo para la ósmosis inversa.
Los desarrollos relativamente recientes son los [[biorreactores de membrana]] (MBR) que combinan la microfiltración y un biorreactor para el tratamiento biológico.
=== Ultrafiltración (UF) ===
La ultrafiltración elimina partículas superiores a 0,005-2 µm y opera dentro de un rango de 70-700kPa.<ref name="Crites and Tchobangiglous 1998">{{Cita libro|apellidos=Crites and Tchobangiglous|título=Small and Decentralized Wastewater Management Systems|año=1998|editorial=McGraw-Hill Book Company|ubicación=New York}}</ref> La ultrafiltración se utiliza para muchas de las mismas aplicaciones que la microfiltración. Algunas membranas de ultrafiltración también se han utilizado para eliminar compuestos disueltos con alto peso molecular, como [[proteínas]] y [[carbohidratos]]. Además, son capaces de eliminar [[virus]] y algunas [[Endotoxina|endotoxinas]].
=== Nanofiltración (NF) ===
La nanofiltración también se conoce como RO y puede rechazar partículas menores a 0,002 µm. La nanofiltración se utiliza para eliminar los componentes disueltos seleccionados de las aguas residuales. La NF se desarrolla principalmente como un proceso de ablandamiento de membrana que ofrece una alternativa al ablandamiento químico.
Del mismo modo, la nanofiltración puede utilizarse como un tratamiento previo antes de la ósmosis inversa dirigida. Los principales objetivos del tratamiento previo de la NF son: <ref>{{Cita publicación|título=Long Beach's dual-stage NF beats single-stage SWRO|publicación=Desalination Water Reuse|volumen=13|páginas=18–21|año=2003}}</ref> (1). minimizar las partículas y las incrustaciones microbianas de las membranas de RO mediante la eliminación de la turbidez y las bacterias, (2) evitan la formación de incrustaciones mediante la eliminación de los iones de dureza, (3) disminuyen la presión de operación del proceso de RO reduciendo la concentración total de sólidos disueltos (TDS) en el agua de alimentación.
=== Osmosis Inversa (RO) ===
[[Ósmosis inversa|La ósmosis inversa]] se utiliza comúnmente para la desalinización. Además, se usa comúnmente para eliminar los constituyentes disueltos de las aguas residuales que quedan después del tratamiento avanzado con microfiltración. La ósmosis inversa excluye los iones, pero requiere altas presiones para producir agua desionizada (850-7000 kPa).
== Configuraciones de membrana ==
En el campo de la membrana, el término módulo se usa para describir una unidad completa compuesta por las membranas, la estructura de soporte de presión, la entrada de alimentación, el flujo de permeado de salida y las corrientes de retenido, y una estructura de soporte general. Los principales tipos de módulos de membrana son:
::* [https://web.archive.org/web/20150216001415/http://www.hyfluxmembranes.com/tubular-membranes.html Tubular], donde las membranas se colocan dentro de un soporte de tubos porosos, y estos tubos se colocan juntos en una carcasa cilíndrica para formar el módulo de la unidad. Los dispositivos tubulares se utilizan principalmente en aplicaciones de microfiltración y ultrafiltración debido a su capacidad para manejar flujos de procesos con alto contenido de sólidos y alta viscosidad, así como por su relativa facilidad de limpieza.
::* [[Hollow fiber membrane|Membrana de fibra hueca]], consiste en un paquete de cientos a miles de fibras huecas. Todo el conjunto se inserta en un [[Membrane bioreactor|recipiente a presión]]. La alimentación se puede aplicar al interior de la fibra (flujo interno) o al exterior de la fibra (flujo externo).
::* Enrollado en espiral, donde se coloca un espaciador flexible de permeado entre dos membranas planas. Se agrega un espaciador de alimentación flexible y las hojas planas se enrollan en una configuración circular.
::* La placa y el marco constan de una serie de láminas de membrana planas y placas de soporte. El agua a tratar pasa entre las membranas de dos conjuntos de membranas adyacentes. La placa sostiene las membranas y proporciona un canal para que el permeado salga del módulo de la unidad.
::* Membranas de cerámica y módulos de lámina plana polimérica. Las membranas de lámina plana se integran típicamente en sistemas de filtración sumergidos impulsados por vacío que consisten en pilas de módulos, cada uno con una serie de láminas. El modo de filtración es en el exterior donde el agua pasa a través de la membrana y se recoge en los canales de permeado. La limpieza se puede realizar mediante aireación, lavado a contracorriente y CIP.
*
=== Flujo, presión, permeabilidad. ===
El flujo total de permeado de un sistema de membrana se da mediante la siguiente ecuación:
Q_p=F_w \cdot A
:
Donde Qp es el caudal de la corriente de permeado [kg · s <sup>−1</sup> ], F <sub>w</sub> es la tasa de flujo del agua [kg · m <sup>−2</sup> · s <sup>−1</sup> ] y A es el área de la membrana [m <sup>2</sup> ]
La permeabilidad (k) [m · s <sup>−2</sup> · bar <sup>−1</sup> ] de una membrana viene dada por la siguiente ecuación:
: <math>k={F_w \over P_{TMP}}</math><nowiki> k={F_w \over P_{TMP}} </nowiki>
La presión transmembrana (TMP) viene dada por la siguiente expresión:
: P_{TMP}={(P_f+ P_c)\over 2}-P_p
donde P <sub>TMP</sub> es la presión transmembrana [kPa], P <sub>f</sub> la presión de entrada de la corriente de alimentación [kPa]; P <sub>c</sub> la presión de la corriente de concentrado [kPa]; P <sub>p</sub> la presión si permea la corriente [kPa].
El rechazo (r) podría definirse como la cantidad de partículas que se han eliminado del agua de alimentación.
: r={(C_f-C_p)\over C_f} \cdot 100
Las correspondientes ecuaciones de balance de masa son:
: Q_f=Q_p+Q_c
: <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><msub><mi> <math>Q_f \cdot C_f=Q_p \cdot C_p + Q_c \cdot C_c</math> </mi><mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mi> <math>Q_f \cdot C_f=Q_p \cdot C_p + Q_c \cdot C_c</math> </mi></mrow></msub><mo> <math>Q_f \cdot C_f=Q_p \cdot C_p + Q_c \cdot C_c</math> </mo><msub><mi> <math>Q_f \cdot C_f=Q_p \cdot C_p + Q_c \cdot C_c</math> </mi><mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mi> <math>Q_f \cdot C_f=Q_p \cdot C_p + Q_c \cdot C_c</math> </mi></mrow></msub><mo> <math>Q_f \cdot C_f=Q_p \cdot C_p + Q_c \cdot C_c</math> </mo><msub><mi> <math>Q_f \cdot C_f=Q_p \cdot C_p + Q_c \cdot C_c</math> </mi><mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mi> <math>Q_f \cdot C_f=Q_p \cdot C_p + Q_c \cdot C_c</math> </mi></mrow></msub><mo> <math>Q_f \cdot C_f=Q_p \cdot C_p + Q_c \cdot C_c</math> </mo><msub><mi> <math>Q_f \cdot C_f=Q_p \cdot C_p + Q_c \cdot C_c</math> </mi><mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mi> <math>Q_f \cdot C_f=Q_p \cdot C_p + Q_c \cdot C_c</math> </mi></mrow></msub><mo> <math>Q_f \cdot C_f=Q_p \cdot C_p + Q_c \cdot C_c</math> </mo><msub><mi> <math>Q_f \cdot C_f=Q_p \cdot C_p + Q_c \cdot C_c</math> </mi><mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mi> <math>Q_f \cdot C_f=Q_p \cdot C_p + Q_c \cdot C_c</math> </mi></mrow></msub><mo> <math>Q_f \cdot C_f=Q_p \cdot C_p + Q_c \cdot C_c</math> </mo><msub><mi> <math>Q_f \cdot C_f=Q_p \cdot C_p + Q_c \cdot C_c</math> </mi><mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mi> <math>Q_f \cdot C_f=Q_p \cdot C_p + Q_c \cdot C_c</math> </mi></mrow></msub></mstyle></mrow> </math><math>Q_f \cdot C_f=Q_p \cdot C_p + Q_c \cdot C_c</math> Q_f \cdot C_f=Q_p \cdot C_p + Q_c \cdot C_c <math>Q_f \cdot C_f=Q_p \cdot C_p + Q_c \cdot C_c</math> </img> <span></span>
Para controlar el funcionamiento de un proceso de membrana, se pueden usar dos modos, con respecto al flujo y al TMP (presión de membrana trans). Estos modos son: (1) TMP constante y (2) flujo constante.
Los modos de operación se verán afectados cuando los materiales y partículas rechazados en el retenido tienden a acumularse en la membrana. En un TMP dado, el flujo de agua a través de la membrana disminuirá y, a un flujo dado, el TMP aumentará, reduciendo la permeabilidad (k). Este fenómeno se conoce como '''ensuciamiento''' y es la principal limitación para la operación del proceso de membrana.
[[File:Constant_TMP_and_constant_Flux.jpg| Operaciones constantes de TMP y flujo constante. ]]
=== Modos de operación de punto muerto y flujo cruzado ===
Se pueden utilizar dos modos de operación para membranas. Estos modos son:
* '''Filtración sin salida''' donde toda la alimentación aplicada a la membrana pasa a través de ella, obteniendo un permeado. Como no hay flujo de concentrado, todas las partículas se retienen en la membrana. El agua cruda de alimentación se usa a veces para eliminar el material acumulado de la superficie de la membrana. <ref>Metcalf and Eddy (2004) Wastewater Engineering, Treatment and Reuse, McGraw-Hill Book Company, New York. Fourth Edition.</ref>
* '''Filtración de flujo cruzado''' donde el agua de alimentación se bombea con un flujo cruzado tangencial a la membrana y se obtienen concentrados y corrientes de permeado. Este modelo implica que para un flujo de agua de alimentación a través de la membrana, solo una fracción se convierte en producto permeado. Este parámetro se denomina "conversión" o "recuperación" (S). La recuperación se reducirá si el permeado se usa más para mantener la operación de los procesos, generalmente para la limpieza de la membrana.
::: <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mi> <math>S={Q_{permeate}\over Q_{feed}} = 1-{Q_{concentrate}\over Q_{feed}}</math> </mi><mo> <math>S={Q_{permeate}\over Q_{feed}} = 1-{Q_{concentrate}\over Q_{feed}}</math> </mo><mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mfrac><msub><mi> <math>S={Q_{permeate}\over Q_{feed}} = 1-{Q_{concentrate}\over Q_{feed}}</math> </mi><mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mi> <math>S={Q_{permeate}\over Q_{feed}} = 1-{Q_{concentrate}\over Q_{feed}}</math> </mi><mi> <math>S={Q_{permeate}\over Q_{feed}} = 1-{Q_{concentrate}\over Q_{feed}}</math> </mi><mi> <math>S={Q_{permeate}\over Q_{feed}} = 1-{Q_{concentrate}\over Q_{feed}}</math> </mi><mi> <math>S={Q_{permeate}\over Q_{feed}} = 1-{Q_{concentrate}\over Q_{feed}}</math> </mi><mi> <math>S={Q_{permeate}\over Q_{feed}} = 1-{Q_{concentrate}\over Q_{feed}}</math> </mi><mi> <math>S={Q_{permeate}\over Q_{feed}} = 1-{Q_{concentrate}\over Q_{feed}}</math> </mi><mi> <math>S={Q_{permeate}\over Q_{feed}} = 1-{Q_{concentrate}\over Q_{feed}}</math> </mi><mi> <math>S={Q_{permeate}\over Q_{feed}} = 1-{Q_{concentrate}\over Q_{feed}}</math> </mi></mrow></msub><msub><mi> <math>S={Q_{permeate}\over Q_{feed}} = 1-{Q_{concentrate}\over Q_{feed}}</math> </mi><mrow class="MJX-TeXAtom-ORD"><mi> <math>S={Q_{permeate}\over Q_{feed}} = 1-{Q_{concentrate}\over Q_{feed}}</math> </mi><mi> <math>S={Q_{permeate}\over Q_{feed}} = 1-{Q_{concentrate}\over Q_{feed}}</math> </mi><mi> <math>S={Q_{permeate}\over Q_{feed}} = 1-{Q_{concentrate}\over Q_{feed}}</math> </mi><mi> <math>S={Q_{permeate}\over Q_{feed}} = 1-{Q_{concentrate}\over Q_{feed}}</math> </mi></mrow></msub></mfrac></mrow><mo> <math>S={Q_{permeate}\over Q_{feed}} = 1-{Q_{concentrate}\over Q_{feed}}</math> </mo><mn> <math>S={Q_{permeate}\over Q_{feed}} = 1-{Q_{concentrate}\over Q_{feed}}</math> </mn><mo> <math>S={Q_{permeate}\over Q_{feed}} = 1-{Q_{concentrate}\over Q_{feed}}</math> 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: [[File:Cross-flow_dead-end.svg|sinmarco|675x675px| Proceso esquemático de filtración de flujo cruzado y sin salida ]]
La filtración conduce a un aumento de la resistencia contra el flujo. En el caso de un proceso de filtración sin salida, la resistencia aumenta según el grosor de la torta formada en la membrana. Como consecuencia, la permeabilidad (k) y el flujo disminuyen rápidamente, proporcionalmente a la concentración de sólidos [https://www.google.es/search?q=dead+end+cross+flow+filtration&newwindow=1&rlz=1C1WZPD_enES416ES416&espv=210&es_sm=93&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=iBzIUueAB-WR7AbRx4CIAg&ved=0CAkQ_AUoAQ&biw=1280&bih=684#facrc=_&imgdii=_&imgrc=jYwiDw7T-N5YjM%3A%3Bs21Xs2kVDROB2M%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.induceramic.com%252F_%252Frsrc%252F1313636320994%252Fporous-ceramics-application%252Ffiltration-separation-application%252FCross%252520filtration.jpg%253Fheight%253D219%2526width%253D400%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.induceramic.com%252Fporous-ceramics-application%252Ffiltration-separation-application%3B397%3B219] y, por lo tanto, requieren una limpieza periódica.
Para procesos de flujo cruzado, la deposición de material continuará hasta que las fuerzas de la torta de unión a la membrana se equilibren por las fuerzas del fluido. En este punto, la filtración de flujo cruzado alcanzará una condición de estado estable [https://www.google.es/search?q=dead+end+cross+flow+filtration&newwindow=1&rlz=1C1WZPD_enES416ES416&espv=210&es_sm=93&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=iBzIUueAB-WR7AbRx4CIAg&ved=0CAkQ_AUoAQ&biw=1280&bih=684#facrc=_&imgdii=_&imgrc=jYwiDw7T-N5YjM%3A%3Bs21Xs2kVDROB2M%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.induceramic.com%252F_%252Frsrc%252F1313636320994%252Fporous-ceramics-application%252Ffiltration-separation-application%252FCross%252520filtration.jpg%253Fheight%253D219%2526width%253D400%3Bhttp%253A%252F%252Fwww.induceramic.com%252Fporous-ceramics-application%252Ffiltration-separation-application%3B397%3B219] y, por lo tanto, el flujo permanecerá constante con el tiempo. Por lo tanto, esta configuración requerirá menos limpieza periódica.
== Abordaje ==
El ensuciamiento se puede definir como la deposición y acumulación potencial de los constituyentes en la corriente de alimentación en la membrana.
La incrustación puede tener lugar a través de una serie de mecanismos fisicoquímicos y biológicos que están relacionados con el aumento de la deposición de material sólido en la superficie de la membrana. Los principales mecanismos por los cuales puede ocurrir el ensuciamiento, son:
* '''Acumulación de los constituyentes''' del agua de alimentación en la membrana que causa una resistencia al flujo. Esta acumulación se puede dividir en diferentes tipos:
:::: '''Estrechamiento de poros''', que consiste en material sólido que se ha unido a la superficie interior de los poros.
:::: '''El bloqueo de los poros se''' produce cuando las partículas del agua de alimentación se atascan en los poros de la membrana.
:::: '''La formación de la capa de gel / torta''' tiene lugar cuando la materia sólida en la alimentación es más grande que el tamaño de los poros de la membrana.
* Formación de precipitados químicos conocidos como '''''escalado.'''''
* La colonización de la membrana o la '''[[bioincrustación]]''' ocurre cuando los microorganismos crecen en la superficie de la membrana.
=== Control de incrustaciones y mitigación. ===
Dado que el ensuciamiento es una consideración importante en el diseño y la operación de los sistemas de membrana, ya que afecta las necesidades de tratamiento previo, los requisitos de limpieza, las condiciones de operación, el costo y el rendimiento, debe evitarse y, si es necesario, eliminarse. La optimización de las condiciones de operación es importante para prevenir ensuciamiento. Sin embargo, si el ensuciamiento ya ha tenido lugar, debe eliminarse mediante limpieza física o química.
'''Las''' técnicas de '''limpieza física''' de la membrana incluyen la relajación de la membrana y el lavado a contracorriente de la membrana.
:::* '''El lavado''' o '''lavado''' '''a contracorriente''' consiste en bombear el permeado en dirección inversa a través de la membrana. El lavado a contracorriente elimina con éxito la mayoría de las incrustaciones reversibles causadas por el bloqueo de los poros. El lavado a contracorriente también se puede mejorar al expulsar aire a través de la membrana. <ref>{{Cita publicación|título=dual functional filtration/aeration membrane bioreactor for domestic wastewater treatment|apellidos=Sun, Y|apellidos2=Huang, X.|publicación=Proceedings of Water Environment- Membrane Technology|apellidos3=Chen, E|apellidos4=Wen, X.|año=2004}}</ref> El contralavado aumenta los costos operativos, ya que se requiere energía para lograr una presión adecuada para la reversión del flujo de permeado.
:::* '''La relajación de la membrana''' consiste en pausar la filtración durante un período de tiempo, y por lo tanto, no hay necesidad de una inversión de flujo permeado. La relajación permite mantener la filtración durante un período de tiempo más prolongado antes de la limpieza química de la membrana.
:::* '''Pulsaciones de''' retroceso '''pulsaciones de''' alta frecuencia que producen una eliminación eficiente de la capa de suciedad. Este método es el más comúnmente usado para membranas cerámicas [https://web.archive.org/web/20150405235934/http://www.liqtech.com/default.asp?page=tekst.asp&id=235&fader=181]
::: Estudios recientes han evaluado combinar la relajación y el lavado a contracorriente para obtener resultados óptimos. <ref>{{Cita publicación|título=High rate sulfate reduction in a submerged anaerobic membrane bioreactor (sambar) at high salinity|apellidos=Vallero, M.V.G., Lettinga, G. and Lens, P.N.L|publicación=Journal of Membrane Science|volumen=253|número=1–2|páginas=217–232|doi=10.1016/j.memsci.2004.12.032|año=2005}}</ref> <ref>{{Cita publicación|título=Characteristics of microfiltration membranes in a membrane coupled sequencing batch reactor system|apellidos=I.-J. Kang|apellidos2=C.-H. Lee|publicación=Water Res.|volumen=37|número=5|páginas=1192–1197|doi=10.1016/s0043-1354(02)00534-1|apellidos3=K.-J. Kim|año=2003}}.</ref>
'''Limpieza química''' . La eficacia de la relajación y el lavado a contracorriente disminuirán con el tiempo de operación a medida que se acumulen más incrustaciones irreversibles en la superficie de la membrana. Por lo tanto, además de la limpieza física, también puede recomendarse la limpieza química. Incluyen:
:::* Lavado de '''retorno químico mejorado''', es decir, se agrega una baja concentración de agente de limpieza químico durante el período de lavado de retorno.
:::* '''Limpieza química''', donde los principales productos de limpieza son hipoclorito de sodio (para incrustaciones orgánicas) y ácido cítrico (para incrustaciones inorgánicas). Sin embargo, debe señalarse que cada proveedor de membranas propone sus propias recetas de limpieza química, que difieren principalmente en términos de concentración y métodos. <ref>{{Cita publicación|título=Childress, The operator's perspective|apellidos=P. Le-Clech, A. Fane, G. Leslie, A|publicación=Filt. Sep|volumen=42|número=5|páginas=20–23|doi=10.1016/S0015-1882(05)70556-5|año=2005}}</ref>
'''Optimizando la condición de operación''' . Se pueden llevar a cabo varios mecanismos para optimizar las condiciones de operación de la membrana para evitar el ensuciamiento, por ejemplo:
:::* '''Reducción del flujo''' . El flujo siempre reduce las incrustaciones, pero obviamente afecta el costo de capital, ya que exige más área de membrana. Consiste en trabajar a un flujo sostenible que puede definirse como el flujo por el cual el TMP aumenta gradualmente a una velocidad aceptable, de modo que no es necesario realizar una limpieza química.
:::* Utilizando '''filtración de flujo cruzado en''' lugar de callejón sin salida. En la filtración de flujo cruzado, solo se deposita una capa delgada sobre la membrana, ya que no todas las partículas se retienen en la membrana, pero el concentrado las elimina.
:::* '''El tratamiento previo del agua de alimentación''' se utiliza para reducir los sólidos suspendidos y el contenido bacteriano del agua de alimentación. También se utilizan floculantes y coagulantes, como el cloruro férrico y el sulfato de aluminio que, una vez disueltos en el agua, adsorben materiales como sólidos suspendidos, coloides y orgánicos solubles. <ref>{{Cita publicación|título=Fouling in membrane bioreactors used in wastewater treatment|apellidos=Pierre Le-Clech|apellidos2=Vicki Chen|publicación=Journal of Membrane Science|volumen=284|número=1–2|páginas=17–53|doi=10.1016/j.memsci.2006.08.019|apellidos3=Tony A.G. Fane|año=2006}}</ref> Se han introducido modelos numéricos mutifísicos para optimizar los fenómenos de transporte <ref>{{Cita publicación|url=http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0376738814006425|título=Transport modeling of convection-enhanced hollow fiber membrane bioreactors for therapeutic applications|apellidos=De Napoli|nombre=Ilaria E.|apellidos2=Zanetti|nombre2=Elisabetta M.|publicación=Journal of Membrane Science|volumen=471|páginas=347–361|doi=10.1016/j.memsci.2014.08.026|apellidos3=Fragomeni|nombre3=Gionata|apellidos4=Giuzio|nombre4=Ermenegildo|apellidos5=Audenino|nombre5=Alberto L.|apellidos6=Catapano|nombre6=Gerardo|año=2014}}</ref>
== Aplicaciones ==
Las características distintivas de las membranas son responsables del interés en usarlas como una [[Operación unitaria|unidad de operación]] adicional para los procesos de separación en procesos fluidos. Algunas ventajas señaladas incluyen: <ref name="Improvement Economics Program">{{Cita libro|url=http://www.slideshare.net/intratec/membranes-on-polyolefins-plants-vent-recovery|título=Membranes on Polyolefins Plants Vent Recovery, Improvement Economics Program|editorial=Intratec|isbn=978-0615678917|fecha=2012}}</ref>
* Menos energía, ya que no requieren grandes cambios de fase.
* No exija adsorbentes o disolventes, que pueden ser costosos o difíciles de manejar
* Simplicidad y modularidad de los equipos, que facilita la incorporación de membranas más eficientes.
Las membranas se utilizan con la presión como procesos de conducción en la filtración de membrana de los solutos y en [[Ósmosis inversa|la ósmosis inversa]] . En [[diálisis]] y [[Pervaporación|pervaporación,]] el [[Potencial químico|potencial químico a lo]] largo de un gradiente de concentración es la fuerza impulsora. También pertracción como un proceso de extracción de la membrana asistida se basa en el gradiente de potencial químico.
Sin embargo, su abrumador éxito en los sistemas biológicos no se corresponde con su aplicación. <ref name="Chmiel2006">{{Cita libro|apellidos=Chmiel|nombre=Horst|título=Bioprozesstechnik : Einführung in die Bioverfahrenstechnik|año=2006|editorial=Elsevier, Spektrum Akad. Verl.|ubicación=München|isbn=978-3827416070|página=279|edición=2nd}}</ref> Las principales razones de esto se nombran.
* Ensuciamiento - la disminución de la función con el uso
* [[Coste|Costo]] prohibitivo por área de membrana.
* Falta de materiales resistentes a los solventes.
* Ampliar los riesgos
== Referencias ==
{{Listaref}}
== Enlaces externos ==
* Grupo Tecnológico KLM. [http://www.klmtechgroup.com/PDF/EGD2/ENGINEERING_DESIGN_GUIDELINES_membrane_technology_rev_web.pdf ''Tecnología de membrana''] [http://www.klmtechgroup.com/PDF/EGD2/ENGINEERING_DESIGN_GUIDELINES_membrane_technology_rev_web.pdf]
== Bibliografía ==
* Metcalf y Eddy. ''Ingeniería de aguas residuales, tratamiento y reutilización'' . McGraw-Hill Book Company, Nueva York. Cuarta edición, 2004.
* Paula van den Brink, Frank Vergeldt, Henk Van As, Arie Zwijnenburg, Hardy Temmink, Mark CMvan Loosdrecht . "Potencial de limpieza mecánica de membranas de un biorreactor de membrana". ''Diario de la ciencia de la membrana'' . '''429''', 2013. 259-267.
* Simon Judd. ''The Memrabne Bioreactor Book: Principios y aplicaciones de los biorreactores de membrana para el tratamiento de agua y aguas residuales'' . Elsevier, 2010.
[[Categoría:Tecnología de Membranas]]
[[Categoría:Tratamiento de aguas]]
[[Categoría:Suministro de agua de edificios]]
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