Cierre primero el balance de la membrana
Use masa por unidad de tiempo cuando la densidad cambie con la concentración. Para una alimentación F, permeado P y concentrado C, el balance total es F = P + C. Para un componente retenido, F·xF = P·xP + C·xC, donde x es su fracción másica medida en cada corriente. Si se conocen F y las tres composiciones, C se puede calcular como F·(xF − xP)/(xC − xP).
Esta ecuación solo describe el componente elegido. La UF puede retener sólidos y dejar pasar sales o compuestos orgánicos disueltos; entonces no corresponde usar sólidos totales como si todos fueran retenidos. Elija un trazador analítico apropiado, compruebe el cierre con muestras simultáneas y trate la desviación como incertidumbre o acumulación dentro del sistema.
- Medir caudal y densidad de cada corriente en el mismo periodo.
- Analizar sólidos suspendidos, disueltos y materia orgánica por separado.
- Incluir purgas, retrolavados y recirculaciones en el límite del balance.
Traduzca el concentrado a carga de evaporación
Si C alimenta el evaporador, plantee otro balance: C = V + R, con V vapor o condensado y R producto residual. Para un soluto no volátil, C·xC = V·xV + R·xR. Solo si xV es despreciable puede aproximarse R = C·xC/xR. La evaporación requerida será V = C − R; compare esta masa con el escenario sin preconcentración al mismo objetivo xR.
La reducción de alimentación no equivale automáticamente a la misma reducción de consumo energético. Importan temperatura de entrada, elevación del punto de ebullición, recuperación térmica, limpieza, tiempo de operación y tecnología del evaporador. El informe de verificación de un evaporador MVR de la EPA ilustra por qué deben medirse las corrientes y revisar el cierre del balance bajo operación real.
- Declarar el objetivo final de concentración y la calidad del condensado.
- Calcular la carga de vapor por campaña y el máximo horario.
- Solicitar al fabricante límites de viscosidad, incrustación y sólidos admisibles.
Compruebe el destino del permeado
El agua separada por UF no desaparece del proyecto. Puede requerir tratamiento adicional, reutilización condicionada o gestión. Si contiene sales y DQO soluble, su calidad puede impedir el destino previsto. El ahorro global solo existe si el esquema maneja las tres salidas —permeado de membrana, condensado de evaporación y concentrado final— de forma aceptable.
Ensaye el sistema con alimentación variable y evalúe ensuciamiento, recuperación de flujo y calidad de permeado. Una preconcentración que reduzca la carga térmica pero cause limpiezas frecuentes o concentrado imposible de bombear puede empeorar el coste total.