Autopsia de Membrana

Se realiza una prueba de burbuja para determinar la integridad mecánica de la membrana. Mientras la membrana está completamente sumergida en agua, 3-5 psi de presión de aire es introducido en el tubo de permeado. El elemento es entonces monitoreado para detectar burbujas de aire que escapan, lo cual indicaría un daño mecánico de la membrana.

Revisión del contenedor de envío de los daños causados ​​durante el envío. Examinación de la construcción externa del elemento, incluida la cubierta de fibra de vidrio, los ATD’s y el sello de la salmuera, por daños causados ​​durante el funcionamiento y/o transporte. Inspección de los extremos de alimentación y concentrado del elemento antes y después de la remoción de los ATD’s. Revisión individual de cada hoja de la membrana para evidenciar de defectos de canales, incrustaciones, embolsado, delaminación y/o fabricación.  Examinación del espaciador de permeado de la membrana (Tricot).

Las muestras recogidas de la superficie de la membrana son probadas en cuanto a su solubilidad en soluciones concentradas de ácido y cáustica. El residuo LOI, que es la parte inorgánica del ensuciante una vez los compuestos orgánicos han sido volatilizados, es también probado en cuanto a la solubilidad en soluciones de ácido concentrado y cáustica. Se puede recopilar información sobre la naturaleza del ensuciante basada en su solubilidad o dispersabilidad en diferentes productos químicos, y el color resultante de la solución. La efervescencia en presencia de ácido indica habitualmente la presencia de sales de carbonato tal como carbonato de calcio.

La prueba de celda es realizada para determinar el desempeno de la membrana. Muestras de la membrana son recogidas del elemento y son probadas usando las condiciones de ensayo que son especificadas por el fabricante. Las mediciones de rechazo de sales y flux se comparan con las especificaciones del fabricante y con los datos de prueba en húmedo cuando están disponibles.

En esta pruaba, se aplica una solución de colorante de rodamina bajo presión al lado de alimentación de la hoja de la membrana. Si la membrana está dañada, el color del tinte penetrará al lado del permeado de la membrana. El patrón de penetración del colorante puede ser usado para determinar si la naturaleza del daño de la membrana es química o mecánica.

Esta prueba se realiza para determinar si la superficie de la membrana ha sido oxidada por un halógeno, tal como Cloro o Bromo. Es un procedimiento estándar realizar una prueba de Fujiwara en una membrana que falla en la prueba de teñido o que muestra otras indicaciones de daño microestructural.

La densidad superficial del ensuciante es utilizado para cuantificar el grado de ensuciamiento y/o incrustación en la superficie de la membrana mediante el calculo de la proporción de masa del ensuciante sobre la superficie desde la que fue recogida. El cálculo se efectúa sobre el ensuciante después de la recolección, y de nuevo después de la deshidratación a 105 °C.n at 105°C.

Se realiza una prueba de Pérdida en Ignición (LOI) para determinar el contenido orgánico/inorgánico del foulant. Los porcentajes de humedad, orgánicos e inorgánicos son calculados entonces sobre la base de la pérdida de masa.

Esta prueba se realiza para determinar la presencia de ácidos húmicos y fúlvicos en el ensuciante de la membrana. Los ácidos húmicos y fúlvicos se producen a partir de la biodegredación de la materia vegetal y, cuando están presentes en el agua, pueden ensuciar la membrana. La contaminación de la membrana es añadida a una solución de alto pH para disolver cualquier material orgánico que esté presente y se filtra para eliminar cualquier materia insoluble. A continuación se baja el pH del filtrado para precipitar los orgánicos disueltos. Las sustancias orgánicas solubles e insolubles se identifican en función del color.

Las pruebas de resistencia a la tracción y elongación se realizan en membranas de fibra hueca para determinar su resistencia y ductilidad.

La prueba del ángulo de contacto es usada para determinar la hidrofobicidad de una membrana. Los ángulos de contacto más altos están directamente correlacionados con una superficie más hidrófoba. Las membranas son menos propensas al ensuciamiento biológico y tienen mejor productividad cuando son menos hidrófobas. Ciertas ensuciantes pueden hacer que la superficie de la membrana sea más hidrófoba.

El análisis por Microscopía de Escaneo Electrónico (SEM) es usada para determinar la topografía y la morfología de una muestra. El SEM muestra imágenes tridimensionales muy detalladas con una ampliación mucho mayor que un microscopio óptico.

El análisis de Espectroscopia de Dispersión de Energía (EDS) se realiza generalmente junto con la microscopía electrónica para identificar y cuantificar la composición elemental de una muestra de la superficie. La muestra de material es bombardeado con electrones de un SEM el cual produce rayos X. Los rayos X producidos son a continuación medidos mediante un espectrómetro de dispersión de rayos X. Cada elemento químico tiene su propia longitud de onda característica por la cual puede ser identificado.

Autopsia de Membrana – Mapeo Elemental Prismático^® (PED)   

El Mapeo Elemental Prismático^® (PED) utiliza un microscopio electrónico de barrido (SEM) y un detector de espectrometría de rayos X de dispersión de energía (EDS) para identificar elementos químicos individuales incrustados en las membranas.

PED es el resultado de rayos X que son liberados de elementos cuando son bombardeados por un haz de electrones de la SEM, produciendo imágenes de datos de alta resolución mapeadas. Cada imagen es entonces codificada por colores creando un mapa visual de los elementos inorgánicos.  El proceso permite una identificación más fácil de los contaminantes de membrana a través de un procedimiento visual de aislamiento elemental.

Superimposed Elemental Imaging – SEI^® Autopsia de Membranas 

Nuestros servicios de imágenes lo ayudarán a identificar la naturaleza exacta de los ensuciantes en sus membranas, asi que podemos suministrarle recomendaciones para una prevención y limpieza efectivas.

La Superposición Elemental de Imágenes – SEI® es un análisis basado en el espectro de excitación de rayos X correspondiente a imágenes por capas que muestran la composición de especificas partículas inorgánicas.

El uso de esta técnica para autopsias de membrana fue desarollada en 2009 por American Water Chemicals en combinación con el Mapeo Prismático Elemental® (PED)

Autopsia de Membranas – Microscopio Óptico

Los montajes vivos se llevan a cabo directamente sobre el ensuciante para identificar los tipos de microorganismos presentes y diferenciar entre suciedad biológica debida a bacterias, hongos o algas. Las pruebas de tinción de Gram son realizados en cultivos creados a partir de muestras del contaminante. Las muestras son secados con llama, teñidos y analizados bajo un microscopio óptico para determinar si las bacterias son Gram-positivas o Gram-negativas. Las bacterias Gram-negativas tienen una membrana externa que las hace más resistentes a los detergentes y biocidas.

Autopsia de Membrana – Prueba de Reacción de Actividad Biológica (BART)

Una prueba de reacción de actividad biológica, o BART, es un método eficaz para monitorear el tamaño de la población y la actividad de grupos específicos de bacterias. Una prueba de BART generalmente toma de 2 a 8 días de incubación a temperatura ambiente. El bio-detector BART aprovecha los intereses individuales de los microorganismos para revelar su identidad y población. Diversos microorganismos les gusta crecer en diversas alturas en una columna de agua a la cual se agregan nutrientes. Los organismos aerobios crecen alrededor de la bola y los organismos anaerobios crecerán profundamente en la columna de agua. Los resultados se determinan observando la tasa de cambio de color de la prueba, ya que los microorganismos en la parte inferior de la columna de agua consumen los nutrientes. Diferentes organismos son motivados a crecer con diferentes nutrientes en la parte inferior del tubo.

Se realizan pruebas de bacterias relacionadas con hierro (IRB), bacterias formadoras de limo, bacterias sulfato reductoras (SRB), bacterias aerobias heterotróficas (HAB) y bacterias desnitrificantes. Cuando las pruebas de BART se realizan en biofilm en lugar de muestras de agua, los recuentos de población se utilizan sólo comparativamente para determinar los tipos más dominantes de bacterias.

Autopsia de Membrana – XRD: Difracción de Rayos X

El análisis de Difracción de Rayos X (XRD) es una técnica utilizada para caracterizar la estructura cristalográfica y el tamaño de grano de una muestra. El material desconocido puede ser identificado por la comparación de su estructura cristalina con la de una establecida en la base de datos. XRD también puede ser utilizado para identificar la presencia de múltiples fases donde coexisten diferentes compuestos cristalinos.

Las técnicas de difracción de rayos X son técnicas analíticas no destructivas que revelan información sobre la estructura cristalina, composición química y propiedades físicas de materiales y películas delgadas. Estas técnicas se basan en la observación de la intensidad de un haz de rayos X golpeando una muestra en función del ángulo incidente y disperso, la polarización y la longitud de onda o la energía. La difusión de rayos X es diferente de la difracción de rayos X.

Autopsia de Membrana – FTIR: Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier 

En el proceso de autopsia de membrana, el FTIR es una poderosa herramienta para identificar tipos de enlaces químicos (grupos funcionales). La longitud de onda de luz absorbida es característica del enlace químico. El material probado puede ser identificado comparando su espectro con los espectros de compuestos documentados en la base de datos.

La espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) es usada para obtener un espectro infrarrojo de absorción, emisión, dispersión fotoconductora de un sólido, líquido o gas. Un espectrómetro FTIR recoge simultáneamente datos espectrales en un amplio rango espectral.