ES2673945A2

ES2673945A2 - Sistema y método para el tratamiento de agua

Info

Publication number: ES2673945A2
Application number: ES201790032A
Authority: ES
Inventors: Benaya HOZ
Original assignee: Israel Aerospace Industries Ltd
Current assignee: Israel Aerospace Industries Ltd
Priority date: 2015-03-04
Filing date: 2016-03-03
Publication date: 2018-06-26
Anticipated expiration: 2036-03-03
Also published as: WO2016139672A1; US10214430B2; IL254014A0; MX2017011254A; SG11201706954WA; US10435306B2; US20190144302A1; US20160257576A1; ES2673945R1; WO2016139672A4; ES2673945B2; PE20180148A1; IL254014B; CL2017002217A1

Abstract

Un método de tratamiento de líquido en una planta de tratamiento de líquido que comprende al menos un módulo de tratamiento de líquido que emplea al menos una de membranas de ósmosis inversa y de nanofiltración, en el que el al menos un módulo tiene una entrada de líquido, una salida de permeado y una salida de salmuera, en el que el método comprende: (a) suministrar el líquido a tratar al módulo de tratamiento de líquido a través de la entrada de líquido; (b) proporcionar al menos una parte del líquido de la salida de salmuera nuevamente hacia la entrada de líquido; (c) monitorizar la presión del líquido dentro del al menos un módulo de tratamiento de líquido; y (d) al detectar que la presión del líquido excede un umbral de presión de líquido predeterminado, cerrar la circulación del líquido de la salida de salmuera nuevamente a la entrada de líquido para reducir la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido y realizar simultáneamente al menos una de las siguientes: (i) reducir la presión del líquido en la salida de salmuera hasta un nivel superior a la presión atmosférica que excede la presión osmótica del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido; (ii) aumentar la entrada de líquido en la entrada de líquido mediante el uso de un volumen de líquido designado en momentos distintos a cuando se excede e inmediatamente después de esto; (iii) equilibrar las presiones del líquido entre una presión del líquido dentro del al menos un módulo de tratamiento de líquido y dentro de un tanque de alimentación de líquido; y (iv) proporcionar un pasaje de líquido de flujo de retorno que reduce la presión desde la entrada de líquido del al menos un módulo de tratamiento de líquido que evita a bomba de aumento de presión de líquido corriente arriba de la entrada de líquido.

Description

SISTEMA Y MÉTODO PARA EL TRATAMIENTO DE AGUA

5 CAMPO TECNOLÓGICO

La presente solicitud se refiere a sistemas y métodos para el tratamiento de agua, en particular, los métodos permiten el funcionamiento continuo de una planta de tratamiento.

10 ANTECEDENTES EN LA TÉCNICA

En la técnica se conocen procesos de desalinización y/o procesos de tratamiento, y se configuran para recibir agua de alimentación y, después de un tratamiento adecuado, producir una primera corriente de agua "producida" (usualmente, agua limpia/dulce) también

15 conocida como permeado, y una segunda corriente de salmuera (usualmente, agua muy salada).

Se concibieron sistemas y métodos diferentes para aumentar el rendimiento de dichos procesos de tratamiento, que incluyen membranas más sofisticadas, disposiciones de

20 recirculación del agua, etc.

A continuación se proporcionan algunos ejemplos:

US 7.628.921 describe un aparato para la desalinización en circuito cerrado

25 secuencial consecutiva de una solución de agua y sal mediante ósmosis inversa con al menos un circuito y un único contenedor (eN), en el que el circuito incluye al menos un módulo RO (M 1) conectado en paralelo;

US 7.695.614 describe un aparato para la desalinización secuencial consecutiva continua en circuito cerrado de una solución de agua y sal mediante ósmosis inversa que 30 comprende un sistema de circuitos cerrado que comprende uno o más módulos de desalinización con sus entradas y salidas respectivas conectadas en paralelo mediante tuberías de conducción, en el que cada uno de los módulos de desalinización comprenden uno o más elementos de membrana, un dispositivo de presurización para crear una contra presión que permita la desalinización mediante ósmosis inversa y el remplazo del 35 permeado liberado por agua dulce, un sistema de circulación para recircular la solución

desalinizada a través de los módulos de desalinización, un sistema de tuberías de conducción para recolectar el permeado de los módulos de desalinización, un sistema de tuberías de conducción para retirar el efluente de salmuera, un sistema de válvulas para permitir la descarga periódica de la salmuera desde el circuito cerrado sin detener la

5 desalinización, y sistemas de monitorización y control para permitir que la desalinización continua en circuito cerrado de la recuperación deseada se lleve a cabo en etapas secuenciales consecutivas en condiciones de presión constante o variable;

US2008/217222 describe un aparato unitario modular para la separación continua de partículas suspendidas de los fluidos o las soluciones de suministro mediante un proceso 10 secuencial consecutivo en circuito cerrado que comprende , un sistema de circuito cerrado que comprende módulos de filtro y membrana de flujo transversal con sus entradas y salidas respectivas conectadas en paralelo con cada uno de los módulos que comprenden un elemento de filtro y membrana de flujo transversal dentro de un alojamiento, un sistema de circulación que permite la recirculación del fluido o la solución de suministro a través de la 15 membrana, un sistema de tuberías de conducción para suministrar dicho suministro limpio al circuito cerrado, un sistema de tuberías de conducción para recolectar el permeado de los módulos de membrana, un sistema de tuberías de conducción para retirar los fluidos o las soluciones con partículas suspendidas concentradas del circuito cerrado, dos sistemas de válvulas para permitir la conexión o desconexión de dicha tubería de suministro de

20 alimentación fresca al circuito cerrado, y para permitir la descarga periódica de la solución suspendida del circuito cerrado sin detener la filtración, y sistemas de monitorización y control; y

US 8.025.804 describe un aparato para la desalinización secuencial consecutiva continua en circuito cerrado de una solución de agua y sal mediante ósmosis inversa que 25 comprende un sistema de circuito cerrado que comprende uno o más módulos de desalinización con sus entradas y salidas respectivas conectadas en paralelo mediante tuberías de conducción, en el que cada uno de los módulos de desalinización comprenden uno o más elementos de membrana, un dispositivo de presurización para crear una contra presión que permita la desalinización mediante ósmosis inversa y el remplazo del 30 permeado liberado por agua dulce, un sistema de circulación para recircular la solución desalinizada a través de los módulos de desalinización, un sistema de tuberías de conducción para recolectar el permeado de los módulos de desalinización, un sistema de tuberías de conducción para retirar el efluente de salmuera, un sistema de válvulas para permitir la descarga periódica de la salmuera desde el circuito cerrado sin detener la 35 desalinización, y sistemas de monitorización y control para permitir que la desalinización

continua en circuito cerrado de la recuperación deseada se lleve a cabo en etapas secuenciales consecutivas en condiciones de presión constante o variable.

El reconocimiento de las referencias que anteceden no debe interpretarse como que estas 5 son de algún modo pertinentes para la patentabilidad de la materia descrita en la presente.

DESCRIPCiÓN GENERAL

La presente invención busca proporcionar métodos y sistemas de tratamiento de agua

10 mejorados. Por lo tanto, de acuerdo con una realización de la presente invención, se proporciona un método de tratamiento de líquido que incluye suministrar el líquido a tratar al menos a un módulo de tratamiento de líquido que emplea al menos una de membranas de ósmosis inversa y membranas de nanofiltración, en el que el al menos un módulo tiene una entrada de líquido, una salida de permeado y una salida de salmuera, monitorizar la presión

15 del líquido dentro del al menos un módulo de tratamiento de líquido y después de que exceda un umbral de presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido, que representa el exceso de un umbral de salinidad en el líquido en este , reducir la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido al llevar a cabo al menos una de las siguientes funciones: abrir una válvula de reducción de presión de líquido en la salida

20 de salmuera, reduciendo de ese modo la presión del líquido en la salida de salmuera hasta un nivel superior a la presión atmosférica que excede la presión osmótica del líquida en el al menos un módulo de tratamiento de líquido, aumentar un salida de volumen de líquido de una bomba de circulación que retira la salmuera del al menos un módulo de tratamiento de líquido y suministra el líquido a la entrada de agua a partir de un salida de volumen de

25 líquido en momentos distintos a cuando se excede e inmediatamente después de esto, equilibrar las presiones del líquido entre una presión del líquido dentro del al menos un módulo de tratamiento de líquido y dentro de un tanque de alimentación de líquido, y abrir una válvula de reducción de presión de líquido en la entrada de líquido, proporcionando de ese modo un pasaje de líquido de flujo de retorno que reduce la presión desde la entrada de

30 líquido del al menos un módulo de tratamiento de líquido que evita una bomba de aumento de presión de líquido corriente arriba de la entrada de líquido.

De acuerdo con una realización de la presente invención, después de que se exceda un umbral de presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido, que

35 representa el exceso de un umbral de salinidad en el líquido en este, se reduce la presión

del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido al llevar a cabo al menos dos de las siguientes funciones: abrir una válvula de reducción de presión de líquido en la salida de salmuera, reduciendo de ese modo la presión del líquido en la salida de salmuera hasta un nivel superior a la presión atmosférica que excede la presión osmótica del líquido en el al 5 menos un módulo de tratamiento de líquido, aumentar un salida de volumen de líquido de una bomba de circulación que retira la salmuera del al menos un módulo de tratamiento de líquido y suministra el líquido a la entrada de agua a partir de un salida de volumen de líquido en momentos distintos a cuando se excede e inmediatamente después de esto, equilibrar las presiones del líquido entre una presión del líquido dentro del al menos un

10 módulo de tratamiento y dentro de un tanque de alimentación de líquido, y abrir una válvula de reducción de presión de líquido en la entrada de líquido, proporcionando de ese modo un pasaje de líquido de flujo de retorno que reduce la presión desde la entrada de líquido del al menos un módulo de tratamiento de líquida que evita una bomba de aumento de presión de líquido corriente arriba de la entrada de líquido.

15 De acuerdo con una realización de la presente invención, después de que se exceda un umbral de presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido, que representa el exceso de un umbral de salinidad en el líquido en este, se reduce la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido al llevar a cabo al menos tres

20 de las siguientes funciones: abrir una válvula de reducción de presión de líquido en la salida de salmuera, reduciendo de ese modo la presión del líquido en la salida de salmuera hasta un nivel superior a la presión atmosférica que excede la presión osmótica del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido, aumentar un salida de volumen de líquido de una bomba de circulación que retira la salmuera del al menos un módulo de tratamiento de

25 líquido y suministra el líquido a la entrada de agua a partir de un salida de volumen de líquido en momentos distintos a cuando se excede e inmediatamente después de esto, equilibrar las presiones del líquido entre una presión del líquido dentro del al menos un módulo de tratamiento de líquido y dentro de un tanque de alimentación de líquido, y abrir una válvula de reducción de presión de líquido en la entrada de líquido, proporcionando de

30 ese modo un pasaje de líquido de flujo de retorno que reduce la presión desde la entrada de líquido del al menos un módulo de tratamiento de líquido que evita una bomba de aumento de presión de líquido corriente arriba de la entrada de líquido.

De acuerdo con una realización de la presente invención, después de que se exceda un 35 umbral de presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido, que

representa el exceso de un umbral de salinidad en el líquido en este, se reduce la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido al llevar a cabo todas las siguientes funciones: abrir una válvula de reducción de presión de líquido en la salida de salmuera, reduciendo de ese modo la presión del líquido en la salida de salmuera hasta un 5 nivel superior a la presión atmosférica que excede la presión osmótica del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido, aumentar un salida de volumen de líquido de una bomba de circulación que retira la salmuera del al menos un módulo de tratamiento de líquido y suministra el líquido a la entrada de agua a partir de un salida de volumen de líquido en momentos distintos a cuando se excede e inmediatamente después de esto, 10 equilibrar las presiones del líquido entre una presión del líquido dentro del al menos un módulo de tratamiento de líquido y dentro de un tanque de alimentación de líquido, y abrir una válvula de reducción de presión de líquido en la entrada de líquido, proporcionando de ese modo un pasaje de líquida de flujo de retorno que reduce la presión desde la entrada de líquido del al menos un módulo de tratamiento de líquido que evita una bomba de aumento

15 de presión de líquido corriente arriba de la entrada de líquido.

De acuerdo con otra realización de la presente invención, también se proporciona un método de tratamiento de líquido que incluye: suministrar al menos un módulo de tratamiento de agua que incluye al menos una membrana y tiene una entrada de agua de 20 alimentación en un lado de alimentación de la al menos una membrana, una salida de permeado en un lado de permeado de la al menos una membrana y una salida de salmuera en un lado de salmuera de la al menos una membrana, presurizar el agua de alimentación suministrada a la entrada de agua de alimentación mediante el empleo de una bomba que normalmente mantiene un volumen de agua de alimentación de salida fijo, 25 independientemente de las variaciones en la presión del agua en una salida de esta, en el que el consumo de energía de la bomba depende de las variaciones en la presión del agua en la salida, monitorizar la presión del agua en la salida de la bomba y, cuando se alcanza un umbral de presión alta predeterminado en la salida de la bomba , realizar cambios inmediatamente en el suministro de agua al módulo, para provocar de ese modo la

30 disminución inmediata de la presión del agua en la salida de la bomba, hasta una presión inferior a la presión osmótica en el lado de alimentación de una parte pero no de todo el módulo, reduciendo de ese modo inmediatamente el consumo de energía de la bomba, proporcionando de ese modo un ahorro de los costes totales de energía por unidad de agua tratada.

De acuerdo con aun otra realización de la presente invención, se proporciona un método para el tratamiento de líquido en al menos un módulo de tratamiento de líquido que incluye al menos una bomba de alta presión y una bomba de circulación, en el que el método incluye, después de que se alcanza un umbral operativo que representa el exceso de un 5 umbral de salinidad en el al menos un módulo de tratamiento de líquido, realizar lo siguiente: retirar la salmuera del al menos un módulo de tratamiento de líquido y reducir, a una velocidad mejorada, la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido mediante al menos una de las siguientes: abrir una válvula de reducción de presión corriente abajo de la bomba de alta presión , aumentar el salida de volumen de la bomba de 10 circulación a partir de su salida de volumen cuando funciona como una bomba de circulación de concentrado hasta un salida de volumen mayor cuando funciona como una bomba de agua de alimentación, y pasar el líquido desde corriente abajo de la bomba de alimentación de alta presión hacia corriente arriba de la bomba de alimentación de alta presión, el pasaje del líquido desde corriente abajo de la bomba de alimentación de alta presión hacia corriente

15 arriba de la bomba de alimentación de alta presión incluye pasar el líquido a través de un restrictor de flujo dispuesto en paralelo con respecto a la bomba de alimentación de alta presión.

De acuerdo con una realización de la presente invención, la presión del líquido en el al

20 menos un módulo de tratamiento de líquido se reduce a una velocidad mejorada mediante al menos dos de las siguientes: abrir una válvula de reducción de presión corriente abajo de la bomba de alta presión, aumentar el salida de volumen de la bomba de circulación a partir de su salida de volumen cuando funciona como una bomba de circulación de concentrado hasta un salida de volumen mayor cuando funciona como una bomba de agua de

25 alimentación, y pasar el líquido desde corriente abajo de la bomba de alimentación de alta presión hacia corriente arriba de la bomba de alimentación de alta presión. De manera alternativa, la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido se reduce a una velocidad mejorada mediante todas las siguientes: abrir una válvula de reducción de presión corriente abajo de la bomba de alta presión, aumentar el salida de

30 volumen de la bomba de circulación a partir de su salida de volumen cuando funciona como una bomba de circulación de concentrado hasta un salida de volumen mayor cuando funciona como una bomba de agua de alimentación, y pasar el líquido desde corriente abajo de la bomba de alimentación de alta presión hacia corriente arriba de la bomba de alimentación de alta presión, el módulo de tratamiento de líquido es un módulo de

35 tratamiento de agua que incluye al menos una de al menos una membrana de ósmosis inversa y al menos una membrana de nanofiltración y es operativo para el tratamiento de al menos una de agua de mar, agua salobre yagua residual.

De acuerdo con otra realización de la presente invención, incluso se proporciona además un

5 sistema de tratamiento de agua que incluye: al menos un módulo de tratamiento de líquido operativo para recibir agua de alimentación en una entrada de agua de este y para separar el agua de alimentación en permeado y concentrado, en el que el permeado constituye el agua tratada, el al menos un módulo de tratamiento de líquido tiene una salida de salmuera para liberar el concentrado cuya salinidad es tal que se excede un umbral operativo del

10 sistema, una válvula de reducción de presión de líquido en la salida de salmuera , una bomba de alta presión, que funciona para presurizar el líquido a tratar recibido en una entrada de alimentación de líquido y para proporcionar salida de agua de alimentación presurizada a al menos un módulo de tratamiento de líquida, un sensor de caudal de agua de alimentación ubicado corriente arriba de la bomba de alta presión y que proporciona una

15 salida de caudal de agua de alimentación, un controlador de bomba que recibe el salida de caudal de agua de alimentación y controla el funcionamiento de la bomba de alta presión , un sensor de presión de líquido para proporcionar una indicación de salida de la presión de líquido en al menos una de una entrada a al menos un módulo de tratamiento de líquido, una salida del al menos un módulo de tratamiento de líquido y dentro del al menos un

20 módulo de tratamiento de líquido, una bomba de circulación que retira la salmuera del al menos un módulo de tratamiento de líquida y suministra líquida a la entrada de agua, un tanque de alimentación de líquido, un controlador de sistema que recibe al menos la indicación de salida de la presión del líquido dentro del al menos un módulo de tratamiento de líquido, en el que el controlador de sistema es operativo, después de que se exceda un

25 umbral de la presión de líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido, que representa el exceso de un umbral de salinidad en el líquido en este, reducir la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido al realizar al menos una de las siguientes funciones: abrir una válvula de reducción de presión de líquido en la salida de salmuera, reduciendo de ese modo la presión del líquido en la salida de salmuera hasta un

30 nivel superior a la presión atmosférica que excede la presión osmótica del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido, aumentar un salida de volumen de líquido de una bomba de circulación que retira la salmuera del al menos un módulo de tratamiento de líquido y suministra el líquido a la entrada de agua a partir de un salida de volumen de líquido en momentos distintos a cuando se excede e inmediatamente después de esto,

35 equilibrar las presiones del líquido entre una presión del líquido dentro del al menos un módulo de tratamiento y dentro de un tanque de alimentación de líquido, y abrir una válvula de reducción de presión de líquido en la entrada de líquido, proporcionando de ese modo un pasaje de líquido de flujo de retorno que reduce la presión desde la entrada de líquido del al menos un módulo de tratamiento de líquido que evita una bomba de aumento de presión de

5 líquido corriente arriba de la entrada de líquido.

De acuerdo con una realización de la presente invención, el controlador de sistema es operativo, después de que se exceda un umbral de presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido, que representa el exceso de un umbral de salinidad en el 10 líquido en este, para reducir la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido al llevar a cabo al menos dos de las siguientes funciones: abrir la válvula de reducción de presión de líquido en la salida de salmuera, reduciendo de ese modo la presión del líquida en la salida de salmuera hasta un nivel superior a la presión atmosférica que excede la presión osmótica del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido, 15 aumentar un salida de volumen de líquido de la bomba de circulación que retira la salmuera del al menos un módulo de tratamiento de líquido y suministra el líquido a la entrada de agua a partir de un salida de volumen de líquido en momentos distintos a cuando se excede e inmediatamente después de esto, equilibrar las presiones del líquido entre una presión del líquido dentro del al menos un módulo de tratamiento de líquido y dentro del tanque de

20 alimentación de líquido, y abrir una válvula de reducción de presión de líquido en la entrada de líquida, proporcionando de ese modo un pasaje de líquida de flujo de retorno que reduce la presión desde la entrada de líquido del al menos un módulo de tratamiento de líquido que evita a bomba de alta presión corriente arriba de la entrada de líquido.

25 De manera alternativa, el controlador de sistema es operativo, después de que se exceda un umbral de presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido, que representa el exceso de un umbral de salinidad en el líquido en este, para reducir la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido al llevar a cabo al menos tres de las siguientes funciones: abrir la válvula de reducción de presión de líquido en la salida

30 de salmuera, reduciendo de ese modo la presión del líquido en la salida de salmuera hasta un nivel superior a la presión atmosférica que excede la presión osmótica del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido, aumentar un salida de volumen de líquido de la bomba de circulación que retira la salmuera del al menos un módulo de tratamiento de líquido y suministra el líquido a la entrada de agua a partir de un salida de volumen de

35 líquido en momentos distintos a cuando se excede e inmediatamente después de esto, equilibrar las presiones del líquido entre una presión del líquido dentro del al menos un módulo de tratamiento de líquido y dentro del tanque de alimentación de líquido, y abrir una válvula de reducción de presión de líquido en la entrada de líquido, proporcionando de ese modo un pasaje de líquido de flujo de retorno que reduce la presión desde la entrada de

5 líquido del al menos un módulo de tratamiento de líquido que evita a bomba de alta presión corriente arriba de la entrada de líquido.

En otra realización alternativa, el controlador de sistema es operativo, después de que se exceda un umbral de presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido, 10 que representa el exceso de un umbral de salinidad en el líquido en este, para reducir la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido allievar a cabo todas las siguientes funciones: abrir la válvula de reducción de presión de líquido en la salida de salmuera, reduciendo de ese modo la presión del líquida en la salida de salmuera hasta un nivel superior a la presión atmosférica que excede la presión osmótica del líquido en el al 15 menos un módulo de tratamiento de líquido, aumentar un salida de volumen de líquido de la bomba de circulación que retira la salmuera del al menos un módulo de tratamiento de líquido y suministra el líquido a la entrada de agua a partir de un salida de volumen de líquido en momentos distintos a cuando se excede e inmediatamente después de esto, equilibrar las presiones del líquido entre una presión del líquido dentro del al menos un

20 módulo de tratamiento de líquido y dentro del tanque de alimentación de líquido, y abrir una válvula de reducción de presión de líquida en la entrada de líquida, proporcionando de ese modo un pasaje de líquido de flujo de retorno que reduce la presión desde la entrada de líquido del al menos un módulo de tratamiento de líquido que evita a bomba de alta presión corriente arriba de la entrada de líquido.

25 De acuerdo con incluso otra realización de la presente invención, aun se proporciona un sistema de tratamiento de agua que incluye al menos un módulo de tratamiento de agua que incluye al menos una membrana y que tiene una entrada de agua de alimentación en un lado de alimentación de la al menos una membrana, una salida de permeado en un lado de

30 permeado de la al menos una membrana y una salida de salmuera en un lado de salmuera de la al menos una membrana, una bomba de alta presión, que normalmente mantiene un volumen de agua de alimentación de salida fijo independientemente de las variaciones en la presión del agua en una salida de esta, un controlador de sistema que recibe al menos la indicación de salida de la presión del líquido dentro del al menos un módulo de tratamiento

35 de líquido, en el que el controlador de sistema es operativo, después de que se exceda un

umbral de la presión de líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido, que representa el exceso de un umbral de salinidad en el líquido en este, para reducir la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido al realizar al menos una de las siguientes funciones: presurizar el agua de alimentación suministrada a la entrada de 5 agua de alimentación mediante el empleo de la bomba de alta presión, en el que el consumo de energía de la bomba depende de las variaciones en la presión del agua en la salida, monitorizar la presión del agua en la salida de la bomba y, cuando se alcanza un umbral de presión alta predeterminado en la salida de la bomba, realizar cambios inmediatamente en el suministro de agua a al menos un módulo de tratamiento de líquido, para provocar de ese

lo mado la disminución inmediata de la presión del agua en la salida de la bomba de alta presión, hasta una presión inferior a la presión osmótica en el lado de alimentación de una parte pero no de todo el al menos un módulo de tratamiento de líquido, reduciendo de ese modo inmediatamente el consumo de energía de la bomba de alta presión, proporcionando de ese modo un ahorro de los costes totales de energía por unidad de agua tratada.

15 De acuerdo con incluso otra realización de la presente invención, aun se proporciona un sistema de tratamiento de agua que incluye al menos un módulo de tratamiento de agua que incluye al menos una membrana y que tiene una entrada de agua de alimentación en un lado de alimentación de la al menos una membrana, una salida de permeado en un lado de

20 permeado de la al menos una membrana y una salida de salmuera en un lado de salmuera de la al menos una membrana, una bomba de alta presión, que normalmente mantiene un volumen de agua de alimentación de salida fijo independientemente de las variaciones en la presión del agua en una salida de esta, una válvula de reducción de presión corriente abajo de la bomba de alimentación de alta presión, una bomba de circulación, un controlador de

25 sistema que recibe al menos la indicación de salida de la presión del líquido dentro del al menos un módulo de tratamiento de líquido, en el que el controlador de sistema es operativo, después de que se exceda un umbral de la presión de líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido, que representa el exceso de un umbral de salinidad en el líquido en este, para reducir la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento

30 de líquido al realizar al menos una de las siguientes funciones: después de que se produzca un umbral operativo que representa el exceso de un umbral de salinidad en el al menos un módulo de tratamiento de líquido, realizar lo siguiente: retirar la salmuera del al menos un módulo de tratamiento de líquido y reducir, a una velocidad mejorada, la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido mediante al menos una de las

35 siguientes: abrir la válvula de reducción de presión corriente abajo de la bomba de alimentación de alta presión , aumentar el salida de volumen de la bomba de circulación a partir de su salida de volumen cuando funciona como una bomba de circulación de concentrado hasta un salida de volumen mayor cuando funciona como una bomba de agua de alimentación, y pasar el líquido desde corriente abajo de la bomba de alimentación de alta presión hacia corriente arriba de la bomba de alimentación de alta presión, el sistema de tratamiento de agua también incluye un restrictor de flujo dispuesto en paralelo con respecto a la bomba de alimentación de alta presión y el pasaje del líquido desde corriente abajo de la bomba de alimentación de alta presión hacia corriente arriba de la bomba de alimentación de alta presión incluye pasar el líquido a través del restrictor de flujo.

De acuerdo con una realización de la presente invención. la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido se reduce a una velocidad mejorada mediante al menos dos de las siguientes: abrir la válvula de reducción de presión corriente abajo de la bomba de alimentación de alta presión, aumentar el salida de volumen de la bomba de circulación a partir de su salida de volumen cuando funciona como una bomba de circulación de concentrado hasta un salida de volumen mayor cuando funciona como una bomba de agua de alimentación, y pasar el líquido desde corriente abajo de la bomba de alimentación de alta presión hacia corriente arriba de la bomba de alimentación de alta presión. De manera alternativa, la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido se reduce a una velocidad mejorada mediante al menos tres de las siguientes: abrir la válvula de reducción de presión corriente abajo de la bomba de alimentación de alta presión , aumentar el salida de volumen de la bomba de circulación a partir de su salida de volumen cuando funciona como una bomba de circulación de concentrado hasta un salida de volumen mayor cuando funciona como una bomba de agua de alimentación, y pasar el líquido desde corriente abajo de la bomba de alimentación de alta presión hacia corriente arriba de la bomba de alimentación de alta presión.

BREVE DESCRIPCiÓN DE LOS DIBUJOS

A los efectos de comprender mejor la materia que se describe en la presente y de ejemplificar cómo puede llevarse a cabo en la práctica, a continuación se describen realizaciones únicamente a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es una ilustración simplificada de un sistema para el tratamiento de agua construido y operativo de acuerdo con una realización de la presente invención;

Las Figuras 2A y 2B son ilustraciones simplificadas de ejemplos de variaciones periódicas en la presión de agua de alimentación y la presión osmótica en realizaciones del sistema de la Figura 1, en las que cada una muestra una diferencia con respecto a la técnica previa;

Las Figuras 3A, 3B, 3e y 3D son ilustraciones simplificadas de flujos de líquido en el sistema de la Figura 1 en diversas etapas en la variación periódica en la presión de agua de alimentación y la presión osmótica que se muestra en la Figura 2A de acuerdo con una realización de la presente invención;

Las Figuras 4A, 4B, 4C y 4D son ilustraciones simplificadas de flujos de líquida en el sistema de la Figura 1 en diversas etapas en la variación periódica en la presión de agua de alimentación y la presión osmótica que se muestra en la Figura 2A de acuerdo con otra realización de la presente invención;

Las Figuras 5A, 5B Y se son ilustraciones simplificadas de flujos de líquido en el sistema de la Figura 1 en diversas etapas en la variación periódica en la presión de agua de alimentación y la presión osmótica que se muestra en la Figura 2A de acuerdo con incluso otra realización de la presente invención;

Las Figuras SA, 6B, 6e y 6D son ilustraciones simplificadas de flujos de líquido en el sistema de la Figura 1 en diversas etapas en la variación periódica en la presión de agua de alimentación y la presión osmótica que se muestra en la Figura 28 de acuerdo con aun otra realización de la presente invención;

Las Figuras 7A, 7B, 7e y 7D son ilustraciones simplificadas de flujos de líquido en el sistema de la Figura 1 en diversas etapas en la variación periódica en la presión de agua de alimentación y la presión osmótica que se muestra en la Figura 28 de acuerdo con una realización adicional de la presente invención;

Las Figuras 8A, 8B, 8e y 8D son ilustraciones simplificadas de flujos de líquido en el sistema de la Figura 1 en diversas etapas en la variación periódica en la presión de agua de

alimentación y la presión osmótica que se muestra en la Figura 28 de acuerdo con incluso una realización adicional de la presente invención;

Las Figuras 9A, 9B, 9C y 90 son ilustraciones simplificadas de flujos de líquido en el

5 sistema de la Figura 1 en diversas etapas en la variación periódica en la presión de agua de alimentación y la presión osmótica que se muestra en la Figura 2A de acuerdo con aun una realización adicional de la presente invención;

Las Fíguras 10A, 10B, 10C y 100 son ilustraciones simplificadas de flujos de líquido en el

10 sistema de la Figura 1 en diversas etapas en la variación periódica en la presión de agua de alimentación y la presión osmótica que se muestra en la Figura 2A de acuerdo con una realización alternativa de la presente invención; y

Las Figuras 11A, 11B, 11C y 110 son ilustraciones simplificadas de flujos de líquido en el

15 sistema de la Figura 1 en diversas etapas en la variación periódica en la presión de agua de alimentación y la presión osmótica que se muestra en la Figura 28 de acuerdo con una realización adicional de la presente invención.

DESCRIPCiÓN DETALLADA DE REALIZACIONES

20 A continuación se hace referencia a la Figura 1, que es una ilustración simplificada de un sistema de tratamiento de líquido construido y operativo de acuerdo con una realización de la presente invención, y a las Figuras 2A y 28, que son ilustraciones de líneas del tiempo simplificadas de ejemplos del funcionamiento del sistema de la Figura 1, en el que se

25 desaliniza agua de mar.

El sistema de tratamiento de líquido de la Figura 1 comprende al menos un módulo de tratamiento de líquido, el módulo de tratamiento de agua 100comprende membranas de ósmosis inversa y/o membranas de nanofiltración. El sistema de la Figura 1 es operativo

30 para el tratamiento del líquido a tratar, tal como agua de alimentación que puede ser, por ejemplo, agua de mar, agua salobre o agua residual.

El módulo de tratamiento de agua 100 se describe en la solicitud de patente estadounidense

n.o 13/603.028 del solicitante, presentada el4 de septiembre de 2012 con el título: SISTEMA 35 Y MÉTODO PARA LA DESALlNIZACIÓN DE AGUA (SYSTEM AND METHOD FOR DESALlNATION OF WATER], Y publicada como solicitud de patente estadounidense publicada n.o 2014/0061129 el 6 de marzo de 2014, cuya descripción se incorpora a la presente por referencia. La Figura 2A en la solicitud de patente estadounidense n.o 13/603.028 ilustra un módulo de tratamiento de agua, que en la presente se designa con el

5 número de referencia 100.

A los efectos de la descripción que sigue, se emplearán las siguientes definiciones: agua de alimentación -agua a tratar mediante el sistema, tal como solución salina, agua de mar, agua salobre o agua residual;

10 agua de alimentación mixta -agua suministrada al módulo de tratamiento de agua 100, que puede incluir agua de alimentación yagua que se trató previamente en el módulo de tratamiento de agua 100 y se vuelve a suministrar al módulo de tratamiento de agua para tratamiento adicional; agua de lado de alimentación de módulo -agua en un lado de alimentación, que se

15 diferencia de un lado de permeado, del módulo 100. La salinidad del agua de lado de alimentación de módulo aumenta a medida que el agua de lado de alimentación de módulo pasa a través del módulo, a partir de una salinidad inicial, que representa la salinidad del agua de alimentación mixta, hasta una salinidad concentrada, que representa la salinidad de la salida de concentrado en una salida del lado de alimentación , que se diferencia del lado

20 de permeado, del módulo 100.

Una característica inherente de los módulos de tratamiento de agua 100 es que la presión osmótica en el lado de alimentación de estos aumenta con el transcurso del tiempo a medida que aumenta la salinidad en el lado de alimentación hasta determinado momento en

25 el que se reduce la salinidad en el lado de alimentación, lo que reduce la presión osmótica. Tal como se describe a continuación en la presente, la salinidad del agua de alimentación mixta en el lado de alimentación se reduce mediante el suministro de agua de alimentación sola en lugar de una mezcla de agua de alimentación y concentrado recirculado.

30 Un aumento en la presión osmótica requiere un aumento correspondiente en la presión de agua en el lado de alimentación del módulo 100 para mantener la producción de permeado. Este aumento se proporciona automáticamente mediante una bomba de alta presión 102, operativa para presurizar el líquido a tratar hasta presiones típicas de aproximadamente 15 bar para agua salobre y hasta aproximadamente 70 bar para agua de mar.

La bomba de alta presión 102 puede ser cualquier tipo adecuado de bomba, tal como una bomba de desplazamiento positivo. Un ejemplo de una bomba de desplazamiento positivo es una bomba de alta presión Danfoss APP 21-43, comercialmente disponible de Danfoss NS Nordborgvej 81 , 6430 Nordborg, Dinamarca. La bomba de alta presión 102 es

5 controlada por la salida de un sensor de caudal de agua de alimentación 104 corriente arriba de la bomba 102, que es recibida por un controlador de bomba 106, por ejemplo, un controlador ABB ACS800-U1 , comercialmente disponible de ABB Inc. MS 3L7 29801 Euclid Ave, Wickliffe, OH 44092-2530, EUA.

10 Se proporciona un sensor de presión de agua de alimentación mixta 108 en el lado de alimentación del módulo 100. Un gráfico típico de la presión de agua de alimentación mixta, según se mide mediante el sensor de presión 108 en función del tiempo y con respecto a la presión osmótica en el lado de alimentación del módulo 100, aparece en una parte ampliada de la Figura 1 y en las Figuras 2A y 2B. De manera alternativa o adicional, puede

15 proporcionarse un sensor de presión de agua en una ubicación adecuada dentro del módulo 100 o en una salida del módulo para medir la presión del liquido que fluye a través de esta. La variación de la presión de agua de alimentación en función del tiempo usualmente tiene una periodicidad de unos pocos minutos, usualmente entre 3 -30 minutos en la desalinización de agua de mar y posiblemente mayor en la desalinización de agua salobre.

20 Tal como se observa en la Figura 1, el módulo de tratamiento de agua incluye múltiples recipientes a presión 110 dispuestos en paralelo. Cada recipiente a presión 110 incluye, por ejemplo, múltiples elementos de membrana 112, usualmente una cantidad de ocho, de los que solo cuatro se muestran en el dibujo a los efectos de la brevedad. Los recipientes a presión 110 se encuentran comercialmente disponibles de varios proveedores, por ejemplo,

25 BEL Composite Industries Ud, Industrial Zone, Kiryat Yehudit, P.O.B. 4, 84100 Beer Sheva, Israel, y los elementos de membrana 112 se encuentran comercialmente disponibles de varios proveedores, por ejemplo, LG NanoH20, 750 Lairport Street, El Segundo, CA 90245. El líquido a tratar se suministra en una entrada de alimentación de líquido y se presuriza mediante una bomba de alta presión 102, operativa para presurizar el líquido a tratar hasta

30 presiones típicas de aproximadamente 15 bar para agua salobre y hasta aproximadamente 70 bar para agua de mar. El líquido a tratar, al que se hace referencia en adelante en la presente como agua de alimentación, donde la definición de «agua de alimentacióm) comprende, entre otras cosas, solución salina, agua salobre, agua de mar yagua residual, se suministra mediante un

35 colector de alimentación 114 a los recipientes a presión paralelos 110. El agua tratada, a la que se hace referencia en adelante en la presente como «permeado», donde la definición de «permeado» comprende, entre otras cosas, «agua producida)), de cada uno de los recipientes a presión 110, se suministra mediante un colector de permeado 116 a una salida de permeado 118.

El concentrado de cada uno de los recipientes a presión 110 se suministra mediante un colector de concentrado 120 a un conducto de recirculación 122, que dirige el concentrado nuevamente hacia el colector de alimentación 114, corriente abajo de la bomba 102, mediante una válvula de control de recirculación 124 mediante el empleo de una bomba de circulación 126. Se proporciona un sensor de presión de concentrado 128, un sensor de conductividad de concentrado 129 y un sensor de caudal de concentrado 130 corriente abajo del colector de concentrado 120.

El concentrado desde el módulo 100 también puede proporcionarse desde los recipientes a presión 110 mediante el colector de concentrado 120 hacia una salida de salmuera 132 mediante una válvula de control de salida de salmuera 134 para el lavado. En la presente, el concentrado que sale del módulo 100 y no se recircula se denomina salmuera, la salinidad de la salmuera que se lava es mayor que la salinidad del concentrado que se recircula mediante el conducto 122.

En algunas realizaciones de la presente invención, la salmuera de cada uno de los recipientes a presión 110 puede suministrarse desde el colector de concentrado 120 mediante un conducto de remplazo de salmuera auxiliar 136, un conducto de alimentación de tanque auxiliar 138 y una válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140 a un tanque de agua de alimentación auxiliar 142, la salinidad de la salmuera suministrada al tanque de agua de alimentación auxiliar 142 excede la salinidad del concentrado que se recircula mediante el conducto 122.

Se observa que, tal como se describe en la presente más adelante, la decisión de recircular el líquido como concentrado o de lavar el líquido como salmuera puede producirse en función de la salinidad del líquido, en función de la presión del líquido, en función de una tasa de la acumulación de contaminantes en los elementos de membrana, un valor nominal de eficiencia energética de sistema o puede basarse en un cronograma predeterminado o cualquier otro método adecuado. De manera adicional o alternativa, la selección del umbral

puede ser predeterminada a un umbral adecuado que impedirá o minimizará la precipitación de contaminantes en los elementos de membrana 112 en el módulo 100.

Durante el lavado de la salmuera, la válvula de control de recirculación 124 está cerrada. El

5 tanque de agua de alimentación auxiliar 142 se llena, antes de la apertura de la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, con agua de alimentación mediante una bomba de agua de alimentación auxiliar 144. La salmuera conducida por la bomba de circulación 126 conduce el agua de alimentación desde el tanque de agua de alimentación auxiliar 142 hasta el colector de alimentación 114 mediante un conducto de agua de

10 alimentación auxiliar 146 y una válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148. Un sensor de flujo de agua auxiliar 150 se proporciona corriente arriba del tanque de agua de alimentación auxiliar 142. Después del remplazo completo de la salmuera por agua de alimentación en el módulo 100, se abre la válvula de control de recirculación 124 y se cierra la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140 y la válvula de control de agua de

15 alimentación auxiliar 148. Luego, la bomba de agua de alimentación auxiliar 144 llena el tanque de agua de alimentación auxiliar 142 con agua de alimentación, lo que conduce la salmuera hacia una salida de salmuera auxiliar 152 mediante una válvula de control de tanque de salida de salmuera auxiliar 154.

20 Se observa que, de manera alternativa, pueden obviarse los elementos 136 -154.

En algunas realizaciones de la presente invención, la presión de agua en el lado de alimentación del módulo 100 puede reducirse rápidamente en momentos deseados haciendo funcionar una válvula de control de conducto de reciclaje 156 para redirigir el agua

25 de alimentación desde corriente abajo de la bomba de alimentación de alta presión 102 hacia corriente arriba de la bomba 102 a través de un conducto 158 y a través de un restrictor de flujo 160, que limita la reducción de presión a una presión superior a la presión atmosférica, en el que dicha presión excede la presión osmótica del agua de alimentación en el lado de alimentación del módulo 100.

De acuerdo con una realización de la presente invención, se proporciona un controlador de gestión de presión de alimentación (FPM, por sus siglas en inglés) 162, que controla el funcionamiento de la bomba de alimentación de alta presión 102, la bomba de circulación 126, la bomba de agua de alimentación auxiliar 144, la válvula de control de recirculación 35 124, la válvula de control de recirculación de salida de salmuera 134, la válvula de control de

remplazo de salmuera auxiliar 140, la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148, la válvula de control de tanque de salida de salmuera auxiliar 154, y la válvula de control de conducto de reciclaje 156 para ajustar la presión a la cual se produce la desalinización en el al menos un módulo de tratamiento de agua.

5 Tal como se observa en las Figuras 2A y 2B, que se describirán detalladamente a continuación, y que se refieren a ejemplos en los que se desaliniza agua de mar, las variaciones periódicas en la presión de agua de alimentación durante el tratamiento de agua corresponden a variaciones periódicas en la presión osmótica, que corresponde a la

10 salinidad del agua de alimentación suministrada al módulo 100, tal como puede medirse mediante un sensor de conductividad (no se muestra) usualmente corriente abajo del sensor de presión 108.

El control de la variación de la presión de agua de alimentación puede lograrse de varias

15 maneras, tales como de acuerdo al caudal medido por el sensor de flujo 104 y, de manera alternativa o adicional, de acuerdo con la salinidad del agua que se suministra al lado de alimentación del módulo 100, que puede incluir el agua de alimentación recibida desde la bomba 102, el agua recirculada recibida desde el conducto de recirculación 122, el agua de alimentación auxiliar recibida mediante el conducto auxiliar 146 y combinaciones de estos.

20 De manera alternativa, la presión de alimentación puede variarse de acuerdo con un cronograma predeterminado. Como alternativa adicional , la presión de alimentación deseada puede alcanzarse mediante el empleo del conducto de reciclaje 158 con o sin el restrictor de flujo 160. Pueden emplearse otras metodologías alternativas para el control de la variación de la presión de alimentación.

25 El controlador de FPM 162 es operativo para abrir y cerrar periódicamente la válvula de control de recirculación 124, la válvula de control de salida de salmuera 134, la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148, la válvula de control de tanque de salida de salmuera auxiliar 154 y la válvula

30 de control de conducto de reciclaje 156 de acuerdo con un cronograma predeterminado o, de manera alternativa, por ejemplo, en respuesta a la salinidad detectada del concentrado, por ejemplo, por medio de una salida del sensor 129, o el exceso de un umbral de presión de alimentación máximo predeterminado, por ejemplo, por una salida del sensor 108 o del sensor 128.

El controlador de FPM 162 también es operativo para activar periódicamente la bomba de agua de alimentación auxiliar 144 y también puede ser operativo para cambiar el caudal de la bomba de circulación 126. Pueden emplearse otros algoritmos alternativos para controlar la apertura y el cierre de la válvula de control de recirculación 124, la válvula de control de

5 salida de salmuera 134, la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148, la válvula de control de tanque de salida de salmuera auxiliar 154 y la válvula de control de conducto de reciclaje 156, y para controlar el funcionamiento de la bomba de alimentación de alta presión 102, la bomba de circulación 126 y la bomba de agua de alimentación auxiliar 144.

10 En algunas realizaciones de la invención, una vez que aumenta la concentración de concentrado hasta un nivel predeterminado para el cual se considera que el tratamiento de agua continuo no es practicable , el controlador de FPM 162 abre la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140 y permite que la salmuera fluya desde el colector de

15 concentrado 120, mediante el conducto de remplazo de salmuera auxiliar 136 y el conducto de agua de alimentación de tanque auxiliar 138, hacia el tanque de agua de alimentación auxiliar 142. En algunas realizaciones de la invención, el controlador de FPM 162 también cierra la válvula de control de recirculación 124 aproximadamente al mismo tiempo. El volumen de salmuera que fluye hacia afuera del sistema puede medirse mediante el sensor

20 de caudal de concentrado 130. El agua de alimentación que se encuentra en el tanque de agua de alimentación auxiliar 142 es conducida por la bomba de circulación 126 para que flu ya mediante el conducto de agua de alimentación auxiliar 146 y la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148 hacia el colector de alimentación 114. El agua de alimentación, con una salinidad significativamente menor que la de la salmuera, entra al

25 módulo 100.

A continuación se describen diversas metodologías para garantizar que la presión de agua de alimentación es superior a la presión atmosférica y superior a la presión osmótica del agua de alimentación en el lado de alimentación del módulo 100 en todo momento, con 30 referencia a las Figuras 2A y 28 Y las Figuras 3A -11 D. Garantizar que la presión de agua de alimentación permanece superior a la presión atmosférica y superior a la presión osmótica del agua de alimentación en el lado de alimentación del módulo 100 impide el sobreimpulso de la presión de alimentación cuando el agua de alimentación de la bomba de alimentación de alta presión 102 entra al módulo 100, dicho sobreimpulso de produce

35 comúnmente en los sistemas de la técnica previa.

Se observa que el término «sobreimpulso», tal como se usa en la presente, se refiere a hacer funcionar la bomba de alimentación de alta presión 1 02 a una presión excesivamente alta con relación a la presión osmótica del agua de alimentación , lo que usualmente se 5 produce cuando el controlador provoca que el sistema suministre agua de alimentación, como desde el tanque de agua de alimentación auxiliar 142, en lugar de concentrado recirculado a los módulos 1 00, sin modificar la presión del agua de alimentación suministrada mediante la bomba de alimentación de alta presión 102. El funcionamiento de la bomba de alimentación de alta presión 102 a una presión excesivamente alta con relación

1 O a la presión osmótica del agua de alimentación aumenta la energía necesaria para hacer funcionar el sistema.

En la siguiente descripción, se observará que los valores de presión proporcionados para las diversas realizaciones que se describen a continuación y se muestran en las Figuras 2A y

15 28 son valores asociados a la desalinización de agua de mar mediante membrana. Se aplicarán valores de presión diferentes a la desalinización de agua salobre y otros tipos de agua de alimentación.

Durante el funcionamiento normal en estado estacionario del sistema, antes del inicio de un

20 proceso periódico para remplazar el concentrado en el módulo de tratamiento de agua 100 con agua de alimentación, la válvula de control de salida de salmuera 134, la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148, la válvula de control de tanque de salida de salmuera auxiliar 154 y la válvula de control de conducto de reciclaje 156 están todas cerradas y la válvula de control de

25 recirculación 124 está abierta.

Durante el funcionamiento normal en estado estacionario, el concentrado del colector de concentrado 120 se dirige nuevamente hacia la entrada del colector de alimentación 114 mediante el conducto de recirculación 122 y la válvula de control de recirculación 124, tal 30 como se muestra en la Figura 1 por medio de una flecha con la etiqueta CONCENTRADO, que representa el flujo de recirculación en el conducto de recirculación 122. En el colector de alimentación 114, el concentrado se mezcla con agua de alimentación, tal como se muestra en la Figura 1 por medio de una flecha con la etiqueta MIXTO, que representa el flujo mixto en el colector de alimentación 114, y el flujo mixto entra a los recipientes a presión 110 del 35 módulo 100 para el tratamiento. El flujo descrito anteriormente durante el funcionamiento

normal en estado estacionario se representa mediante líneas negras continuas en las

Figuras 3A, 4A, SA, 6A, 7A, BA, 9A, 10A Y 11A.

La presión de alimentación aumenta gradualmente a medida que aumenta la salinidad del

5 agua mixta suministrada a los elementos de membrana 112. Una vez que la concentración de concentrado aumenta hasta un nivel predeterminado para el cual se considera que el tratamiento de agua continuo no es practicable, comienza el proceso periódico para remplazar el concentrado en el módulo de tratamiento de agua 100 con agua de alimentación. Las Figuras 3A -11 D ilustran diversas técnicas para remplazar el concentrado

10 en el módulo de tratamiento de agua 100 con agua de alimentación a una presión superior a la presión atmosférica, que excede la presión osmótica del agua de alimentación en el lado de alimentación del módulo 100 sin provocar sobreimpulso.

Usualmente, el nivel predeterminado de la concentración de concentrado que se considera

15 no practicable para continuar el tratamiento depende de una de varias consideraciones operativas, tales como la tasa de acumulación de contaminantes y la eficacia energética. A continuación se hace referencia a la Figura 2A, que ilustra las variaciones periódicas en la presión de agua de alimentación mixta, tal como se mide mediante el sensor de presión 108, y en la presión osmótica del agua de alimentación mixta, cuya existencia se estima en el

20 sensor de presión 108 cuando la bomba de circulación 126 funciona a una tasa de bombeo normal. La presión osmótica de agua de alimentación mixta estimada en el sensor de presión 108 depende generalmente de la salinidad del agua en el lado de alimentación de las membranas 112 en el módulo 100.

25 Las variaciones periódicas en la presión de agua de alimentación mixta durante el tratamiento de agua corresponden a las variaciones periódicas en la salinidad del agua de alimentación que entra al módulo 100, tal como puede medirse mediante el sensor de conductividad , usualmente ubicado corriente abajo del sensor de presión 108. El eje y representa la presión en la desalinización de agua de mar y el eje x representa el tiempo.

30 Las líneas verticales discontinuas «A» representan puntos en el tiempo en los que se alcanza un umbral , tal como un umbral de presión de agua de alimentación máximo.

Cuando se alcanza el umbral, los recipientes de presión 110 aún están llenos de concentrado, cuya concentración de sal continúa aumentando a medida que se mueve a

35 través del recipiente a presión. Por lo tanto, la presión osmótica del agua de alimentación mixta y la presión de agua de alimentación mixta continúan aumentando hasta que el agua de alimentación entra a los recipientes a presión 110 para remplazar el concentrado en estos. Usualmente, cuando se alcanza el umbral, el sistema comienza el proceso de lavado de salmuera.

En las Figuras 2A y 28, la línea de presión osmótica de agua de alimentación mixta 170 representa la presión osmótica estimada del agua de alimentación mixta. Por lo tanto, cuando el agua de alimentación de la bomba 102 se mezcla con el concentrado del conducto de recirculación 122, la presión osmótica mixta aumenta gradualmente, tal como 10 se observa en la pendiente gradual de la línea 170. Una vez que se alcanza un umbral , tal como un umbral de salinidad o un umbral de presión , el controlador 162 comienza el proceso de lavado. Durante el proceso de lavado, el concentrado no se recircula nuevamente hacia el colector de alimentación 114, por lo tanto, solo el agua de alimentación entra al colector de alimentación 114 y la presión osmótica mixta disminuye rápidamente, tal

15 como se muestra en la disminución pronunciada en la línea 170.

La línea 175 en la Figura 2A ilustra el comportamiento de la presión de agua de alimentación mixta en la técnica previa , representada por las enseñanzas de la patente estadounidense n.o 8.025.804. Tal como puede observarse, la línea de presión de agua de alimentación

20 mixta 175 comienza su caída (representada por la línea punteada a la derecha de la línea punteada A) solo después de que la presión osmótica ya haya caído por debajo de determinado umbral.

Por el contrario, la línea 180 ilustra la presión de agua de alimentación mixta de la presente

25 solicitud, que es controlada por el controlador de modo que se mantenga la presión de agua de alimentación mixta necesaria para el proceso de desalinización mediante ósmosis inversa no solo durante el aumento gradual de la presión de agua de alimentación mixta, cuando el concentrado se recircula nuevamente hacia el colector de alimentación 114, sino también cuando se lava la salmuera en los recipientes a presión 110 mediante la

30 alimentación de agua de alimentación sola sin concentrado recirculado.

Una de las ventajas de la presente disposición es la conservación de energía debido a que no se requiere que la bomba de alimentación continúe aumentando la presión (puede reducir la presión antes) -la bomba en la disposición de la presente solicitud comienza su 35 caída en la línea punteada A, considerablemente antes con respecto a la presión osmótica,

en comparación con la línea 175 de la técnica previa. La diferencia, representada por el área delimitada entre la línea 175 y la línea 180, ilustra el beneficio energético del funcionamiento a presiones más bajas para la desalinización de agua de mar, por lo tanto, ahorra energía. En ambas Figuras 2A y 28, la línea 190 ilustra la presión osmótica del agua de lado de

5 alimentación de módulo.

Tal como se describe adicionalmente a continuación, la Figura 28 es similar a la Figura 2A, con la excepción de que los valores se proporcionan para la realización en la que la bomba de circulación 126 funciona a una tasa de bombeo mayor que la normal , lo que genera un

10 flujo mayor.

A continuación se hace referencia a las Figuras 3A -3D, que son ilustraciones simplificadas de los flujos de agua en una primera realización del sistema de tratamiento de agua del tipo que se muestra en la Figura 1.

15 La Figura 3A muestra el flujo, durante el funcionamiento en estado estacionario normal del sistema, en color negro continuo.

La Figura 38 muestra, en líneas negras continuas, el flujo que se produce una vez que la

20 concentración de concentrado aumenta hasta un nivel predeterminado. En esta etapa, el controlador de FPM 162 abre la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, cierra la válvula de control de recirculación 124 y abre la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148. La salmuera del colector de concentrado 120 fluye a través del conducto de remplazo de salmuera auxiliar 136 y la válvula de control de remplazo de

25 salmuera auxiliar 140 mediante el conducto de alimentación de tanque auxiliar 138 hacia el tanque de agua de alimentación auxiliar 142. El tanque de agua de alimentación auxiliar 142 se llena con agua de alimentación antes de la apertura de la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, tal como se describe a continuación. La salmuera entra al tanque de agua de alimentación auxiliar 142 y conduce el agua de alimentación desde el tanque

30 142 hacia el colector de alimentación 114 mediante el conduelo de agua de alimentación auxiliar 146 y la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148. Se observa que el agua en el tanque de agua de alimentación auxiliar 142 puede mantenerse a la misma presión que la salmuera, tal como al mantener la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140 en un estado abierto a medida que la presión del agua

35 en el sistema aumenta gradualmente. De manera alternativa, el agua en el tanque de agua de alimentación auxiliar 142 puede mantenerse a una presión mucho menor que la presión de la salmuera pero superior a la presión atmosférica mediante el funcionamiento de la bomba de agua de alimentación auxiliar 144, tal como se describe a continuación.

Durante el lavado, el controlador de FPM 162 abre la válvula de control de conducto de reciclaje 156, lo que produce un flujo de agua desde una ubicación corriente abajo de la bomba 102 hacia una ubicación corriente arriba de la bomba 102, opcionalmente a través de un restrictor 160, lo que disminuye la presión de agua de alimentación en el colector 114 hasta una presión superior a la presión atmosférica, que supera la presión osmótica del agua de alimentación en el lado de alimentación del módulo 100.

El sensor de caudal de concentrado 130 mide el volumen acumulado de salmuera que fluye desde el colector de concentrado 120 y, por lo tanto, mide el volumen acumulado de agua de alimentación que entra al colector de alimentación 114 mediante el conducto de agua de alimentación auxiliar 146 y la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148, que remplaza la salmuera en el módulo 100.

Después del remplazo total de la salmuera con agua de alimentación en el módulo 100, el controlador de FPM 162 reabre la válvula de control de recirculación 124 y cierra la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148 y la válvula de control de conducto de reciclaje 156, proporcionando un flujo líquido, tal como se muestra en la Figura 3C, que puede ser idéntico al flujo líquido ilustrado en la Figura 3A, en la que el funcionamiento de la bomba de circulación 126 y de la bomba de alta presión 102 suministra agua de alimentación mixta al módulo 100.

Luego, el controlador de FPM 162 activa periódicamente la bomba de agua de alimentación auxiliar 144 y abre la válvula de control de tanque de salida de salmuera auxiliar 154 para lavar toda la salmuera del tanque de agua de alimentación auxiliar 142 a través de una salida de salmuera auxiliar 152 hacia una ubicación fuera del al menos un sistema de tratamiento de agua, y para llenar el tanque de alimentación auxiliar 142 con agua de alimentación para el remplazo futuro de la salmuera en el módulo 100. Este flujo se muestra en líneas negras continuas en la Figura 3D.

Después del remplazo total de la salmuera con agua de alimentación en el tanque de agua de alimentación auxiliar 142, tal como se mide mediante el sensor de flujo auxiliar 150, el controlador de FPM 162 cierra la válvula de control de tanque de salida de salmuera auxiliar 154 y termina el funcionamiento de la bomba de agua de alimentación auxiliar 144.

A continuación se hace referencia a las Figuras 4A -4D, que son ilustraciones simplificadas de los flujos de agua en una segunda realización del sistema de tratamiento de agua del tipo que se muestra en la Figura 1.

10 Antes del inicio de la retirada del concentrado del módulo 100, la válvula de control de salida de salmuera 134, la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148 y la válvula de control de conducto de reciclaje 156 están cerradas y la válvula de control de recirculación 124 está abierta. El concentrado del colector de concentrado 120 se dirige nuevamente hacia la entrada del colector de

15 alimentación 114 mediante el conducto de recirculación 122 y la válvula de control de recirculación 124, tal como se muestra por medio de una flecha con la etiqueta CONCENTRADO (Figura 1), que representa el flujo de recirculación en el conducto de recirculación 122. En el colector de alimentación 114, el concentrado se mezcla con el agua de alimentación, tal como se muestra por medio de una flecha con la etiqueta MIXTO

20 (Figura 1), que representa el flujo mixto en el colector de alimentación 114. Por lo tanto, un flujo mixto entra a los recipientes a presión 110 para tratamiento adicional. El flujo de agua para esta etapa se muestra en una línea negra continua en la Figura 4A.

Luego, la presión de alimentación aumenta gradualmente a medida que aumenta la 25 salinidad del agua mixta suministrada a los elementos de membrana 112, y el proceso de recirculación descrito anteriormente continúa.

Una vez que la concentración del concentrado alcanza un umbral, tal como un nivel de salinidad predeterminado para el cual el tratamiento de agua continuo no se considera

30 practicable, el controlador de FPM 162 abre la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, que se encuentra aproximadamente a presión atmosférica, lo que reduce la presión de agua dentro del módulo 100 hasta una presión entre la presión del concentrado en el módulo 100 y la presión de agua de alimentación en el tanque de alimentación auxiliar

142. 35

Inmediatamente después, el controlador de FPM 162 cierra la válvula de control de recirculación 124 y abre la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148. El agua de alimentación del tanque de alimentación auxiliar 142 fluye mediante el conducto de agua de alimentación auxiliar 146 y la válvula de control de agua de alimentación 148 hacia el

5 colector de alimentación 114, tal como se muestra en la Figura 48, suministrando de ese modo agua de alimentación al módulo 100 a una presión superior a la presión osmótica del agua de alimentación y levemente mayor que la presión necesaria para que se produzca la ósmosis inversa.

10 El sensor de caudal de concentrado 130 mide el volumen acumulado de salmuera que fluye desde el colector de concentrado 120 y, por lo tanto, mide el volumen acumulado de agua de alimentación que entra al colector de alimentación 114 mediante el conducto de agua de alimentación auxiliar 146 y la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148, que remplaza la salmuera en el módulo 100.

15 Después del remplazo total de la salmuera con agua de alimentación en el módulo 100, el controlador de FPM 162 reabre la válvula de control de recirculación 124 y cierra la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140 y la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148, proporcionando un flujo líquido, tal como se muestra en la Figura

20 4C, que puede ser idéntico al flujo líquido ilustrado en la Figura 4A, en la que el funcionamiento de la bomba de alta presión 102 y de la bomba de circulación 126 suministra agua de alimentación mixta al módulo 100.

Luego, el controlador de FPM 162 activa periódicamente la bomba de agua de alimentación

25 auxiliar 144 y abre la válvula de control de tanque de salida de salmuera auxiliar 154 para lavar toda la salmuera del tanque de agua de alimentación auxiliar 142 a través de una salida de salmuera auxiliar 152 hacia una ubicación fuera del al menos un sistema de tratamiento de agua, y para llenar el tanque de alimentación auxiliar 142 con agua de alimentación para el remplazo adicional de la salmuera en el módulo 100 con el agua de

30 alimentación, tal como se describió anteriormente, tal como se observa en la Figura 4D. Después del remplazo total de la salmuera con agua de alimentación en el tanque de agua de alimentación auxiliar 142, tal como se mide mediante el sensor de flujo auxiliar 150, el controlador de FPM 162 cierra la válvula de control de tanque de salida de salmuera auxiliar 154 y termina el funcionamiento de la bomba de agua de alimentación auxiliar 144.

A continuación se hace referencia a las Figuras 5A -5C, que son ilustraciones simplificadas de los flujos de agua en otra realización del sistema de tratamiento de agua del tipo que se muestra en la Figura 1.

5 Antes del inicio de la retirada del concentrado del módulo 100, la válvula de control de salida de salmuera 134, la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148 y la válvula de control de conducto de reciclaje 156 están cerradas y la válvula de control de recirculación 124 está abierta. El concentrado del colector de concentrado 120 se dirige nuevamente hacia la entrada del colector de

10 alimentación 114 mediante el conducto de recirculación 122 y la válvula de control de recirculación 124, tal como se muestra por medio de una flecha con la etiqueta CONCENTRADO (Figura 1), que representa el flujo de recirculación en el conducto de recirculación 122. En el colector de alimentación 114, el concentrado se mezcla con el agua de alimentación, tal como se muestra por medio de una flecha con la etiqueta MIXTO

15 (Figura 1), que representa el flujo mixto en el colector de alimentación 114. Por lo tanto, un flujo mixto entra a los recipientes a presión 110 para tratamiento adicional. El flujo de agua para esta etapa se muestra en una línea negra continua en la Figura 5A.

Luego, la presión de alimentación aumenta gradualmente a medida que aumenta la 20 salinidad del agua mixta suministrada a los elementos de membrana 112, y el proceso de recirculación descrito anteriormente continúa.

Una vez que la concentración de concentrado alcanza un umbral, tal como un nivel de salinidad predeterminado para el cual el tratamiento de agua continuo no se considera

25 practicable, el controlador de FPM 162 cierra la válvula de control de recirculación de concentrado 124 y abre, al menos parcialmente, la válvula de control de salida de salmuera 134, lo que permite que la salmuera fluya a través de la salida de salmuera 132 hacia una ubicación fuera del al menos un sistema de tratamiento de agua, lo que reduce la presión del sistema hasta una presión superior a la presión atmosférica, dicha presión supera la

30 presión osmótica del agua de alimentación en el lado de alimentación del módulo 100. La salmuera se lava por completo a través de la salida de salmuera 132 del al menos un sistema de tratamiento de agua, a medida que la bomba de alimentación de alta presión 102 continúa bombeando agua de alimentación aliado de alimentación del módulo 100, tal como se muestra en la Figura 58. Es posible aumentar el caudal de la bomba 102 en esta etapa

35 para acelerar el lavado de la salmuera.

El sensor de caudal de concentrado 130 mide el volumen acumulado de salmuera que fluye desde el colector de concentrado 120 y, por lo tanto, lo mide cuando ha terminado el lavado total de la salmuera hacia afuera del módulo 100.

Después de lavar por completo la salmuera del módulo 100, el controlador de FPM 162 reabre la válvula de control de recirculación 124 y cierra la válvula de control salida de salmuera 134, proporcionando un flujo líquido, tal como se muestra en la Figura SC , que puede ser idéntico al flujo líquido ilustrado en la Figura SA, en la que el funcionamiento de la bomba de alta presión 102 y de la bomba de circulación 126 suministra agua de alimentación mixta al módulo 100.

A continuación se hace referencia a las Figuras 6A -60, que son ilustraciones simplificadas de los flujos de agua en aun otra realización del sistema de tratamiento de agua del tipo que se muestra en la Figura 1.

Antes del inicio de la retirada del concentrado del módulo 100, la válvula de control de salida de salmuera 134, la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148 y la válvula de control de conducto de reciclaje 156 están cerradas y la válvula de control de recirculación 124 está abierta. El concentrado del colector de concentrado 120 se dirige nuevamente hacia la entrada del colector de alimentación 114 mediante el conducto de recirculación 122 y la válvula de control de recirculación 124, tal como se muestra por medio de una flecha con la etiqueta CONCENTRADO (Figura 1), que representa el flujo de recirculación en el conducto de recirculación 122. En el colector de alimentación 114, el concentrado se mezcla con el agua de alimentación, tal como se muestra por medio de una flecha con la etiqueta MIXTO (Figura 1), que representa el flujo mixto en el colector de alimentación 114. Por lo tanto, un flujo mixto entra a los recipientes a presión 110 para tratamiento adicional. El flujo de agua para esta etapa se muestra en una línea negra continua en la Figura 6A.

Luego, la presión de alimentación aumenta gradualmente a medida que aumenta la salinidad del líquido mixto suministrado a los elementos de membrana 112, y el proceso de recirculación descrito anteriormente continúa.

Una vez que la concentración de concentrado alcanza un umbral, tal como un nivel de presión predeterminado, el controlador de FPM 162 abre la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, cierra la válvula de control de recirculación 124 y abre la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148. La salmuera del colector de concentrado 120

5 fluye a través del conducto de remplazo de salmuera auxiliar 136, la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140 y el conducto de alimentación de tanque auxiliar 138 hacia el tanque de agua de alimentación auxiliar 142.

El tanque de agua de alimentación auxiliar 142 se llena con agua de alimentación antes de

10 la apertura de la válvula de control de remplazo de salmuera 140, tal como se describe a continuación. La salmuera que entra al tanque de agua de alimentación auxiliar 142 conduce el agua de alimentación en este hacia el colector de alimentación 114 mediante un conducto de agua de alimentación auxiliar 146 y una válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148.

15 El flujo de agua para esta etapa se muestra en una línea negra continua en la Figura 6B.

Se observa que el agua en el tanque de agua de alimentación auxiliar 142 puede mantenerse a una presión que generalmente es la que la presión de la salmuera, tal como al 20 mantener la abertura de la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140 en un estado abierto a medida que la presión del agua en el sistema aumenta gradualmente. De manera alternativa, el agua en el tanque de agua de alimentación auxiliar 142 puede mantenerse a una presión mucho menor que la presión de la salmuera pero superior a la presión atmosférica mediante el funcionamiento de la bomba de agua de alimentación

25 auxiliar 144, tal como se describe a continuación .

En la realización de las Figuras 6A -6D, el controlador de FPM 162 aumenta el caudal de la bomba de circulación 126 durante el lavado para lograr un remplazo más rápido de la salmuera del módulo 100 con agua de alimentación del tanque de alimentación auxiliar 142,

30 por lo tanto, se reduce el tiempo necesario para que la salmuera se lave del módulo 100 y sea remplazada por el agua de alimentación . Un gráfico típico del caudal en función del tiempo, tal como se mide mediante el sensor de caudal de concentrado 130, ubicado corriente abajo de la bomba de circulación 126, aparece en una parte ampliada de la Figura 6B, en la que la línea 200 representa el caudal en función del tiempo.

Después del remplazo total de la salmuera con agua de alimentación en el módulo 100, el controlador de FPM 162 reabre la válvula de control de recirculación 124, cierra la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140 y la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148 y reduce el caudal de la válvula de circulación 126 hasta el caudal antes de abrir la válvula de control de recirculación del concentrado 124, proporcionando un flujo líquido, tal como se muestra en la Figura 6G, que puede ser idéntico al flujo líquido ilustrado en la Figura 6A, en la que el funcionamiento de la bomba de alta presión 102 y de la bomba de circulación 126 suministra agua de alimentación mixta al módulo 100.

Luego, el controlador de FPM 162 activa periódicamente la bomba de agua de alimentación auxiliar 144 y abre la válvula de control de tanque de salida de salmuera auxiliar 154 para lavar toda la salmuera del tanque de agua de alimentación auxiliar 142 a través de una salida de salmuera auxiliar 152 hacia una ubicación fuera del al menos un sistema de tratamiento de agua, y para llenar el tanque de alimentación auxiliar 142 con agua de alimentación para el remplazo adicional de la salmuera en el módulo 100 con el agua de alimentación, tal como se describió anteriormente, tal como se observa en la Figura 60.

Después del remplazo total de la salmuera con agua de alimentación en el tanque de agua de alimentación auxiliar 142, tal como se mide mediante el sensor de caudal auxiliar 150, el controlador de FPM 162 cierra la válvula de control de tanque de salida de salmuera auxiliar 154 y termina el funcionamiento de la bomba de agua de alimentación auxiliar 144.

Nuevamente con referencia a la Figura 28, en la que las variaciones periódicas en la presión de agua de alimentación durante el tratamiento de agua corresponden a las variaciones periódicas en la salinidad del agua de alimentación que entra al módulo 100, tal como puede medirse mediante un sensor de conductividad (no se muestra), usualmente ubicado corriente abajo del sensor de presión 108. Tal como en la Figura 2A descrita anteriormente, el eje y representa las variaciones de presión en la desalinización de agua de mar, y el eje x

representa el tiempo. La línea vertical «A» representa el tiempo en el que se alcanza un umbral, tal como un umbral de presión de agua de alimentación máximo.

Cuando se alcanza el umbral, los recipientes a presión 110 aún están llenos con

5 concentrado, y la presión osmótica mixta y la presión de agua de alimentación mixta continúan aumentando, hasta que el agua de alimentación entra a los recipientes a presión 110 remplazando el concentrado en estos. Usualmente, cuando se alcanza el umbral, el sistema comienza el proceso de lavado de salmuera.

10 Tal como se describió anteriormente, la línea de presión osmótica de agua de alimentación mixta 170 representa la presión osmótica estimada del agua de alimentación mixta en la entrada del módulo 100. Por lo tanto, cuando el agua de alimentación de la bomba 102 se mezcla con el concentrado del conducto de recirculación 122, la presión osmótica mixta aumenta gradualmente, tal como se observa en la pendiente gradual de la línea 170. Una

15 vez que se alcanza un umbral, tal como un umbral de salinidad o un umbral de presión, el controlador 162 comienza el proceso de lavado. Durante el proceso de lavado, el concentrado no se recircula nuevamente hacia el colector de alimentación 114, por lo tanto, solo el agua de alimentación entra al colector de alimentación 114 y la presión osmótica mixta disminuye rápidamente, tal como se muestra en la disminución pronunciada en la

20 línea 170.

La línea 175 en la Figura 28 ilustra el comportamiento de la presión de agua de alimentación mixta en la técnica previa, representada por las enseñanzas de la patente estadounidense n.o 8.025.804. La línea 180 ilustra la presión controlada por el controlador de modo que se

25 mantenga la presión delta necesaria para el proceso de desalinización mediante ósmosis inversa no solo durante el aumento gradual de la presión de agua de alimentación mixta, cuando el concentrado se recircula nuevamente hacia el colector de alimentación 114, sino también cuando se lava la salmuera en los recipientes a presión 110 mediante la alimentación de agua de alimentación sola sin concentrado recirculado. Tal como se

30 observa en la Figura 28, el aumento del caudal de la bomba de circulación 126, en comparación con el caudal de la bomba de circulación 126 utilizada en el ejemplo de la Figura 2A, provoca que la línea de presión osmótica mixta 170, así como la línea de presión de agua de alimentación mixta 180, disminuya aún más rápidamente que en el ejemplo que se muestra en la Figura 2A. En la Figura 28, el aumento de la diferencia entre la línea 175 y

35 la línea 180, en comparación con la diferencia entre las dos líneas en la Figura 2A, ilustra un beneficio mayor del funcionamiento a presiones menores cuando se aumenta el caudal, ahorrando de ese modo energía adicional más allá de la energía adicional necesaria para que la bomba de circulación 126 funcione a un caudal mayor.

5 A continuación se hace referencia a las Figuras 7A -70, que son ilustraciones simplificadas de los flujos de agua en una realización adicional del sistema de tratamiento de agua del tipo que se muestra en la Figura 1.

Antes del inicio de la retirada del concentrado del módulo 100, la válvula de control de salida

10 de salmuera 134, la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148 y la válvula de control de conducto de reciclaje 156 están cerradas y la válvula de control de recirculación 124 está abierta. El concentrado del colector de concentrado 120 se dirige nuevamente hacia la entrada del colector de alimentación 114 mediante el conducto de recirculación 122 y la válvula de control de

15 recirculación 124, tal como se muestra por medio de una flecha con la etiqueta CONCENTRADO (Figura 1), que representa el flujo de recirculación en el conducto de recirculación 122. En el colector de alimentación 114, el concentrado se mezcla con el agua de alimentación, tal como se muestra por medio de una flecha con la etiqueta MIXTO (Figura 1), que representa el flujo mixto en el conducto de alimentación 114. Por lo tanto, un

20 flujo mixto entra a los recipientes a presión 110 para tratamiento adicional. El flujo de agua para esta etapa se muestra en una línea negra continua en la Figura 7 A.

Luego, la presión de alimentación aumenta gradualmente a medida que aumenta la salinidad del agua mixta suministrada a los elementos de membrana 112, y el proceso de 25 recirculación descrito anteriormente continúa.

Una vez que la concentración de concentrado alcanza un umbral, tal como un nivel de salinidad predeterminado para el cual se considera que el tratamiento de agua continuo no es practicable, el controlador de FPM 162 abre la válvula de control de remplazo de 30 salmuera auxiliar 140, cierra la válvula de control de recirculación 124 y abre la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148. El controlador de FPM también aumenta el caudal producido por la bomba de circulación 126. La salmuera del colector de concentrado 120 fluye a través del conducto de remplazo de salmuera auxiliar 136, el conducto de alimentación de tanque auxiliar 138 y la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 35 140 hacia el tanque de agua de alimentación auxiliar 142. El tanque de agua de alimentación auxiliar 142 se llena con agua de alimentación antes de la apertura de la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, tal como se describe a continuación. La salmuera entra al tanque de agua de alimentación auxiliar 142 y conduce el agua de alimentación desde el tanque 142 hacia el colector de alimentación 114 mediante el 5 conducto de agua de alimentación auxiliar 146 y la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148. Se observa que el agua en el tanque de agua de alimentación auxiliar 142 puede estar a la misma presión que la presión de la salmuera, tal como al mantener la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140 en un estado abierto a medida que la presión del agua en el sistema aumenta gradualmente. De manera

10 alternativa, el agua en el tanque de agua de alimentación auxiliar 142 puede mantenerse a una presión mucho menor que la presión de la salmuera pero superior a la presión atmosférica mediante el funcionamiento de la bomba de agua de alimentación auxiliar 144, tal como se describe a continuación.

15 En esta realización , durante el lavado, el controlador de FPM 162 abre la válvula de control de conducto de reciclaje 156, lo que produce un flujo de agua desde una ubicación corriente abajo de la bomba 102 hacia una ubicación corriente arriba de la bomba 102, a través de un restrictor 160, lo que disminuye la presión de agua de alimentación en el colector 114 hasta una presión superior a la presión atmosférica, dicha presión supera la presión osmótica del

20 agua de alimentación en el lado de alimentación del módulo 100. El flujo de agua para esta etapa se muestra en una línea negra continua en la Figura 7B.

Un gráfico típico del caudal en función del tiempo, tal como se mide mediante el sensor de caudal de concentrado 130, ubicado corriente abajo de la bomba de circulación 126, 25 aparece en una parte ampliada de la Figura 7B, en la que la línea 200 representa el caudal en función del tiempo.

El sensor de caudal de concentrado 130 mide el volumen acumulado de salmuera que fluye desde el colector de concentrado 120 y, por lo tanto, mide el volumen acumulado de agua

30 de alimentación que entra al colector de alimentación 114 mediante el conducto de agua de alimentación auxiliar 146 y la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148, que remplaza la salmuera en el módulo 100. Después del remplazo total de la salmuera con agua de alimentación en el módulo 100, el controlador de FPM 162 reabre la válvula de control de recirculación 124 y cierra la válvula

35 de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148 y la válvula de control de conducto de reciclaje 156, proporcionando un flujo líquido, tal como se muestra en la Figura 7e, que puede ser idéntico al flujo líquido ilustrado en la Figura 7 A, en la que el funcionamiento de la bomba de alta presión 102 y de la bomba de circulación 126 suministra agua de alimentación mixta al módulo 100.

Luego, el controlador de FPM 162 activa periódicamente la bomba de agua de alimentación auxiliar 144 y abre la válvula de control de tanque de salida de salmuera auxiliar 154 para lavar toda la salmuera del tanque de agua de alimentación auxiliar 142 a través de una salida de salmuera auxiliar 152 hacia una ubicación fuera del al menos un sistema de tratamiento de agua, y para llenar el tanque de alimentación auxiliar 142 con agua de alimentación para el remplazo adicional de la salmuera en el módulo 100. Este flujo se muestra en líneas negras continuas en la Figura 70.

A continuación se hace referencia a las Figuras 8A -8D, que son ilustraciones simplificadas de los flujos de agua en aun otra realización del sistema de tratamiento de agua del tipo que se muestra en la Figura 1.

Antes del inicio de la retirada del concentrado del módulo 100, la válvula de control de salida de salmuera 134, la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148 y la válvula de control de conducto de reciclaje 156 están cerradas y la válvula de control de recirculación 124 está abierta. El concentrado del colector de concentrado 120 se dirige nuevamente hacia la entrada del colector de alimentación 114 mediante el conducto de recirculación 122 y la válvula de control de recirculación 124, tal como se muestra por medio de una flecha con la etiqueta CONCENTRADO (Figura 1), que representa el flujo de recirculación en el conducto de recirculación 122. En el colector de alimentación 114, el concentrado se mezcla con el agua de alimentación, tal como se muestra por medio de una flecha con la etiqueta MIXTO (Figura 1), que representa el flujo mixto en el colector de alimentación 114. Por lo tanto, un

flujo mixto entra a los recipientes a presión 110 para tratamiento adicional. El flujo de agua para esta etapa se muestra en una línea negra continua en la Figura 8A.

Luego, la presión de alimentación aumenta gradualmente a medida que aumenta la 5 salinidad del agua mixta suministrada a los elementos de membrana 112, y el proceso de recirculación descrito anteriormente continúa.

Una vez que la concentración del concentrado alcanza un umbral, tal como un nivel de salinidad predeterminado para el cual el tratamiento de agua continuo no se considera 10 practicable, el controlador de FPM 162 abre la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, que se encuentra aproximadamente a presión atmosférica, lo que reduce la presión de agua dentro del módulo 100 hasta una presión entre la presión del concentrado en el módulo 100 y la presión de agua de alimentación en el tanque de alimentación auxiliar

142.

15 Inmediatamente después, el controlador de FPM 162 cierra la válvula de control de recirculación 124 y abre la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148. El agua de alimentación del tanque de alimentación auxiliar 142 fluye mediante el conducto de agua de alimentación auxiliar 146 y la válvula de control de agua de alimentación 144 hacia el

20 colector de alimentación 114, tal como se muestra en la Figura 88, suministrando de ese modo agua de alimentación al módulo 100 a una presión superior a la presión osmótica del agua de alimentación y levemente mayor que la presión necesaria para que se produzca la ósmosis inversa.

25 En la realización ilustrada en las Figuras 8A -8D, el controlador de FPM 162 también aumenta el caudal de la bomba de circulación 126 durante el lavado para lograr un remplazo más rápido de la salmuera del módulo 100 con agua de alimentación del tanque de alimentación auxiliar 142, por lo tanto, se reduce el tiempo necesario para que la salmuera se lave del módulo 100 y sea remplazada por el agua de alimentación. Un gráfico típico del

30 caudal en función del tiempo, tal como se mide mediante el sensor de caudal de concentrado 130, ubicado corriente abajo de la bomba de circulación 126, aparece en una parte ampliada de la Figura 88, en la que la línea 200 representa el caudal en función del tiempo. El flujo de agua para esta etapa se muestra en una línea negra continua en la Figura 88.

El sensor de caudal de concentrado 130 mide el volumen acumulado de salmuera que fluye desde el colector de concentrado 120 y, por lo tanto, mide el volumen acumulado de agua de alimentación que entra al colector de alimentación 114 mediante el conducto de agua de alimentación auxiliar 146 y la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148, que

5 remplaza la salmuera en el módulo 100.

Después del remplazo total de la salmuera con agua de alimentación en el módulo 100, el controlador de FPM 162 reabre la válvula de control de recirculación 124, cierra la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140 y la válvula de control de agua de alimentación 10 auxiliar 148 y reduce el caudal de la válvula de circulación 126 hasta el caudal antes de abrir la válvula de control de recirculación del concentrado 124, proporcionando un flujo líquido, tal como se muestra en líneas negras continuas en la Figura BC, que puede ser idéntico al flujo líquida ilustrado en la Figura BA, en la que el funcionamiento de la bomba de alta presión 102 y de la bomba de circulación 126 suministra agua de alimentación mixta al

15 módulo 100.

Luego, el controlador de FPM 162 activa periódicamente la bomba de agua de alimentación auxiliar 144 y abre la válvula de control de tanque de salida de salmuera auxiliar 154 para lavar toda la salmuera del tanque de agua de alimentación auxiliar 142 a través de una

20 salida de salmuera auxiliar 152 hacia una ubicación fuera del al menos un sistema de tratamiento de agua, y para llenar el tanque de alimentación auxiliar 142 con agua de alimentación para el remplazo adicional de la salmuera en el módulo 100. Este flujo se muestra en líneas negras continuas en la Figura 80.

25 Después del remplazo total de la salmuera con agua de alimentación en el tanque de agua de alimentación auxiliar 142, tal como se mide mediante el sensor de caudal auxiliar 150, el controlador de FPM 162 cierra la válvula de control de tanque de salida de salmuera auxiliar 154 y termina el funcionamiento de la bomba de agua de alimentación auxiliar 144.

30 A continuación se hace referencia a las Figuras 9A -90, que son ilustraciones simplificadas de los flujos de agua en aun otra realización del sistema de tratamiento de agua del tipo que se muestra en la Figura 1. Antes del inicio de la retirada del concentrado del módulo 100, la válvula de control de salida de salmuera 134, la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, la válvula de

35 control de agua de alimentación auxiliar 148 y la válvula de control de conducto de reciclaje

156 están cerradas y la válvula de control de recirculación 124 está abierta. El concentrado del colector de concentrado 120 se dirige nuevamente hacia la entrada del colector de alimentación 114 mediante el conducto de recirculación 122 y la válvula de control de recirculación 124, tal como se muestra por medio de una flecha con la etiqueta 5 CONCENTRADO (Figura 1), que representa el flujo de recirculación en el conducto de recirculación 122. En el colector de alimentación 114, el concentrado se mezcla con el agua de alimentación, tal como se muestra por medio de una flecha con la etiqueta MIXTO (Figura 1), que representa el flujo mixto en el conducto de alimentación 114. Por lo tanto, un flujo mixto entra a los recipientes a presión 110 para tratamiento adicional. El flujo de agua

10 para esta etapa se muestra en una línea negra continua en la Figura 9A.

Luego, la presión de alimentación aumenta gradualmente a medida que aumenta la salinidad del agua mixta suministrada a los elementos de membrana 112, y el proceso de recirculación descrito anteriormente continúa.

15 Una vez que la concentración del concentrado alcanza un umbral, tal como un nivel de salinidad predeterminado para el cual el tratamiento de agua continuo no se considera practicable, el controlador de FPM 162 abre, al menos parcialmente, la válvula de control de salida de salmuera 134, lo que permite que la salmuera fluya a través de la salida de

20 salmuera 132 hacia una ubicación fuera del al menos un sistema de tratamiento de agua, lo que reduce la presión del sistema en el módulo 100.

De manera adicional, en la realización que se muestra en las Figuras 9A-9D, durante el lavado, el controlador de FPM 162 abre la válvula de control de conducto de reciclaje 156, lo

25 que produce un flujo de agua desde una ubicación corriente abajo de la bomba 102 hacia una ubicación corriente arriba de la bomba 102, a través de un restrictor 160, lo que mantiene la presión de agua de alimentación en el colector 114 a una presión superior a la presión atmosférica, dicha presión supera la presión osmótica del agua de alimentación en el lado de alimentación del módulo 100, tal como se observa en la Figura 98.

Inmediatamente después, el controlador de FPM también abre la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, cierra la válvula de control de recirculación 124 y abre la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148. La salmuera del colector de concentrado 120 fluye a través del conducto de remplazo de salmuera auxiliar 136, el

35 conducto de alimentación de tanque auxiliar 138 y la válvula de control de remplazo de

salmuera auxiliar 140 hacia el tanque de agua de alimentación auxiliar 142. El tanque de agua de alimentación auxiliar 142 se llena con agua de alimentación antes de la apertura de la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, tal como se describe a continuación. La salmuera entra al tanque de agua de alimentación auxiliar 142 y conduce el 5 agua de alimentación desde el tanque 142 hacia el colector de alimentación 114 mediante el conducto de agua de alimentación auxiliar 146 y la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148. Se observa que el agua en el tanque de agua de alimentación auxiliar 142 puede estar a la misma presión que la presión de la salmuera, tal como al mantener la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140 en un estado abierto a 10 medida que la presión del agua en el sistema aumenta gradualmente. De manera alternativa, el agua en el tanque de agua de alimentación auxiliar 142 puede mantenerse a una presión mucho menor que la presión de la salmuera pero superior a la presión atmosférica por funcionamiento la bomba de agua de alimentación auxiliar 144, tal como se describe a continuación. El flujo de agua para esta etapa se muestra en una línea negra

15 continua en la Figura 98.

El sensor de caudal de concentrado 130 mide el volumen acumulado de salmuera que fluye desde el colector de concentrado 120 y, por lo tanto, mide cuándo ha terminado el lavado total de la salmuera del módulo 100. Después del lavado total de la salmuera del módulo 20 100, el controlador de FPM 162 reabre la válvula de control de recirculación 124 y cierra la válvula de control de salida de salmuera 134, la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148 y la válvula de control de conducto de reciclaje 156, proporcionando un flujo líquido, tal como se muestra en la Figura ge, que puede ser idéntico al flujo líquido ilustrado en la Figura 9A, en la que el

25 funcionamiento de la bomba de alta presión 102 y de la bomba de circulación 126 suministra agua de alimentación mixta al módulo 100.

Luego, el controlador de FPM 162 activa periódicamente la bomba de agua de alimentación auxiliar 144 y abre la válvula de control de tanque de salida de salmuera auxiliar 154 para

30 lavar toda la salmuera del tanque de agua de alimentación auxiliar 142 a través de una salida de salmuera auxiliar 152 hacia una ubicación fuera del al menos un sistema de tratamiento de agua, y para llenar el tanque de alimentación auxiliar 142 con agua de alimentación para el remplazo adicional de la salmuera en el módulo 100. Este flujo se muestra en líneas negras continuas en la Figura 90.

Se observa que en la realización que se muestra en la Figura 98, tal como se describió anteriormente, una parte de la salmuera sale mediante la salida de salmuera 132 y, por lo tanto, no es remplazada con agua del tanque de agua de alimentación auxiliar 142. El volumen de agua en el módulo 100 puede rellenarse al aumentar el caudal de la bomba a

10 presión 102 o mediante cualquier otro método adecuado.

A continuación se hace referencia a las Figuras 1DA -100, que son ilustraciones simplificadas de los flujos de agua en incluso otra realización del sistema de tratamiento de agua del tipo que se muestra en la Figura 1.

Antes del inicio de la retirada del concentrado del módulo 100, la válvula de control de salida de salmuera 134, la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148 y la válvula de control de conducto de reciclaje 156 están cerradas y la válvula de control de recirculación 124 está abierta. El concentrado 20 del colector de concentrado 120 se dirige nuevamente hacia la entrada del colector de alimentación 114 mediante el conducto de recirculación 122 y la válvula de control de recirculación 124, tal como se muestra por medio de una flecha con la etiqueta CONCENTRADO (Figura 1), que representa el flujo de recirculación en el conducto de recirculación 122. En el colector de alimentación 114, el concentrado se mezcla con el agua

25 de alimentación, tal como se muestra por medio de una flecha con la etiqueta MIXTO (Figura 1), que representa el flujo mixto en el conducto de alimentación 114. Por lo tanto, el flujo mixto entra a los recipientes a presión 110 para tratamiento adicional. El flujo de agua para esta etapa se muestra en una línea negra continua en la Figura 10A.

30 Luego, la presión de alimentación aumenta gradualmente a medida que aumenta la salinidad del agua mixta suministrada a los elementos de membrana 112, y el proceso de recirculación descrito anteriormente continúa. Una vez que la concentración del concentrado alcanza un umbral, tal como un nivel de salinidad predeterminado para el cual el tratamiento de agua continuo no se considera

35 practicable, el controlador de FPM 162 abre la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, que se encuentra aproximadamente a presión atmosférica, lo que reduce la presión de agua dentro del módulo 100 hasta una presión entre la presión del concentrado en el módulo 100 y la presión de agua de alimentación en el tanque de alimentación auxiliar

142.

Inmediatamente después, el controlador de FPM 162 cierra la válvula de control de recirculación 124 y abre la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148. La salmuera del colector de concentrado 120 fluye a través del conducto de remplazo de salmuera auxiliar 136, el conducto de alimentación de tanque auxiliar 138 y la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140 hacia el tanque de agua de alimentación auxiliar 142. El tanque de agua de alimentación auxiliar 142 se llena con agua de alimentación antes de la apertura de la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, tal como se describe a continuación. La salmuera que entra al tanque de agua de alimentación auxiliar 142 conduce el agua de alimentación en este hacia el colector de alimentación 114 mediante el conducto de agua de alimentación auxiliar 146 y la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148. Se observa que el agua en el tanque de agua de alimentación auxiliar 142 puede mantenerse a una presión que generalmente es la misma que la presión de la salmuera , tal como al mantener la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140 en un estado abierto a medida que la presión del agua en el sistema aumenta gradualmente. De manera alternativa, el agua en el tanque de agua de alimentación auxiliar 142 puede mantenerse a una presión mucho menor que la presión de la salmuera pero superior a la presión atmosférica mediante el funcionamiento de la bomba de agua de alimentación auxiliar 144, tal como se describe a continuación .

De manera adicional, en la realización de las Figuras 10A-10D, durante el lavado, el controlador de FPM 162 abre la válvula de control de conducto de reciclaje 156, lo que produce un flujo de agua desde una ubicación corriente abajo de la bomba 102 hacia una ubicación corriente arriba de la bomba 102, a través de un restrictor 160, lo que disminuye la presión de agua de alimentación en el colector 114 hasta una presión superior a la presión atmosférica, dicha presión supera la presión osmótica del agua de alimentación en el lado de alimentación del módulo 100. El sensor de caudal de concentrado 130 mide el volumen acumulado de salmuera que fluye desde el colector de concentrado 120 y, por lo tanto, mide el volumen acumulado de agua de alimentación que entra al colector de alimentación 114 mediante el conducto de agua de

alimentación auxiliar 146 y la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148, que remplaza la salmuera en el módulo 100.

Después del remplazo total de la salmuera con agua de alimentación en el módulo 100, el

5 controlador de FPM 162 reabre la válvula de control de recirculación 124 y cierra la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148 y la válvula de control de conducto de reciclaje 156, proporcionando un flujo líquido, tal como se muestra en la Figura 10C, que puede ser idéntico al flujo líquido ilustrado en la Figura 10A, anterior.

Luego, el controlador de FPM 162 activa periódicamente la bomba de agua de alimentación auxiliar 144 y abre la válvula de control de tanque de salida de salmuera auxiliar 154 para lavar toda la salmuera del tanque de agua de alimentación auxiliar 142 a través de una salida de salmuera auxiliar 152 hacia una ubicación fuera del al menos un sistema de

15 tratamiento de agua, y para llenar el tanque de alimentación auxiliar 142 con agua de alimentación para el remplazo adicional de la salmuera en el módulo 100. Este flujo se muestra en líneas negras continuas en la Figura 100.

Después del remplazo total de la salmuera con agua de alimentación en el tanque de agua

20 de alimentación auxiliar 142, tal como se mide mediante el sensor de flujo auxiliar 150, el controlador de FPM 162 cierra la válvula de control de tanque de salida de salmuera auxiliar 154 y termina el funcionamiento de la bomba de agua de alimentación auxiliar 144.

A continuación se hace referencia a las Figuras 11A -110, que son ilustraciones 25 simplificadas de los flujos de agua en otro sistema de tratamiento de agua del tipo que se muestra en la Figura 1.

Antes del inicio de la retirada del concentrado del módulo 100, la válvula de control de salida de salmuera 134, la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, la válvula de

30 control de agua de alimentación auxiliar 148 y la válvula de control de conducto de reciclaje 156 están cerradas y la válvula de control de recirculación 124 está abierta. El concentrado del colector de concentrado 120 se dirige nuevamente hacia la entrada del colector de alimentación 114 mediante el conducto de recirculación 122 y la válvula de control de recirculación 124, tal como se muestra por medio de una flecha con la etiqueta

35 CONCENTRADO (Figura 1), que representa el flujo de recirculación en el conducto de recirculación 122. En el colector de alimentación 114, el concentrado se mezcla con el agua de alimentación, tal como se muestra por medio de una flecha con la etiqueta MIXTO (Figura 1), que representa el flujo mixto en el conducto de alimentación 114. Por lo tanto, un flujo mixto entra a los recipientes a presión 110 para tratamiento adicional. El flujo de agua

5 para esta etapa se muestra en una línea negra continua en la Figura 11 A.

10 Una vez que la concentración de concentrado alcanza un umbral, tal como un nivel de salinidad predeterminado para el cual se considera que el tratamiento de agua continuo no es practicable, el controlador 162 abre la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, que está conectada al tanque de agua de alimentación auxiliar 142 a través del

15 conducto de remplazo de salmuera auxiliar 136 y el conducto de alimentación de tanque auxiliar 138. En esta realización, el agua en el tanque de agua de alimentación auxiliar 142 se encuentra aproximadamente a presión atmosférica, por lo tanto, la apertura de la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140 reduce la presión de agua dentro del módulo 100 hasta una presión entre la presión del concentrado en el módulo 100 y la

20 presión de agua de alimentación en el tanque de alimentación auxiliar 142.

Inmediatamente después, el controlador de FPM 162 cierra la válvula de control de recirculación 124 y abre la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148. La salmuera del colector de concentrado 120 fluye a través del conducto de remplazo de 25 salmuera auxiliar 136, el conducto de alimentación de tanque auxiliar 138 y la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140 hacia el tanque de agua de alimentación auxiliar 142. El tanque de agua de alimentación auxiliar 142 se llena con agua de alimentación antes de la apertura de la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, tal como se describe a continuación. La salmuera que entra al tanque de alimentación 30 auxiliar 142 conduce el agua de alimentación desde el tanque de agua de alimentación auxiliar 142 mediante el conducto de agua de alimentación auxiliar 146 y la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148 hacia el colector de alimentación 114, suministrando de ese modo agua de alimentación al módulo 100 a una presión superior a la presión osmótica del agua de alimentación y no mucho mayor que la presión necesaria para

35 que se produzca la ósmosis inversa.

En esta realización, durante el lavado, el controlador de FPM 162 también abre la válvula de control de conducto de reciclaje 156, lo que produce un flujo de agua desde una ubicación corriente abajo de la bomba 102 hacia una ubicación corriente arriba de la bomba 102, a través de un restrictor 160, lo que disminuye la presión de agua de alimentación en el colector 114 hasta una presión superior a la presión atmosférica, dicha presión supera la presión osmótica del agua de alimentación en el lado de alimentación del módulo 100. En esta realización ilustrada en las Figuras 11A -11 D, el controlador de FPM también aumenta el caudal producida por la bomba de circulación 126 durante el lavado para lograr un remplazo más rápido de la salmuera del módulo 100 con agua de alimentación del tanque de alimentación auxiliar 142, por lo tanto, se reduce el tiempo necesario para que la salmuera se lave del módulo 100 y sea remplazada por el agua de alimentación. Un gráfico típico del caudal en función del tiempo, tal como se mide mediante el sensor de caudal de concentrado 130, ubicado corriente abajo de la bomba de circulación 126, aparece en una parte ampliada de la Figura 11 B, en la que la línea 200 representa el caudal en función del tiempo.

El flujo de agua para esta etapa se muestra en una línea negra continua en la Figura 11 B El sensor de caudal de concentrado 130 mide el volumen acumulado de salmuera que fluye desde el colector de concentrado 120 y, por lo tanto, mide el volumen acumulado de agua de alimentación que entra al colector de alimentación 114 mediante el conducto de agua de alimentación auxiliar 146 y la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148, que remplaza la salmuera en el módulo 100.

Después del remplazo total de la salmuera con agua de alimentación en el módulo 100, el controlador de FPM 162 reabre la válvula de control de recirculación 124, cierra la válvula de control de remplazo de salmuera auxiliar 140, la válvula de control de agua de alimentación auxiliar 148 y la válvula de control de conducto de reciclaje 156, y reduce el caudal de la bomba de circulación 126 hasta el caudal antes de abrir la válvula de control de recirculación 124, proporcionando un flujo líquido, tal como se muestra en líneas negras continuas en la Figura 11 e, que puede ser idéntico al flujo líquido que se ilustra en la Figura 11 A, en la que el funcionamiento de la bomba de alta presión 102 y de la bomba de circulación 126 suministra agua al módulo 100.

5 tratamiento de agua, y para llenar el tanque de alimentación auxiliar 142 con agua de alimentación para el remplazo adicional de la salmuera en el módulo 100. Este flujo se muestra en una línea negra continua en la Figura 11 D.

10 de alimentación auxiliar 142, tal como se mide mediante el sensor de flujo auxiliar 150, el controlador de FPM 162 cierra la válvula de control de tanque de salida de salmuera auxiliar 154 y termina el funcionamiento de la bomba de agua de alimentación auxiliar 144.

Los expertos en la técnica observarán que la presente invención no se limita a lo que se

15 mostró y se describió específicamente anteriormente en la presente. En su lugar, el alcance de la invención incluye combinaciones y subcombinaciones de las características descritas y mostradas anteriormente, así como modificaciones de estas que podrían ocurrírseles a quienes lean la descripción que antecede y que no se encuentran en la técnica previa.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método de tratamiento de líquido que comprende las etapas de: suministrar líquido de alimentación a tratar a al menos un módulo de tratamiento de

5 líquido que emplea al menos una membrana, el al menos un módulo tiene una entrada de líquido en un lado de alimentación de la al menos una membrana, una salida de permeado en un lado de permeado de la al menos una membrana y una salida de salmuera en un lado de salmuera de la al menos una membrana; y

monitorizar presión de líquido dentro del al menos un módulo de tratamiento de

10 líquido y después de que se exceda un umbral de la presión de líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido, que representa el exceso de un umbral de salinidad en el líquido en este, reducir la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido a un nivel que excede la presión osmótica del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido haciendo cambios en el suministro de líquido al módulo.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha reducción de la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido es realizada por al menos una de las siguientes operaciones, y una combinación de las mismas:

abrir una válvula de reducción de presión de líquido en la salida de salmuera;

20 aumentar una salida de volumen de líquido de una bomba de circulación que retira la salmuera del al menos un módulo de tratamiento de líquido y suministra líquido a la entrada de líquido en momentos distintos a cuando se excede e inmediatamente después de esto; equilibrar presiones de líquido entre una presión de líquido dentro del al menos un módulo de tratamiento de líquido y dentro de un tanque de alimentación de líquido; y

25 abrir una válvula de control de conducto de reciclaje en la entrada de líquido, proporcionando de ese modo un pasaje de líquido de flujo de retorno que reduce la presión desde la entrada de líquido del al menos un módulo de tratamiento de líquido que evita una bomba de alta presión corriente arriba de la entrada de líquido.

30 3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que comprende además las etapas de:

hacer circular un concentrado desde dicha salida de salmuera a dicha entrada de líquido mediante dicha bomba de circulación y mediante una válvula de control de recirculación dispuesta entre dicha salida de salmuera y dicha entrada de líquido; y

después de que se exceda el umbral de presión de líquido, cerrar la válvula de control de recirculación.
4. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende

5 además que dicha etapa de suministrar el líquido de alimentación a tratar a al menos un módulo de tratamiento de líquido se realiza junto con presurizar el líquido de alimentación mediante el empleo de una bomba que normalmente mantiene un volumen de líquido de alimentación de salida fijo independientemente de variaciones en la presión de líquido en la salida de la misma , el consumo de energía de la bomba depende de las variaciones en la

10 presión de líquido en la salida.
5.

Un método de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicha monitorización de presión de líquida dentro del al menos un módulo de tratamiento de líquida se realiza monitorizando la presión de líquido en la salida de la bomba.
6.

Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha reducción de la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido es realizada mediante·

retirar salmuera del al menos un módulo de tratamiento de líquido; y

20 reducir, a una velocidad mejorada, la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquida mediante al menos una de las siguientes operaciones y una combinación de las mismas: abrir una válvula de reducción de presión corriente abajo de la bomba de alta presión ;

25 aumentar la salida de volumen de la bomba de circulación desde su salida de volumen cuando funciona como una bomba de circulación de concentrado hasta una salida de volumen mayor cuando funciona como una bomba de líquido de alimentación; y

pasar el líquido desde corriente abajo de la bomba de alimentación de alta 30 presión hacia corriente arriba de la bomba de alimentación de alta presión.
7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, en el que dicho pasaje del líquido desde corriente abajo de la bomba de alimentación de alta presión hacia corriente arriba de la bomba de alimentación de alta presión incluye pasar el líquido a través de un reductor de

35 flujo dispuesto en paralelo a la bomba de alimentación de alta presión.
8. Un método de tratamiento de líquido que comprende:

suministrar líquido a tratar a al menos un módulo de tratamiento de líquido que incluye al menos una membrana y que tiene una entrada de líquido en un lado de alimentación de la al menos una membrana, una salida de permeado en un lado de

5 permeado de la al menos una membrana y una salida de salmuera en un lado de salmuera de la al menos una membrana;

presurizar el líquido de alimentación suministrado a la entrada de líquido mediante el empleo de una bomba que normalmente mantiene un volumen de líquido de alimentación de salida fijo independientemente de variaciones en la presión de líquido en la salida de la

10 misma, el consumo de energía de la bomba depende de las variaciones en la presión de líquido en la salida,

monitorizar la presión de líquido en la salida de la bomba y cuando se alcanza un umbral de presión alta predeterminado en la salida de la bomba, realizar cambios inmediatamente en el suministro de líquido al módulo, para provocar de ese modo la

15 disminución inmediata de la presión de líquido en la salida de la bomba, hasta una presión inferior a la presión osmótica en el lado de alimentación de una parte pero no de todo del módulo, reduciendo de ese modo inmediatamente el consumo de energía de la bomba.
9. Un método de acuerdo con la rei vindicación 8, en el que la presión de líquido en la

20 salida de la bomba se reduce de modo que la presión de líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquida excede la presión osmótica del líquida en el al menos un módulo de tratamiento de líquido.
10. Un método de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, en el que dicha reducción de la 25 presión de líquido en la salida de la bomba es realizada por al menos una de las siguientes

operaciones, y una combinación de las mismas: abrir una válvula de reducción de presión de líquido en la salida de salmuera; aumentar una salida de volumen de líquido de una bomba de circulación que retira la

salmuera del al menos un módulo de tratamiento de líquido y suministra líquido a la entrada 30 de líquido en momentos distintos a cuando se excede e inmediatamente después de esto; equilibrar presiones de líquido entre una presión de líquido dentro del al menos un módulo de tratamiento de líquido y dentro de un tanque de alimentación de líquido; y

abrir una válvula de control de conducto de reciclaje en la entrada de líquido, proporcionando de ese modo un pasaje de líquido de flujo de retorno que reduce la presión 35 desde la entrada de líquido del al menos un módulo de tratamiento de líquido que evita una

bomba de alta presión corriente arriba de la entrada de líquido.
11 . Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que dicha reducción de la presión de líquido en la salida de la bomba es realizada mediante: retirar salmuera del al menos un módulo de tratamiento de líquido; y

5 reducir, a una velocidad mejorada, la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido mediante al menos una de las siguientes operaciones y una combinación de las mismas:

abrir una válvula de reducción de presión corriente abajo de la bomba de alta presión ;

10 aumentar la salida de volumen de la bomba de circulación desde su salida de volumen cuando funciona como una bomba de circulación de concentrado hasta una salida de volumen mayor cuando funciona como una bomba de líquido de alimentación; y

pasar el líquido desde corriente abajo de la bomba de alimentación de alta 15 presión hacia corriente arriba de la bomba de alimentación de alta presión.
12. Un método de acuerdo con la reivindicación 11 , en el que dicho pasaje del líquido desde corriente abajo de la bomba de alimentación de alta presión hacia corriente arriba de la bomba de alimentación de alta presión incluye pasar el líquido a través de un reductor de

20 flujo dispuesto en paralelo a la bomba de alimentación de alta presión.
13. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, que comprende además las etapas de: hacer circular un concentrado desde dicha salida de salmuera a dicha entrada de 25 líquido mediante dicha bomba de circulación y mediante una válvula de control de recirculación dispuesta entre dicha salida de salmuera y dicha entrada de líquido; y

después de que se exceda el umbral de presión de líquido, cerrar la válvula de control de recirculación.

30 14. Un sistema de tratamiento de agua que comprende: al menos un módulo de tratamiento de líquido que emplea al menos una membrana, el al menos un módulo tiene una entrada de líquido en un lado de alimentación de la al menos una membrana, una salida de permeado en un lado de permeado de la al menos una membrana y una salida de salmuera en un lado de

35 salmuera de la al menos una membrana; una bomba de alta presión , operativa para presurizar el líquido a tratar

recibido en una entrada de alimentación de líquido; una bomba de circulación para hacer circular la salida de salmuera concentrada a dicha entrada de líquido; y un controlador de sistema configurado para recibir una indicación de salida de

5 la presión de líquido dentro del al menos un módulo de tratamiento de líquido y después de que se exceda un umbral de la presión de líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido, que representa el exceso de un umbral de salinidad en el líquido en este, reducir la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido a un nivel que excede la presión osmótica del

10 líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido haciendo cambios en el suministro de líquido al módulo.
15. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 14, que comprende además: una válvula de reducción de presión de líquido en la salida de salmuera; un tanque de alimentación de

15 líquido en comunicación con la salida de salmuera; y una válvula de control de conducto de reciclaje en la entrada de líquido; en el que la reducción de la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido es realizada bajo el control de dicho controlador de sistema por al menos una de las siguientes operaciones, y una combinación de las mismas:

20 abrir dicha válvula de reducción de presión de líquido; aumentar una salida de volumen de líquido de la bomba de circulación; equilibrar presiones de líquido entre una presión de líquido dentro del al menos un

módulo de tratamiento de líquido y dentro de dicho tanque de alimentación de líquido; y abrir dicha válvula de control de conducto de reciclaje, proporcionando de ese modo

25 un pasaje de líquido de flujo de retorno que reduce la presión desde la entrada de líquido del al menos un módulo de tratamiento de líquido que evita la bomba de alta presión corriente arriba de la entrada de líquido.
16. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 14 o 15, que comprende además una

30 válvula de control de recirculación dispuesta entre dicha salida de salmuera y dicha entrada de líquido, en el que dicha circulación del concentrado se realiza mediante la válvula de control de recirculación, después de que se exceda el umbral de presión de líquido, el controlador de sistema se configura para cerrar la válvula de control de recirculación.

35

17. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, en el que

dicha

bomba de alta presión se configura para mantener normalmente un volumen de

50

líquido de alimentación de salida fijo independientemente de variaciones en la presión de líquido en la salida de la misma, el consumo de energía de la bomba depende de las variaciones en la presión de líquido en la salida.

5 18. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 17, que comprende además un sensor de presión dispuesto en dicha salida de la bomba, para monitorizar la presión de líquido dentro del al menos un módulo de tratamiento de líquido.
19. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, en el que 10 dicha reducción de la presión de líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido

es realizada mediante: retirar salmuera del al menos un módulo de tratamiento de líquido; y reducir, a una velocidad mejorada, la presión del líquido en el al menos un módulo de

tratamiento de líquido mediante al menos una de las siguientes operaciones y una 15 combinación de las mismas: abrir una válvula de reducción de presión corriente abajo de la bomba de alta presión ;

aumentar la salida de volumen de la bomba de circulación desde su salida de volumen cuando funciona como una bomba de circulación de concentrado hasta una 20 salida de volumen mayor cuando funciona como una bomba de líquido de

alimentación; y pasar el líquido desde corriente abajo de la bomba de alimentación de alta presión hacia corriente arriba de la bomba de alimentación de alta presión.

25 20. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 19, que comprende además un restrictor de flujo dispuesto en paralelo a la bomba de alimentación de alta presión; y en el que dicho pasaje del líquido desde corriente abajo de la bomba de alimentación de alta presión hacia corriente arriba de la bomba de alimentación de alta presión incluye pasar el líquido a través de dicho reductor de flujo.
21 . Un sistema de tratamiento de líquido que comprende:

al menos un módulo de tratamiento de líquido que emplea al menos una membrana, el al menos un módulo tiene una entrada de líquido en un lado de alimentación de la al menos una membrana, una salida de permeado en un lado de

35 permeado de la al menos una membrana y una salida de salmuera en un lado de salmuera de la al menos una membrana;

una bomba de alta presión, operativa para presurizar líquido a tratar recibido en una entrada de alimentación de líquido y configurada para mantener normalmente un volumen de líquido de alimentación de salida fijo independientemente de variaciones en la presión de líquido en la salida de la misma, el consumo de energía

5 de la bomba depende de las variaciones en la presión de líquido en la salida; una bomba de circulación para hacer circular la salida de salmuera concentrada a dicha entrada de líquido; y un controlador de sistema configurado para recibir una indicación de salida de la presión de líquido en la salida de la bomba y cuando se alcanza un umbral de

10 presión alta predeterminado en la salida de la bomba, realizar cambios inmediatamente en el suministro de líquido al módulo, para provocar de ese modo la disminución inmediata de la presión de líquido en la salida de la bomba, hasta una presión inferior a la presión osmótica en el lado de alimentación de una parte pero no de todo del módulo, reduciendo de ese modo inmediatamente el consumo de energía

15 de la bomba.
22. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 21 , en el que la presión de líquido en la salida de la bomba se reduce de modo que la presión de líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido excede la presión osmótica del líquido en el al menos un módulo

20 de tratamiento de líquido.
23. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 21 o 22, que comprende además: una válvula de reducción de presión de líquido en la salida de salmuera; un tanque de alimentación de líquido en comunicación con la salida de salmuera; y una válvula de control

25 de conducto de reciclaje en la entrada de líquido; en el que la reducción de la presión del líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido es realizada bajo el control de dicho controlador de sistema por al menos una de las siguientes operaciones, y una combinación de las mismas: abrir dicha válvula de reducción de presión de líquido;

30 aumentar una salida de volumen de líquido de la bomba de circulación; equilibrar presiones de líquido entre una presión de líquido dentro del al menos un módulo de tratamiento de líquido y dentro de dicho tanque de alimentación de líquido; y

abrir dicha válvula de control de conducto de reciclaje, proporcionando de ese 35 modo un pasaje de líquido de flujo de retorno que reduce la presión desde la entrada de líquido del al menos un módulo de tratamiento de líquido que evita la bomba de

alta presión corriente arriba de la entrada de líquido.
24. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 21 a 23, en el que dicha reducción de la presión de líquido en el al menos un módulo de tratamiento de líquido

5 es realizada mediante: retirar salmuera del al menos un módulo de tratamiento de líquido; y reducir, a una velocidad mejorada, la presión del líquido en el al menos un módulo de

tratamiento de líquido mediante al menos una de las siguientes operaciones y una combinación de las mismas: 10 abrir una válvula de reducción de presión corriente abajo de la bomba de alta presión;

aumentar la salida de volumen de la bomba de circulación desde su salida de

volumen cuando funciona como una bomba de circulación de concentrado hasta una

salida de volumen mayor cuando funciona como una bomba de líquido de

15 alimentación; y pasar el líquido desde corriente abajo de la bomba de alimentación de alta presión hacia corriente arriba de la bomba de alimentación de alta presión.
25. Un sistema de acuerdo con la reivindicación 24, que comprende además un restrictor

20 de flujo dispuesto en paralelo a la bomba de alimentación de alta presión; y en el que dicho pasaje del líquida desde corriente abajo de la bomba de alimentación de alta presión hacia corriente arriba de la bomba de alimentación de alta presión incluye pasar el líquido a través de dicho reductor de flujo.

25 26. Un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 21 a 25, que comprende además una válvula de control de recirculación dispuesta entre dicha salida de salmuera y dicha entrada de líquido; en el que dicha circulación del concentrado se realiza mediante la válvula de control de recirculación , después de que se exceda el umbral de presión de líquido, el controlador de sistema se configura para cerrar la válvula de control de

30 recirculación.