ES2566608T3 - Procedimiento para hacer funcionar una instalación de tratamiento de aguas - Google Patents

Procedimiento para hacer funcionar una instalación de tratamiento de aguas Download PDF

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Walter Kühn
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Abstract

Procedimiento para hacer funcionar una instalación de tratamiento de aguas con un primer recipiente (1A) y con al menos un recipiente adicional (1B, 1C), siendo atravesados los recipientes (1A, 1B, 1C) en paralelo por respectivamente un flujo volumétrico parcial (5A, 5A', 5A'', 5A''', 5B, 5B', 5B'', 5B''', 5C, 5C', 5C'', 5C''') y juntos por un flujo volumétrico total (GVS) y estando equipados respectivamente con un elemento de tratamiento de aguas regenerable de una capacidad básica, comprendiendo el procedimiento los siguientes pasos que se repiten: * determinación de una capacidad residual (2A) del elemento de tratamiento de aguas en el primer recipiente (1A) y determinación del flujo volumétrico parcial (5A, 5A', 5A'', 5A''') actual a través del primer recipiente, * determinación de una capacidad residual (2B, 2B', 2B'', 2B''', 2C, 2C', 2C'', 2C''') adicional del elemento de tratamiento de aguas en al menos uno de los recipientes (1B, 1C) adicionales y/o determinación del flujo volumétrico parcial (5B, 5B', 5B'', 5B''', 5C, 5C', 5C'', 5C''') actual a través de al menos uno de los recipientes (1B, 1C) adicionales, * determinación de un valor límite de regeneración (RGW) para el primer recipiente; iniciándose un proceso de regeneración del elemento de tratamiento de aguas en el primer recipiente (1A) cuando la capacidad residual (2A) del elemento de tratamiento de aguas queda por debajo del valor límite de regeneración (RGW) en el primer recipiente (1A), calculándose el valor límite de regeneración (RGW) en dependencia de los flujos volumétricos parciales (5A, 5A', 5A'', 5A''', 5B, 5B', 5B'', 5B''', 5C, 5C', 5C'', 5C''') actuales que pasan por el primer y recipientes adicionales (1A, 1B, 1C) y/o de la capacidad residual (2B, 2B', 2B'', 2B''', 2C, 2C', 2C'', 2C''') adicional del elemento de tratamiento de aguas del recipiente (1B, 1C) adicional, y decreciendo la función del valor límite de regeneración (RGW) en dependencia de los flujos volumétricos parciales (5A, 5A', 5A'', 5A''', 5B, 5B', 5B'', 5B''', 5C, 5C', 5C'', 5C''') actuales de manera monótona, de manera preferida fuertemente monótona, y/o decreciendo la función del valor límite de regeneración (RGW) en dependencia de la capacidad residual (2B, 2B', 2B'', 2B''', 2C, 2C', 2C'', 2C''') de los elementos de tratamiento de aguas de los recipientes (1B, 1C) adicionales de manera monótona, de manera preferida fuertemente monótona.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para hacer funcionar una instalacion de tratamiento de aguas
La invencion se refiere a un procedimiento para hacer funcionar una instalacion de tratamiento de aguas con un primer recipiente y con al menos un recipiente adicional, siendo atravesados los recipientes en paralelo por respectivamente un flujo volumetrico parcial y juntos por un flujo volumetrico total y estando equipados respectivamente con un elemento de tratamiento de aguas regenerable de una capacidad basica.
Un procedimiento, en el que se hacen funcionar en paralelo varios recipientes, se conoce del documento EP 1 160 204 B1.
El agua, la cual es puesta a disposicion por la red de agua potable publica, contiene diferentes sustancias endurecedoras, particularmente, iones de calcio e iones de magnesio. Esto puede conducir a depositos de cal en todo tipo de superficies, las cuales estan expuestas al agua.
Mediante instalaciones ablandadoras de agua puede ablandarse el agua, en cuanto que se sustituyen iones de calcio y de magnesio por iones de sodio. Para ello se utiliza una resina de intercambio ionico cargada de iones de sodio. La resina de intercambio ionico solo puede absorber no obstante, una cantidad determinada de iones de calcio y magnesio. Una vez se ha alcanzado esta cantidad, no se produce ningun cambio ionico mas, dado que la capacidad de la resina de intercambio ionico esta agotada. La resina de intercambio ionico tiene que regenerarse. Para ello se conduce una solucion de regeneracion (solucion de cloruro sodico) por la resina de intercambio ionico. En este caso se carga la resina de intercambio ionico con iones de sodio.
El grado de agotamiento de la resina de intercambio ionico se determina habitualmente por medicion de la cantidad de agua que ha pasado a traves de un recipiente equipado con resina de intercambio ionico desde la ultima regeneracion y ablandada teniendo en cuenta la dureza del agua no tratada, como se describe en el documento DE 32 33 238 C2 o el documento DE 103 50 884 B4.
En el documento DE 32 33 238 C2 se determina un consumo de agua medio diario del periodo anterior a partir del cual se calcula una capacidad de reserva. La regeneracion se inicia cuando la capacidad residual desciende por debajo del valor de la capacidad de reserva. La regeneracion se lleva a cabo entonces durante el dia en un momento, en el cual el consumo de agua sea previsiblemente reducido. En este caso es desventajoso, que durante la regeneracion no se produce ningun ablandamiento del agua.
Del documento DE 103 50 884 B4 se conoce una instalacion de preparacion de aguas con dos recipientes de preparacion, que se hacen funcionar de manera alterna. A cada recipiente de preparacion, se le asigna una unidad de control. La dureza del agua no tratada y la cantidad de agua que fluye por el correspondiente recipiente de preparacion, se miden. La capacidad residual del recipiente de preparacion que se encuentra en funcionamiento se determina tras el paso de una determinada cantidad de agua o tras un determinado tiempo, a partir de la dureza del agua no tratada y de la cantidad de agua medida.
El documento EP 2 048 117 A1 describe igualmente una instalacion de preparacion de agua, que se hace funcionar mediante funcionamiento de vaiven, determinandose la capacidad residual del recipiente que se encuentra en funcionamiento, mediante un sensor de conductividad. Los pasos a traves de los recipientes individuales se determinan por separado.
En el caso de dispositivos que se hacen funcionar mediante funcionamiento de vaiven, siempre hay uno de los recipientes de preparacion que no es atravesado por agua, lo cual no es deseado debido a motivos higienicos y debido a ello debe evitarse.
Del documento EP 1 160 204 B1 se conoce un procedimiento, en el que se hacen funcionar en paralelo varios recipientes. En el caso de este tipo de procedimientos en paralelo, se determina por norma un paso completo por todos los recipientes y se supone que el paso completo se distribuye uniformemente por los recipientes individuales. Es conocido no obstante tambien, determinar por separado los pasos a traves de los recipientes individuales. Es problematico en el caso de los procedimientos en paralelo conocidos del estado de la tecnica, que en el caso de una regeneracion demasiado tardia, existe el peligro de una superacion del limite de la dureza o en el caso de una regeneracion demasiado pronta, el consumo de solucion de regeneracion es innecesariamente alto.
El documento US 5 069 779 A) divulga un dispositivo de tratamiento de aguas que se hace funcionar mediante funcionamiento en paralelo. Para la regeneracion se determina un valor limite y se compara con la capacidad actual del elemento de tratamiento de aguas correspondiente. El valor limite se calcula a partir de la capacidad maxima Vmax de la velocidad de flujo Fmax maxima posible y a partir de la Cmax maxima posible, asi como a partir del tiempo T, que se requiere para la regeneracion.
En el documento WO 94/13379 A1 se describe un procedimiento de tratamiento de aguas con elementos de
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tratamiento de aguas que se hacen funcionar en paralelo, en el cual se inicia la regeneracion del elemento de tratamiento de aguas correspondiente con la menor capacidad residual, cuando su capacidad residual o las capacidades residuales de los dos elementos de tratamiento de aguas o la suma de las capacidades residuales de todos los elementos de tratamiento de aguas quedan por debajo de un valor limite prefijado anteriormente.
El documento US 6 036 866 A describe tambien una instalacion en paralelo para el tratamiento de aguas. La regeneracion de uno de los N elementos de tratamiento de agua se inicia cuando k de N elementos de tratamiento de agua utilizados quedan por debajo de un valor limite, siendo el valor limite diferente dependiendo de cuantos elementos de tratamiento de aguas quedan por debajo del valor limite. Para un sistema con N recipientes, se inicia la regeneracion de un recipiente cuando la proporcion de capacidad residual y de capacidad total de k recipientes es inferior a (k-1)/N. Si se cumple este requisito, se regenera el recipiente con la capacidad residual mas reducida.
El documento EP 0 447 350 A2 divulga un procedimiento para hacer funcionar una instalacion de tratamiento de aguas, en el que se hacen funcionar en paralelo N recipientes con elementos de tratamiento de agua. En cuanto se ha consumido 1/N de la capacidad mas reducida de los recipientes, se regenera el recipiente, mientras que los otros continuan haciendose funcionar. El valor limite divulgado en el documento EP 0 447 350 A1 (muy alto) conduce no obstante, a regeneraciones innecesariamente frecuentes y con ello a cantidades de agua de lavado demasiado altas y a un desgaste alto de valvulas y juntas.
Los problemas que se describen anteriormente aparecen de manera parecida tambien en el caso de otras instalaciones de tratamiento de aguas, como por ejemplo, instalaciones de filtro.
En el marco de esta solicitud ha de entenderse con “capacidad de un recipiente”, la capacidad del elemento de tratamiento de agua que se encuentra en ese recipiente (por ejemplo, resina de intercambio ionico, material de filtrado). De manera analoga a ello, ha de entenderse con “agotamiento de un recipiente”, el agotamiento del elemento de tratamiento de aguas en el correspondiente recipiente.
Tarea de la invencion
Es por tanto tarea de la presente invencion, proponer un procedimiento, con el que pueda optimizarse el momento de regeneracion de una instalacion de tratamiento de agua y con ello, evitarse tanto un fallo de la funcion de tratamiento deseada (por ejemplo, en forma de una superacion del valor limite de la dureza en el caso de una instalacion de ablandamiento de agua), como tambien, minimizarse la cantidad necesaria de solucion de regeneracion.
Breve descripcion de la invencion
Esta tarea se soluciona segun la invencion, mediante un procedimiento segun la reivindicacion 1.
El procedimiento segun la invencion comprende los siguientes pasos que se repiten:
• determinacion de una capacidad residual del elemento de tratamiento de agua en el primer recipiente y determinacion del flujo volumetrico parcial actual a traves del primer recipiente,
• determinacion de una capacidad residual adicional del elemento de tratamiento de aguas en al menos uno de los recipientes adicionales y/o determinacion del flujo volumetrico parcial actual a traves de al menos uno de los recipientes adicionales,
• determinacion de un valor limite de regeneracion para el primer recipiente; iniciandose el proceso de regeneracion del elemento de tratamiento de agua en el primer recipiente, cuando la capacidad residual del elemento de tratamiento de aguas queda por debajo del valor limite de regeneracion en el primer recipiente.
Segun la invencion, en el caso del procedimiento propuesto, se calcula el valor limite de regeneracion en dependencia de los flujos volumetricos parciales actuales a traves del primero y del recipiente adicional, y/o a partir de la capacidad residual adicional del elemento de tratamiento de aguas del recipiente adicional. La funcion del valor limite de regeneracion decrece monotonamente en dependencia de los flujos volumetricos parciales actuales y/o decrece monotonamente en dependencia de la capacidad residual de los elementos de tratamiento de aguas de los recipientes adicionales.
A diferencia de algunos procedimientos conocidos del estado de la tecnica, en los que como criterio para la regeneracion de un recipiente solo se utiliza el estado (capacidad residual, flujo volumetrico parcial) del recipiente a regenerar, la presente invencion preve, incluir tambien la capacidad residual de un elemento de tratamiento de agua de al menos un recipiente adicional y/o el flujo volumetrico a traves de este recipiente adicional.
Preferiblemente se incluyen ambas cosas, es decir, tanto las capacidades residuales, como tambien, los flujos volumetricos de los recipientes adicionales, en el calculo del valor limite de regeneracion. Una mejora resulta no obstante tambien, ya de tener en cuenta solo las capacidades residuales o solo los flujos volumetricos.
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El “primer recipiente” es correspondientemente el recipiente, para el cual ha de determinarse el valor limite de regeneracion. El concepto “primer recipiente” no se refiere por lo tanto siempre al mismo recipiente de la instalacion de tratamiento de aguas, sino correspondientemente al siguiente recipiente a regenerar.
El estado de los demas recipientes se tiene en cuenta al fijarse el valor limite de regeneracion, en cuanto que el valor limite de regeneracion, se elige de tal manera, que la regeneracion del primer recipiente se termina antes de que se agote la capacidad de los recipientes que se encuentran en funcionamiento. En este caso, la regeneracion no debe iniciarse no obstante tampoco demasiado pronto, ya que de lo contrario aumenta el consumo de la solucion de medio de regeneracion. Es decir, en el caso de una instalacion de ablandamiento de agua, al principio de la regeneracion, la capacidad residual de los recipientes adicionales (juntos) ha de ser de manera optima justo tal, que se ablande el flujo volumetrico total maximo (o el flujo volumetrico total esperado) a traves de los recipientes adicionales durante la duracion de la regeneracion del primer recipiente, siendo el flujo volumetrico total igual a la suma de todos los flujos volumetricos parciales que pasan por los recipientes. El flujo volumetrico total esperado puede fijarse mediante la medicion de los flujos volumetricos parciales actuales del primero y del recipiente adicional, por ejemplo, en cuanto que se supone: flujo volumetrico total esperado = suma de los flujos volumetricos parciales actuales a traves del primero y recipiente adicional (cuando en un futuro cercano no son de esperar cambios) o por ejemplo, en cuando que se supone: flujo volumetrico esperado = valor medio de la suma de los flujos volumetricos parciales actuales medidos durante un determinado tiempo a traves del primero y recipiente adicional.
En caso de que en el momento de la determinacion del valor limite de regeneracion se encuentren recipientes adicionales ya en regeneracion, se tienen en cuenta preferiblemente sus estados. En este caso tiene que tenerse en cuenta, en que momento se termina la regeneracion de los recipientes adicionales, es decir, cuando vuelve a estar a disposicion la capacidad basica de los recipientes adicionales.
El valor concreto del valor limite de regeneracion es dependiente ademas de los estados de los recipientes adicionales, tambien de parametros especificos de instalacion (flujo volumetrico maximo permitido, duracion de la regeneracion).
Un recipiente puede contener varios elementos de tratamiento de aguas, por ejemplo, en forma de varias resinas de intercambio ionico. De esta manera pueden proporcionarse por ejemplo, una resina de cambio de cationes y una de aniones dentro de un unico recipiente (filtro mixto). Existe ademas de ello tambien la posibilidad, de que en un recipiente hayan integrados varios elementos de filtro o intercambiadores de iones y elementos de filtro. En este caso se tienen en cuenta durante la determinacion del valor limite de la regeneracion, en dependencia de las capacidades residuales de los elementos de tratamiento de agua, preferiblemente las capacidades residuales de todos los elementos de tratamiento de agua que se encuentran en los correspondientes recipientes. Esto es recomendable en caso de que los diferentes elementos de tratamiento de agua del mismo recipiente tengan que regenerarse en diferentes momentos, dado que durante la duracion de la regeneracion de uno de los elementos de tratamiento de agua, no se encuentra a disposicion la capacidad residual del otro elemento de tratamiento de agua del mismo recipiente. Si es posible evitar en el caso de una instalacion de ablandamiento de agua una superacion del valor limite de la dureza durante la duracion de la regeneracion del primer recipiente, depende de la capacidad residual que se encuentra a disposicion durante la regeneracion y de la capacidad que se requiere durante la duracion de la regeneracion para el tratamiento de los flujos volumetricos parciales, y con ello, de la duracion de regeneracion de los flujos volumetricos parciales y de la capacidad del agua.
Para el control del proceso de regeneracion, la instalacion de tratamiento de aguas comprende una unidad de control electronica. Durante el proceso de regeneracion, se conduce la solucion de medio de regeneracion a traves del elemento de tratamiento de agua. Para la puesta a disposicion de la solucion de medio de regeneracion, puede proporcionarse un contendor de almacenamiento. Mediante la consideracion segun la invencion de los estados de los recipientes adicionales, puede usarse un control central para todos los recipientes tenidos en cuenta. El control esta informado preferiblemente de manera constante sobre el estado (capacidad residual momentanea y/o flujo volumetrico momentaneo) de todos los recipientes. Un control central unico es economico y ahorra espacio en comparacion con varias unidades de control descentralizadas.
Las capacidades basicas de los elementos de tratamiento de aguas en los recipientes individuales se conocen y se memorizan en la unidad de control electronica.
Los flujos volumetricos parciales que atraviesan los recipientes se determinan preferiblemente de manera continua o de manera repetida en intervalos cortos, se miden particularmente mediante un medidor de paso. Un calculo nuevo del valor limite de regeneracion se produce preferiblemente o bien en intervalos de tiempo fijos o cuando se supera un valor limite fijado previamente para la modificacion del flujo volumetrico dentro de un intervalo de tiempo predeterminado (modificacion minima del flujo volumetrico).
La funcion del valor limite de regeneracion decrece de manera monotona en dependencia de los flujos volumetricos parciales actuales, preferiblemente de manera fuertemente monotona. En el caso de la funcion, puede tratarse de una relacion constante, particularmente al menos lineal por secciones. Es concebible no obstante tambien, una funcion no constante. Segun la invencion desciende por lo tanto el valor limite de regeneracion, cuando el flujo
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volumetrico a traves de los envases aumenta, es decir, cuanto mayor es la retirada de agua, menor es el valor limite de regeneracion. Cuando el consumo de agua momentaneo es alto, el primer recipiente se mantiene segun la invencion durante tanto tiempo en posicion de funcionamiento hasta que una capacidad residual se ha agotado (casi) completamente. En este caso se requieren todos los recipientes -tambien aquellos con una capacidad residual solo reducida - para evitar por ejemplo, una superacion del valor limite de la dureza.
Alternativa o adicionalmente, la funcion del valor limite de regeneracion decrece de manera monotona en dependencia de la capacidad residual de los elementos de tratamiento de agua de los recipientes adicionales, preferiblemente de manera fuertemente monotona. En este caso tambien puede tratarse de una funcion constante, particularmente de una al menos por secciones, lineal. Es concebible no obstante tambien, una funcion no constante. Segun la invencion, se reduce por lo tanto el valor limite de regeneracion al aumentar la capacidad residual de los recipientes adicionales, es decir, que el valor limite de regeneracion se elige mas pequeno cuanto mayor es la capacidad residual de los recipientes adicionales. En el caso de una capacidad residual existente suficiente de los recipientes adicionales, segun la invencion se agota mas la capacidad del primer recipiente, que en el caso de capacidad residual de medicion escasa de los recipientes adicionales, es decir, el inicio de una regeneracion se retrasa cuando existen suficientes reservas en los recipientes adicionales, de manera que tambien puede evitarse en un momento de regeneracion posterior, una superacion del valor limite de la dureza durante la regeneracion. La capacidad del primer recipiente puede aprovecharse de esta manera de forma optima, sin arriesgar una superacion del valor limite de la dureza.
Preferiblemente se proporciona mas de un recipiente adicional y durante la fijacion del valor limite de la regeneracion, se tienen en cuenta los flujos volumetricos parciales actuales y/o las capacidades residuales de todos los demas recipientes. Al tenerse en cuenta los flujos volumetricos parciales y/o las capacidades residuales de todos los recipientes, puede optimizarse el valor limite de regeneracion o el aprovechamiento de los elementos de tratamiento de agua y de la solucion de medio de regeneracion requerida, que se usa durante el proceso de regeneracion.
Es particularmente ventajoso, cuando la cantidad de la solucion de medio de regeneracion usada, se elige en dependencia del valor limite de regeneracion, de tal manera, que se utiliza mas solucion de medio de regeneracion, cuanto menor es el valor limite de regeneracion. La capacidad residual aun existente del recipiente oscila dependiendo del valor limite de regeneracion, con el que se produce el proceso de regeneracion. En el caso de una regeneracion temprana (valor limite de regeneracion alto), se requiere correspondientemente menos solucion de medio de regeneracion que en el caso de una regeneracion mas tardia (valor de regeneracion menor). La cantidad de solucion de medio de regeneracion puede controlarse por ejemplo, mediante una bomba (por ejemplo, una bomba de extraccion de la salmuera para la regeneracion de una resina de intercambio ionico). Preferiblemente se anade tanta solucion de medio de regeneracion, que la resina de intercambio ionico alcanza justo su grado de regeneracion teorico. De esta manera se reduce el consumo de solucion de medio de regeneracion.
En el caso de una variante particularmente preferida, la instalacion de tratamiento de aguas es una instalacion de ablandamiento de agua para el ablandamiento de agua con una dureza de agua no tratada y los recipientes contienen una resina de intercambio ionico como elemento de tratamiento de agua. Como solucion de medio de regeneracion se usa un agua salina concentrada, con la que se solicita la resina de intercambio ionico, mediante lo cual se sustituyen las sustancias endurecedoras unidas y se reemplazan por iones de sodio. Tras la regeneracion se encuentra a disposicion nuevamente la capacidad completa (capacidad basica) o la capacidad correspondiente al grado de regeneracion teorico del intercambiador ionico.
Alternativa o adicionalmente pueden proporcionarse filtros como elementos de tratamiento de agua. La regeneracion se produce entonces por ejemplo, mediante rebobinado del correspondiente filtro con una solucion de rebobinado (solucion de medio de regeneracion).
Las capacidades residuales de la resina de intercambio ionico de los recipientes, se determinan preferiblemente a partir de la cantidad de agua que ha fluido a traves del correspondiente recipiente desde la ultima regeneracion y a partir de la dureza del agua no tratada. La cantidad de agua requerida para ello, que ha fluido por el recipiente desde la ultima regeneracion, puede determinarse mediante un medidor de flujo. La determinacion de la dureza del agua no tratada del agua a ablandar puede producirse de manera continua mediante un sensor de conductividad integrado, determinarse mediante titulacion o solicitarse al suministrador de agua y depositarse en la unidad de control.
En otra variante, la capacidad residual puede determinarse mediante medicion de la diferencia de conductividad del material de intercambio ionico.
Las mediciones necesarias para la determinacion de las capacidades residuales, pueden producirse automaticamente y se repiten, particularmente se producen de manera continua.
Otras ventajas de la invencion resultan de la descripcion y del dibujo. Las formas de realizacion mostradas y descritas no han de entenderse como recuento cerrado, sino que tienen mas bien un caracter a modo de ejemplo
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para la descripcion de la invencion.
Descripcion detallada de la invencion y dibujo Muestran:
Las Figs. 1a - 1d partiendo del ejemplo de tres recipientes, esquematicamente la dependencia del valor limite de regeneracion del primer recipiente para diferentes estados del recipiente adicional:
a) flujo volumetrico alto a traves de los recipientes adicionales y capacidad residual alta de los elementos de tratamiento de agua de los recipientes adicionales;
b) flujo volumetrico alto a traves de los recipientes adicionales y capacidad residual reducida de los elementos de tratamiento de agua de los recipientes adicionales;
c) flujo volumetrico reducido a traves de los recipientes adicionales y capacidad residual alta de los elementos de tratamiento de agua de los recipientes adicionales;
d) flujo volumetrico reducido a traves de los recipientes adicionales y capacidad residual reducida de los elementos de tratamiento de agua de los recipientes adicionales;
La Fig. 2 un diagrama de flujo del procedimiento segun la invencion.
Las figuras muestran tres recipientes 1A, 1B, 1C que se hacen funcionar en paralelo (no se muestran la entrada ni la salida de los recipientes), que son atravesados al mismo tiempo por flujos volumetricos parciales 5A, 5A’, 5A’’, 5A’’’, 5B, 5B’, 5B’’, 5B’’’, 5C, 5C’, 5C’’, 5C’’’, de agua a ser tratada.
Los recipientes 1A, 1B, 1C presentan capacidades residuales actuales 2A, 2B, 2B’, 2B’’, 2B’’’, 2C, 2C’, 2C’’, 2C’’’. El estado actual de los recipientes adicionales 1B, 1C esta caracterizado por el flujo volumetrico parcial actual 5B, 5B’, 5B’’, 5B’’’, 5C, 5C’, 5C’’, 5c’’’ y por la capacidad residual actual 2B, 2B’, 2B’’, 2B’’’, 2C, 2C’, 2C’’, 2C’’’.
La capacidad residual actual 2A del primer recipiente 1A se elige en cada uno de los ejemplos mostrados en la Fig. 1 del mismo tamano debido a motivos de simplicidad. Ademas de ello, se parte de que los recipientes 1A, 1B, 1C, dentro de los ejemplos individuales, son atravesados con flujos volumetricos parciales 5A, 5A’, 5A’’, 5A’’’, 5B, 5B’, 5B’’, 5B’’’, 5C, 5C’, 5C’’, 5C’’’ de igual tamano. El procedimiento segun la invencion puede usarse no obstante tambien, para diferentes flujos volumetricos parciales.
En dependencia del estado de los recipientes 1B, 1C adicionales, se determina un valor limite de regeneracion 3A, 3A’, 3A’’, 3A’’’ para el primer recipiente 1A (valor limite de regeneracion = valor de la capacidad residual del primer recipiente 1A, debiendo iniciarse la regeneracion en caso de no llegarse a este). La diferencia entre la capacidad residual actual 2A del primer recipiente 1A y el valor limite de regeneracion 3A, 3A’, 3A’’, 3A’’’ da como resultado la capacidad 4A, 4A’, 4A’’, 4A’’’ del primer recipiente 1A aun disponible hasta la regeneracion del primer recipiente 1A.
Los flujos volumetricos parciales 5B, 5B’, 5B’’, 5B’’’, 5C, 5C’, 5C’’, 5C’’’ actuales a traves de los recipientes 1B, 1C adicionales se miden por separado para cada recipiente 1B, 1C adicional (de manera preferida continuadamente). Lo mismo es valido para el flujo volumetrico parcial 5A, 5A’, 5A’’, 5A’’’ a traves del primer recipiente 1A. Para la determinacion del valor limite de regeneracion, son relevantes los flujos volumetricos parciales a traves de todos los recipientes 1A, 1B, 1C tenidos en cuenta.
En el caso de una instalacion de ablandamiento de agua, pueden determinarse las capacidades residuales de los recipientes 1B, 1C adicionales mediante la dureza del agua no tratada y la cantidad de agua que ha fluido desde la ultima regeneracion del recipiente 1B, 1C a traves del correspondiente recipiente 1B, 1C. Para ello se proporciona para cada recipiente un contador de agua propio. En el caso de una instalacion de filtrado, las capacidades residuales pueden ser determinadas mediante mediciones de presion diferencial o debido a la cantidad de agua que ha fluido a traves del filtro.
En el ejemplo mostrado en la Fig. 1 a, los flujos volumetricos parciales 5B, 5C a traves de los recipientes 1B, 1C de la instalacion de tratamiento de agua son altos; se retira por lo tanto mucha agua blanda. Como “flujos volumetricos parciales altos” pueden determinarse en el caso de una instalacion de tratamiento de agua con tres recipientes, flujos volumetricos parciales, que son por ejemplo superiores a 1/6 del flujo volumetrico total maximo posible. Para poder controlar la retirada de agua blanda alta, primeramente deberia mantenerse el primer recipiente 1A tambien en posicion de funcionamiento e iniciarse su momento de regeneracion eventualmente en un momento posterior, cuando la retirada de agua blanda sea menor. Los recipientes 1B, 1C adicionales presentan en el ejemplo mostrado en la Fig. 1a, una capacidad residual 2B, 2C relativamente alta (por ejemplo, superior al 30 % de las capacidades basicas). Pueden permanecer por lo tanto aun durante mucho tiempo en posicion de funcionamiento y proporcionar agua blanda tambien durante una regeneracion posterior del primer recipiente 1A. Los flujos volumetricos 5B, 5C
5
10
15
20
25
30
35
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50
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60
65
actuales altos en combinacion con las capacidades residuales 2B, 2C altas de los recipientes 1B, 1C adicionales, conducen a que el valor lfmite de regeneracion 3A del primer recipiente 1A se elija segun la invencion muy bajo, es decir, la regeneracion del primer recipiente 1A se inicia relativamente tarde (con una capacidad residual 2A baja del primer recipiente 1A). La capacidad 4A aun disponible hasta el inicio de la regeneracion es por lo tanto correspondientemente alta en la Fig. 1a.
La situacion opuesta se representa en la Fig. 1 d: los flujos volumetricos 5B’’, 5C’’ a traves de los recipientes 1B, 1C adicionales son reducidos. Los recipientes 1B, 1C adicionales presentan capacidades residuales 2B’’, 2C’’ bajas. Ambos son argumentos para un inicio de regeneracion temprano del primer recipiente 1A. El valor lfmite de regeneracion 3A’’ del primer recipiente 1A es por lo tanto mayor que el correspondiente valor 3A en la figura 1a. La capacidad residual 4A aun disponible es de esta manera correspondientemente baja.
La Fig. 1b muestra una situacion en la que los flujos volumetricos 5B’, 5C’ a traves de los recipientes 1B, 1C adicionales son altos; pero los recipientes 1b, 1C presentan ahora capacidades residuales 2B’, 2C’ bajas. Los flujos volumetricos 5B’, 5C’ altos indican un inicio de regeneracion posterior del primer recipiente 1A. Dado que las capacidades residuales 2B’, 2C’ de los recipientes 1B, 1C adicionales son ahora no obstante solo limitadas, la regeneracion del primer recipiente 1A no deberfa iniciarse por su parte demasiado tarde, para que esta pueda finalizarse antes del agotamiento de los recipientes 1B, 1C adicionales. El valor lfmite de regeneracion de la capacidad residual 3A’ del primer recipiente 1 A, resultante, es por lo tanto por un lado mayor que el valor 3A analogo de la Fig. 1a, no obstante menor que el valor analogo 3A’’ de la Fig. 1d debido a los flujos volumetricos parciales mayores. La capacidad 4A’ aun disponible hasta el inicio de la regeneracion del primer recipiente 1A es por lo tanto correspondientemente menor que el valor 4A analogo y mayor que el valor 49’’ analogo.
En el caso del ejemplo mostrado en la Fig. 1c, los flujos volumetricos 5B’’, 5C’’ a traves de los recipientes 1B, 1C adicionales son reducidos. Ademas de ello, los recipientes adicionales 1B, 1C presentan capacidades residuales 2B’’, 2C’’ altas. Los flujos volumetricos 5B’’, 5C’’ reducidos indican un inicio de regeneracion anterior del primer recipiente 1A, dado que momentaneamente se retira poca agua blanda y de esta manera podrfa retirarse un recipiente de la red para la regeneracion. Las capacidades residuales 2B’’, 2C’’ altas de los recipientes 1B, 1C adicionales permiten por otra parte, regenerar el primer recipiente 1A mas tarde, dado que entonces, los recipientes 1B, 1C presentan tambien entonces reservas de capacidad aun suficientes, para producir las cantidades de agua blanda necesarias durante la regeneracion del primer recipiente 1A. Segun la invencion resulta un valor lfmite de regeneracion 3A’’ del primer recipiente 1A, que puede compararse con el correspondiente valor 3A’ de la Fig. 1b. De manera correspondiente tambien es comparable la capacidad residual 4A’’ aun disponible con el valor 4A’ de la Fig. 1b.
Como se muestra en la Fig. 2 se determinan para la determinacion de un primer valor lHriite de regeneracion RGW primeramente segun la invencion las capacidades residuales 2A, 2B, 2B’, 2B’’, 2B’’’, 2C, 2C’, 2C’’, 2C’’’ del primer recipiente 1A y de los recipientes 1B, 1C adicionales y se miden los flujos volumetricos parciales 5A, 5A’, 5A’’, 5A’’’, 5B, 5B’, 5B’’, 5B’’’, 5C, 5C’, 5C’’, 5C’’’ a traves de todos los recipientes 1A, 1B, 1C. El primer recipiente 1A es segun la definicion aquel recipiente, que ha de regenerarse el siguiente, y presenta por lo tanto la menor capacidad residual 2A.
La suma de los flujos volumetricos parciales (flujo volumetrico total GVS), la calidad del agua (dureza del agua) y el tiempo de regeneracion treg del primer recipiente 1A, determinan el valor de la suma de las capacidades residuales 2B, 2C de los recipientes 1B, 1C adicionales, que han de estar disponibles al menos al inicio de la regeneracion, para evitar una superacion del valor lfmite de la dureza (=capacidad residual mmima MRK de los recipientes adicionales). La capacidad residual mmima es por lo tanto una funcion de la duracion de la regeneracion, de la calidad del agua y del flujo volumetrico total GSV. Cuanto mayor es el flujo volumetrico total GSV, mayor es la capacidad residual mmima MRK necesaria. Para asegurar que tambien al modificarse el flujo volumetrico total GSV no se produce ninguna superacion del valor lHmite de la dureza, puede usarse para el calculo de la capacidad residual mmima MRK en lugar del flujo volumetrico total GVS a traves de los recipientes, el flujo volumetrico continuo maximo posible (flujo nominal de la instalacion de tratamiento de agua).
Al conocerse la duracion de la regeneracion treg, la suma de las capacidades residuales RKw actuales de los recipientes 1B, 1C adicionales y el flujo volumetrico total GVS, puede calcularse cuando se alcanza (manteniendose igual el flujo volumetrico total GVS) la capacidad residual mmima MRK de los recipientes 1B, 1C adicionales y que capacidad residual tendra previsiblemente el primer recipiente en ese momento. Esta capacidad residual pronosticada para el primer recipiente representa el valor lfmite de regeneracion RGW.
Para el caso de flujos volumetricos parciales iguales, el valor lfmite de regeneracion para el primer recipiente 1A se calcula por lo tanto:
RGW = RK1 - ARK/n (para RK1 > ARK/n)
con:
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
RKi: capacidad residual actual del primer recipiente
RKw suma de las capacidades residuales 2B, 2B’, 2B’’, 2B’’’, 2C, 2C’, 2C’’, 2C’’’ actuales de los recipientes 1B,
1C adicionales
n: cantidad de los recipientes adicionales (aqui: 2)
ARK: RKw-MRK (ARK/n se corresponde con la capacidad 4A, 4A’, 4A’’, 4A’’’ aun disponible hasta el inicio de la
regeneracion).
Cuando la capacidad residual RKw actual de los recipientes adicionales es muy grande y RK1 < ARK/n, entonces el primer recipiente 1A puede agotarse completamente. El valor limite de regeneracion es entonces cero o casi cero.
Cuando la capacidad residual RKw actual de los recipientes 1B, 1C adicionales tiende a la capacidad residual minima MRK, el primer recipiente 1A deberia regenerarse directamente. El valor limite de regeneracion RGW es en este caso el valor de la capacidad residual RK1 actual del primer envase 1A.
Cuando los flujos volumetricos parciales son muy altos, el valor de la capacidad residual minima MRK tambien es correspondientemente alto.
Lista de referencias 1A:
1B:
1C:
2A:
2B, 2B’, 2B’’, 2B’’’:
2C, 2C’, 2C’’, 2C’’’:
3A, 3A’, 3A’’, 3A’’’:
4A, 4A’, 4A’’, 4A’’
5A, 5A’, 5A’’, 5A’’
5B, 5B’, 5B’’, 5B’’
5C, 5C’, 5C’’, 5C’
RGW:
RK1:
RKW:
MRK:
treg:
GVS n:
ARK:
primer recipiente segundo recipiente tercer recipiente
capacidad residual actual del elemento de tratamiento de aguas del primer recipiente
capacidad residual actual del elemento de tratamiento de aguas del segundo recipiente
capacidad residual actual del elemento de tratamiento de aguas del tercer recipiente
valor limite de regeneracion del primer recipiente al inicio de la regeneracion
capacidad residual disponible del primer recipiente hasta el inicio de la regeneracion flujo volumetrico parcial en el primer recipiente, flujo volumetrico parcial en el segundo recipiente flujo volumetrico parcial en el tercer recipiente
valor limite de regeneracion (se corresponde con 3A, 3A’, 3A’’, 3A’’’ de las Figs. 1a-1d) capacidad residual actual del primer recipiente (se corresponde con 2A de las Figs. 1a-1d)
suma de las capacidades residuales 2B, 2B’, 2B’’, 2B’’’, 2C, 2C’, 2C’’, 2C’’’ actuales de los recipientes adicionales 1B, 1C
capacidad residual minima de los recipientes adicionales (suma de las capacidades necesarias durante la regeneracion del primer recipiente 1A, de los recipientes 1B, 1C adicionales) MRK ~ treg*GVS*dureza
duracion de la regeneracion
flujo volumetrico total = suma de los flujos volumetricos parciales de todos los recipientes 1A, 1B, 1C
cantidad de los recipientes adicionales (aqui: 2)
RKw-MRK (ARK/n se corresponde con la capacidad 4A, 4A’, 4A’’, 4A’’’ aun disponible hasta el inicio de la regeneracion.

Claims (6)

  1. 5
    10
    15
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    25
    30
    35
    40
    45
    50
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para hacer funcionar una instalacion de tratamiento de aguas con un primer recipiente (1 A) y con al menos un recipiente adicional (1B, 1C), siendo atravesados los recipientes (1A, 1B, 1C) en paralelo por respectivamente un flujo volumetrico parcial (5A, 5A’, 5A’’, 5A’’’, 5B, 5B’, 5B’’, 5B’’’, 5C, 5C’, 5C’’, 5C’’’) y juntos por un flujo volumetrico total (GVS) y estando equipados respectivamente con un elemento de tratamiento de aguas regenerable de una capacidad basica, comprendiendo el procedimiento los siguientes pasos que se repiten:
    • determinacion de una capacidad residual (2A) del elemento de tratamiento de aguas en el primer recipiente (1A) y determinacion del flujo volumetrico parcial (5A, 5A’, 5A’’, 5A’’’) actual a traves del primer recipiente,
    • determinacion de una capacidad residual (2B, 2B’, 2B’’, 2B’’’, 2C, 2C’, 2C’’, 2C’’’) adicional del elemento de tratamiento de aguas en al menos uno de los recipientes (1B, 1C) adicionales y/o determinacion del flujo volumetrico parcial (5B, 5B’, 5B’’, 5B’’’, 5C, 5C’, 5C’’, 5C’’’) actual a traves de al menos uno de los recipientes (1B, 1C) adicionales,
    • determinacion de un valor limite de regeneracion (RGW) para el primer recipiente;
    iniciandose un proceso de regeneracion del elemento de tratamiento de aguas en el primer recipiente (1A) cuando la capacidad residual (2A) del elemento de tratamiento de aguas queda por debajo del valor limite de regeneracion (RGW) en el primer recipiente (1A), calculandose el valor limite de regeneracion (RGW) en dependencia de los flujos volumetricos parciales (5A, 5A’, 5A’’, 5A’’’, 5B, 5B’, 5B’’, 5B’’’, 5C, 5C’, 5C’’, 5C’’’) actuales que pasan por el primer y recipientes adicionales (1A, 1B, 1C) y/o de la capacidad residual (2B, 2B’, 2B’’, 2B’’’, 2C, 2C’, 2C’’, 2C’’’) adicional del elemento de tratamiento de aguas del recipiente (1B, 1C) adicional, y decreciendo la funcion del valor limite de regeneracion (RGW) en dependencia de los flujos volumetricos parciales (5A, 5A’, 5A’’, 5A’’’, 5B, 5B’, 5B’’, 5B’’’, 5C, 5C’, 5C’’, 5C’’’) actuales de manera monotona, de manera preferida fuertemente monotona, y/o decreciendo la funcion del valor limite de regeneracion (RGW) en dependencia de la capacidad residual (2B, 2B’, 2B’’, 2B’’’, 2C, 2C’, 2C’’, 2C’’’) de los elementos de tratamiento de aguas de los recipientes (1B, 1C) adicionales de manera monotona, de manera preferida fuertemente monotona.
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que se proporciona mas de un recipiente (1B, 1C) adicional y se tienen en cuenta al fijarse el valor limite de regeneracion (RGW) los flujos volumetricos parciales (5A, 5A’, 5A’’, 5A’’’, 5B, 5B’, 5B’’, 5B’’’, 5c, 5C’, 5C’’, 5C’’’) actuales y/o las capacidades residuales (2B, 2B’, 2B’’, 2B’’’, 2C, 2C’, 2C’’, 2C’’’) de todos los recipientes adicionales.
  3. 3. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que durante el proceso de regeneracion se utiliza una solucion de medio de regeneracion y se elige la cantidad de la solucion de medio de regeneracion usada en dependencia del valor limite de regeneracion (RGW) de tal manera que se usa mas solucion de medio de regeneracion cuanto menor es el valor limite de regeneracion (RGW).
  4. 4. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la instalacion de tratamiento de aguas es una instalacion de ablandamiento de aguas para ablandar agua con una dureza de agua no tratada y los recipientes contienen una resina de intercambio ionico como elemento de tratamiento de aguas.
  5. 5. Procedimiento segun la reivindicacion 4, caracterizado por que las capacidades residuales (2A, 2B, 2B’, 2B’’, 2B’’’, 2C, 2C’, 2C’’, 2C’’’) de la resina de intercambio ionico de los recipientes (1A, 1B, 1C) se determinan a partir de la cantidad de agua que ha fluido a traves del correspondiente recipiente (1A, 1B, 1C) desde la ultima regeneracion y a partir de la dureza del agua no tratada.
  6. 6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el valor limite de regeneracion (RGW) se determina en dependencia de los flujos volumetricos parciales (5A, 5A’, 5A’’, 5A’’’, 5B, 5B’, 5B’’, 5B’’’, 5C, 5C’, 5C’’, 5C’’’) actuales a traves del primer y del recipiente adicional (1A, 1B, 1C) y de la capacidad residual (2B, 2B’, 2B’’, 2B’’’, 2C, 2C’, 2C’’, 2C’’’) adicional del elemento de tratamiento de aguas del recipiente (1B, 1C) adicional.
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