ES2607702T3 - Monitorización de contenedor de salmuera de una instalación de tratamiento de agua - Google Patents

Monitorización de contenedor de salmuera de una instalación de tratamiento de agua Download PDF

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Abstract

Instalación de tratamiento de agua, en particular una instalación de ósmosis inversa, con un contenedor de salmuera (16), que está dispuesto sobre una plataforma de pesaje (42) de un dispositivo de pesaje (17), que mide el peso del contenedor de salmuera (16), caracterizada por que la plataforma de pesaje (42) se apoya sobre tres soportes, que discurren en forma de estrella en el mismo ángulo uno con respecto a otro y están provistos de tres pies, que presentan la misma distancia uno con respecto a otro y con respecto al centro de la forma de estrella, por que un pie (47) forma un pie de medición, estando una célula de pesaje (46) intercalada entre el pie de medición (47) y la plataforma de pesaje (42), por que los otros dos pies (43) son ajustables, y por que la plataforma de pesaje (42) presenta unas secciones de pared verticales para centrar el contenedor de salmuera (16) sobre la plataforma de pesaje (42).

Description

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DESCRIPCION
Monitorizacion de contenedor de salmuera de una instalacion de tratamiento de agua.
Se describe un sistema de fluido para la monitorizacion del funcionamiento y la calidad y/o el control de etapas de filtrado ffsica y qufmicamente activas de un tratamiento previo de agua para el funcionamiento de una instalacion de osmosis inversa u otra instalacion de tratamiento de agua o de monitorizacion de agua.
Un inconveniente de trayectos de filtrado es el telediagnostico de cloro y dureza no realizable o solo diffcil de realizar o bien la monitorizacion del grado de ensuciamiento de filtros mecanicos.
Ademas, por motivos de seguridad, particularmente en tratamientos de agua para dialisis, es necesario realizar diariamente una documentacion manual costosa de la dureza del agua o del contenido de cloro, en particular para realizar la comprobacion de que se ha retirado el cloro toxico del lfquido por medio de los filtros utilizados.
Los sensores de cloro existentes para la medicion online no se cloran frecuentemente con regularidad y no pueden suministrar resultados de medicion fiables en ausencia de cloro en el lfquido.
Para retirar del agua sales diffcilmente solubles, por ejemplo de calcio y/o magnesio, se utilizan frecuentemente desendurecedores.
En la utilizacion de desendurecedores con resinas de intercambio cationico acidas, estas pueden regenerarse regularmente por medio de una solucion de salmuera de cloruro de sodio.
Esta regeneracion se realiza en general con solucion de cloruro de sodio que se prepara en un denominado contenedor de salmuera, en el que se diluye sal en una cantidad de lfquido previamente determinada.
Un fallo de la regeneracion, por ejemplo debido a falta de solucion de cloruro de sodio, puede llevar a calcificaciones gravosas de las instalaciones posteriores.
Ademas, debido al volumen relativamente grande de resina, los desendurecedores tienden al crecimiento microbiano con la consiguiente contaminacion del lfquido circulante.
Son problematicas las obstrucciones de los filtros porque el intercambio de material filtrante resultante de ello va acompanado usualmente de una interrupcion del funcionamiento.
Se han desarrollado un control de actor, un control de sensor y un software que hacen posible que el usuario valore la funcionalidad de una instalacion por acceso online y obtenga sobre esta base un telediagnostico sobre el estado de funcionamiento actual.
Para satisfacer los requisitos normativos y/o internos de la empresa, pueden proporcionarse simultaneamente con el registro automatico las pruebas de documentacion necesarias por medio del EDV (procesamiento electronico de datos) conectado.
Gracias a la evaluacion especffica de la instalacion pretendida por medio del analisis y la visualizacion de los parametros de funcionamiento, es posible lograr una distribucion acfclica de las utilizaciones del servicio y, por tanto, una reduccion del numero de servicios.
Sobre esta base es posible una actuacion economica y mas ecologica dado que asf se puede coordinar mejor in situ el uso de personal entrenado y pueden evitarse de manera dirigida y preventiva los fallos condicionados por el desgaste.
Para evitar las desventajas antes citadas, antes y despues de las etapas de filtrado se conducen corrientes parciales al sensor correspondiente por medio de valvulas conectadas, y se evaluan estas corrientes por medio de dispositivos de medicion electronicos. Estos dispositivos de medicion pueden ser tambien componentes integrantes de instalaciones posteriores de tratamiento de agua y/o pueden ser igualmente un puesto de mando. Es posible un funcionamiento bidireccional para la influencia sobre actores y sensores.
Ventajosamente, con un transductor de presion electronico se monitorizan online diferentes etapas de filtro mecanicas en su grado de ensuciamiento por medicion de las presiones y la determinacion de la diferencia de presion, y en el caso filtros adecuados con automatismo de retrolavado correspondiente, se inicia tambien un programa de retrolavado automatico.
Segun otro punto de vista de la invencion, se utiliza un sensor de cloro de medicion online, cuya funcion relevante para la seguridad se supervisa segun la invencion, para lo cual se suministra al sensor cloro generado electrolfticamente de manera regular con concentracion conocida.
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El resultado de medicion se registra y se documenta electronicamente.
El cloro puede fabricarse a partir de una solucion de salmuera existente.
La funcion del desendurecedor, es decir, la filtracion y reduccion de sales de calcio y magnesio diffcilmente solubles, puede vigiarse por medio de un sensor de calcio y/o de magnesio sensible a los iones.
El problema de la invencion es la provision de un dispositivo de pesaje con las caracterfsticas de la reivindicacion 1 para la monitorizacion del nivel de llenado del contenedor de salmuera o el volumen restante de sales en el contenedor de salmuera. Para ello, el contenedor de salmuera se coloca sobre un elemento de construccion con celula de pesaje. Dado que el armazon constructivo puede utilizarse ventajosamente en todo momento con independencia del contenedor de salmuera empleado, los contenedores de salmuera que tambien se encuentran ya en funcionamiento pueden equiparse con este dispositivo de monitorizacion.
Es posible tambien indicar el volumen de salmuera directamente o como solucion semaforo con color de aviso, y realizar una retransmision y registro del mismo en un puesto de mando o en un tratamiento de agua posterior que, por ejemplo, puede estar configurado como instalacion RO (osmosis inversa).
Por tanto, pueden suprimirse una inspeccion y documentacion de la reserva de sal en el contenedor de salmuera, que deben realizarse diariamente por el personal de servicio.
Un ligero clorado regular del desendurecedor durante la regeneracion por cloro generado electrolfticamente a partir del contenedor de salmuera del desendurecedor, reduce el crecimiento microbiano en la resina desendurecedora y, por tanto, proporciona lfquido mas libre de germenes.
La figura 1 muestra una unidad de filtrado previo segun la invencion con una etapa de filtrado mecanico-qufmica (4), una unidad de monitorizacion de actor-sensor (3), un sistema electronico de evaluacion correspondiente (2) y un sistema electronico (5) posible que pertenece, por ejemplo a una osmosis inversa posterior, en donde el sistema electronico (2) puede estar configurado tambien a modo de sistema electronico de puesto de mando y se comunica con el sistema electronico (5).
La etapa de filtrado mecanico-qufmica (4) esta representada solo a modo de ejemplo con respecto a la eleccion de las etapas de filtrado dispuestas para aclarar la funcion de la monitorizacion segun la invencion.
La disposicion a modo de ejemplo comienza con la entrada de agua (6), una valvula de bloqueo (8) y un filtro previo (9) automaticamente retrolavable con una valvula de flujo de salida y una conexion de drenaje. Sigue una valvula de bloqueo de seguridad (10) que se activa por un detector de fugas (22a) con sensor de lfquido (22b).
Otros componentes pueden ser un separador de tubo (11) y un inhibidor de reflujo (12) para evitar una contaminacion de la entrada de agua (6).
A bajas presiones de entrada de agua existe la posibilidad de la agregacion de una unidad de elevacion de presion (13). Otra etapa de filtrado (14) puede estar configurada tanto como filtro de cartucho (14a), filtro de arena (14b) o como filtro de fibra hueca no representado aquf en el rango de nanoporos o ultraporos.
La referencia (15) muestra un desendurecedor, por ejemplo representado como desendurecedor doble que se carga generalmente con resina fuertemente acida que contiene cationes y que, al agotarse, puede regenerarse regularmente con solucion NaCl procedente del tratamiento de salmuera (16).
En este caso, es importante monitorizar el nivel de llenado de la sal en el contenedor de salmuera (16). Esto se realiza con un dispositivo de pesaje (17) que esta configurado a modo de armazon constructivo independiente.
Los documentos US n° 2011/084030 A1 y US n° 2008/046215 A1 divulgan una instalacion de tratamiento de agua, en la que un contenedor esta dispuesto sobre un dispositivo de pesaje que mide el peso del contenedor de salmuera. El documento US n° 2011/084030 A1 trata del cloro del agua de una piscina o de agua potable y/o del tratamiento de aguas residuales por medio de hipocloruro de sodio. Para ello se pesa un contenedor en el que se vierte el hipocloruro de sodio, estando el tanque en un dispositivo de pesaje. Ademas del peso inicial se registra tambien la fecha del llenado del tanque en un dispositivo de control electronico. El hipocloruro de sodio se suministra al agua a tratar a traves de una bomba, elevandose la velocidad de la bomba con el tiempo para compensar una degradacion del hipocloruro de sodio en el tanque de reserva. El documento US n° 2008/046215 A1 trata del registro del llenado de un tanque de reserva que esta dispuesto sobre un dispositivo de pesaje, determinandose el tiempo de llenado del tanque de reserva y todo el tiempo de utilizacion del llenado por un dispositivo de control electronico. En ambos documentos, el respectivo contenedor esta dispuesto sobre una plataforma de una bascula electronica de la cual no se revela ninguna ejecucion adicional. Ademas, los documentos US n° 4.002.215 A y US n° 6.222.137 B1 divulgan dispositivos de pesaje para la monitorizacion de contenedores de lfquido.
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Segun la figura 2, el dispositivo de pesaje (17) consta de una celula de pesaje (46) cuya senal puede amplificarse por el sistema electronico (44) en la plataforma de pesaje (42), tratarse electronicamente, o bien procesarse tanto por el sistema electronico (2) como por una electronica (5) eventualmente subsiguiente. En este caso, pueden monitorizarse los valores lfmite de peso preajustados del contenedor de salmuera y diagnosticarse a distancia por via optica o acustica para su visualizacion o bien para su tratamiento por tecnica EDV.
La celula de pesaje (46) esta fijada a la plataforma de pesaje (42) por medio de tornillos (48) de modo que un tercio del peso de la salmuera o de la sal carga sobre el pie de medicion (47). Para el guiado lateral del contenedor de salmuera se establecen los lfmites laterales (45).
Por medio del dispositivo de electrolisis (18), durante el proceso de regeneracion del desendurecedor (15) puede formarse solucion con contenido de cloro a partir de la salmuera que fluye hasta la celula de electrolisis (18). En este caso, se entiende que la concentracion de cloro depende de la concentracion de salmuera, pero sustancialmente de la altura de la potencia electricamente suministrada a la celula de electrolisis. El crecimiento microbiano en la resina desendurecedora se reduce asf fuertemente.
La referencia (19) muestra un dispositivo de filtro de carbon/decloracion doble que se utiliza para el filtrado del cloro.
La etapa de filtrado (20) puede retirar del agua de filtro (7) como etapa de filtrado fino partfculas muy pequenas antes de que esta se suministre, por ejemplo, a una instalacion de osmosis inversa o a una instalacion de agua potable.
La unidad de actor-sensor (3) puede equiparse con un contador de agua electronico (21) para el registro y el aviso del consumo de agua.
Para monitorizar el contenido de cloro del lfquido suministrado, en una camara de sensor de cloro (29), se encuentra preferentemente un sensor de cloro (30) o para medir todo el cloro o el cloro libre.
La camara de sensor de cloro (29) tiene una entrada de flujo y una salida de flujo libre. La valvula de liberacion (28) se encuentra directamente delante de la camara de sensor.
Usualmente, el lfquido suministrado por el abastecedor de agua puede clorarse con cloro de diferentes concentraciones, no estando presente temporalmente ninguna entrada de cloro segun el estado de higiene en ciertas circunstancias.
Por consiguiente, en este caso, no es posible ninguna explicacion sobre la funcion apropiada del sensor (30).
Para la comprobacion regular del sensor de cloro, la valvula de prueba (27), la valvula de succion de salmuera (24), como tambien la valvula de liberacion (28) se abren y se conecta la celula de electrolisis (18). En este caso, la salmuera o la solucion con contenido de cloro se succiona en una relacion de concentracion seleccionada del contenedor (16) por medio de la valvula de succion de salmuera ajustable 24 y la bomba (23), se mezcla con lfquido por medio del estrangulador de flujo (25), se conduce adicionalmente a la camara de medicion (29), se registra por medio del sensor de cloro (30) y se evalua con el sistema electronico (2) o (5).
Por medio de esta prueba regular, puede asegurarse la funcion apropiada de la celula de medicion (30).
Esta tambien dentro del sentido de la invencion el utilizar una provision y monitorizacion de la solucion de salmuera de cloruro de sodio con miras solamente a una monitorizacion del sensor de cloro, con independencia de un desendurecedor u otras etapas de filtrado. En este caso, el conducto de succion de la solucion de salmuera y la celula de electrolisis para la generacion de cloro electrolftico son guiados con independencia del conducto de succion de salmuera y la celula de electrolisis del desendurecedor.
La bomba (23) esta representada a modo de ejemplo como bomba Venturi, pudiendo ser posibles otros tipos de bombas para conseguir la funcion, realizandose en este caso una dosificacion de la solucion con contenido de cloro por medio de una bomba no representada desde el conducto 24a hasta el conducto 25a.
Para monitorizar la funcion de filtrado de carbon correcta/dispositivo de decloracion (19) puede abrirse primero una valvula, por ejemplo (40) o (27). Asimismo, se abre la valvula de liberacion (28). En caso de que se encuentre cloro en el lfquido suministrado, esto se registra por medio del sensor de cloro (30) previamente verificado.
A continuacion, se abren de manera consecutiva las valvulas (33), (31) o tambien (32), y se abre tambien la valvula de liberacion de cloro (28). Asf, las etapas de filtrado del filtro de carbon pueden comprobarse. Si el sensor de cloro registra la no presencia de cloro se termina con exito la comprobacion del filtro. Esta dentro del sentido de la invencion el que esta medicion pueda realizarse tambien de manera autonoma y registrarse por tecnica EDV.
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Para monitorizar las etapas de filtrado (9), (14), (20), el transductor de presion (41) se solicita discrecionalmente y de manera consecutiva con las presiones reinantes en las etapas de filtrado por medio de las valvulas dispuestas en la figura 1 antes o despues de las etapas de filtrado.
Asf, por ejemplo, la monitorizacion de la cafda de presion de la etapa de filtrado (9) tiene lugar por medio de la medicion de la presion de entrada a traves de la valvula (37) y la monitorizacion de la presion de salida tiene lugar por medio de la valvula (38).
De manera equivalente a la medicion antes citada, puede imaginarse en la figura 1 la medicion de las cafdas de presion por medio de la conexion de las valvulas (39/40) para las etapas de filtrado (14) y las valvulas (31/32) para la etapa de filtrado (20).
La determinacion de las cafdas de presion del desendurecimiento (15) y la decloracion (19) es posible tambien por medio de una conexion consecutiva de las valvulas (40, 27, 33, 31).
Un alivio de carga atmosferica del sensor de presion (41), generalmente o entre dos mediciones, puede realizarse por medio de la valvula (34) y tambien la valvula (28).
Por medio de la medicion del flujo a traves del conducto 6 con reloj de agua/caudalfmetro (21) o tambien una medicion de flujo correspondiente en un tratamiento posterior, pueden calcularse los valores de presion medidos en los filtros por medio del sistema electronico (2, 5) en valores estandar o medios y pronosticarse un momento de aviso, intercambio, lavado o mantenimiento para diferencias de presion preajustadas.
Dado que la determinacion de las diferencias de filtro y presion son en general mediciones relativas, el uso de un sensor de presion unico (41), es ventajoso tanto en terminos de coste como tambien con respecto al coste de calibracion.
Normalmente, se conocen las presiones de entrada de agua en el conducto (6), por ejemplo en el filtro (9), de modo que el sensor de presion (41), solicitado con una presion conocida, pueda verificarlas antes del comienzo de un ciclo de medicion en el marco de un mantenimiento o una inspeccion tecnica.
Una configuracion ventajosa de la medicion de presion es la determinacion de valores medios de presion por medio del sistema electronico (2, 5) en los respectivos filtros (9, 14, 15, 19, 20) para lo cual pueden hacerse coincidir, por ejemplo, 50 mediciones con un valor medio y se representan por medio de un intervalo temporal a modo de ejemplo de 1.000 horas de funcionamiento.
Por tanto, las variaciones que deben atribuirse a un final de la vida util del sensor (41) o de la obstruccion de los filtros antes citados pueden reconocerse o pronosticarse y consultarse a distancia por tecnica EDV.
Para monitorizar la funcion correcta del desendurecedor (15) se abre primero la valvula (40) y se suministra agua dura al sensor de calcio (36) a traves de la valvula abierta (34) por medio de la camara de medicion (35).
A continuacion, se conduce lfquido desendurecido a traves del estrangulador de flujo (25) y las valvulas (27, 34) en la camara de medicion (35) hasta el sensor de calcio (38) sensible a los iones.
Leyendas
1.
Filtrado previo con paquete de sensores
2.
Sistema electronico de paquete de sensores
3.
Unidad de actor y sensor
4.
Componentes de filtrado previo
5.
Sistema electronico de filtrado posterior
6.
Entrada de agua
7.
Agua de filtro
8
Valvula de bloqueo
9.
Filtro previo retrolavable con valvula de limpieza
10.
Valvula de bloqueo de seguridad
11.
Separador de tubo
12.
Inhibidor de reflujo
13.
Unidad de elevacion de presion
14.
Etapa de filtrado fino 2
15.
Etapa de desendurecimiento
16.
Tratamiento de salmuera/deposito de salmuera
17.
Unidad de pesaje
18.
Celula de electrolisis
19.
Etapa de decloracion/filtro de carbon
20.
Etapa de filtrado fino 3
21.
reloj de agua/caudalfmetro
22.
Aviso de fuga con sensor
23.
Bomba de salmuera
24.
Valvula de succion de salmuera
25.
Estrangulador de flujo
26.
Inhibidor de reflujo
27.
Valvula de prueba de sensor de cloro/valvula de comprobacion de calcio I
28.
Valvula de liberacion de sensor de cloro
29.
Camara de sensor de cloro
30.
Sensor de cloro
31.
Valvula de comprobacion de cloro II/ etapa de filtrado fino 3 presion de entrada
32.
Valvula de comprobacion de cloro III/etapa de filtrado fino 3 presion de salida
33.
Valvula de comprobacion de cloro I
34.
Valvula de liberacion de sensor de calcio
35.
Camara de sensor de calcio
36.
Sensor de calcio
37.
Etapa de filtrado fino 1 presion de entrada
38.
Etapa de filtrado fino 1 presion de salida
39.
Etapa de filtrado fino 2 presion de entrada
40.
Etapa de filtrado fino 2 presion de salida/valvula de prueba de calcio
41.
Sensor de presion
6a
Conductos
6b
16a
19a
24a
25a
42.
Plataforma
43.
Pies ajustables
44.
Electronica
45.
Limitacion lateral
46.
Celula de pesaje
47.
Pie de medicion
48
Fijacion de celula de pesaje

Claims (4)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Instalacion de tratamiento de agua, en particular una instalacion de osmosis inversa, con un contenedor de salmuera (16), que esta dispuesto sobre una plataforma de pesaje (42) de un dispositivo de pesaje (17), que mide el
    5 peso del contenedor de salmuera (16), caracterizada por que la plataforma de pesaje (42) se apoya sobre tres soportes, que discurren en forma de estrella en el mismo angulo uno con respecto a otro y estan provistos de tres pies, que presentan la misma distancia uno con respecto a otro y con respecto al centro de la forma de estrella, por que un pie (47) forma un pie de medicion, estando una celula de pesaje (46) intercalada entre el pie de medicion (47) y la plataforma de pesaje (42), por que los otros dos pies (43) son ajustables, y por que la plataforma de pesaje 10 (42) presenta unas secciones de pared verticales para centrar el contenedor de salmuera (16) sobre la plataforma de
    pesaje (42).
  2. 2. Instalacion de tratamiento de agua segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el dispositivo de pesaje (17) esta configurado a modo de armazon constructivo independiente.
    15
  3. 3. Instalacion de tratamiento de agua segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada por que la celula de pesaje esta conectada con un sistema electronico (2, 5), que procesa sus senales.
  4. 4. Instalacion de tratamiento de agua segun las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que un indicador de aviso 20 optico y/o acustico esta conectado con el sistema electronico (2, 5), que emite una senal de aviso cuando se alcanza
    un valor lfmite predeterminado.
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