MX2013001765A - Aparato para producir agua fresca y metodo para su operacion. - Google Patents
Aparato para producir agua fresca y metodo para su operacion.Info
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Abstract
La presente invención se refiere a un aparato productor de agua fresca para producir agua fresca a partir de solutos que contienen el agua de entrada. El aparato producto de agua fresca comprende una primera unidad de membrana semipermeable y una segunda unidad de membrana semipermeable. Una primera línea de suministro del agua de entrada para suministrar el agua de entrada está conectada a la primera unidad de membrana semipermeable. Una segunda línea de suministro del agua de entrada para suministrar el agua de entrada está conectada a la segunda unidad de membrana semipermeable. La primera unidad de membrana semipermeable y la segunda unidad de membrana semipermeable están conectadas por una línea de agua concentrada para suministrar el agua concentrada de la primera unidad de membrana semipermeable a la segunda unidad de membrana semipermeable.
Description
APARATO PARA PRODUCIR AGUA FRESCA Y METODO PARA SU OPERACION
Campo de la Invención
La invención se refiere a un aparato para producir agua fresca que emplea unidades de membrana semipermeable diseñadas para producir agua fresca por el tratamiento del agua de entrada tal como el agua de mar, el agua de un río, el agua subterránea o el agua de desecho tratada. Más específicamente, se refiere a aparatos productores de agua fresca capaces de producir eficientemente agua fresca de acuerdo con el tipo del agua de entrada, así como a métodos de operación para ellos.
Antecedentes de la Invención
Puesto que desde principios del siglo 21, el medio ambiente del agua global se ha deteriorado gradualmente, y esto ha hecho que sea extremadamente importante asegurar los recursos de agua y desarrollar tecnologías de tratamiento del agua como un medio para llevarlo a cabo. Contra estos antecedentes, rápidos avances están progresando en las tecnologías del tratamiento del agua basado en las membranas de separación, conduciendo a su uso activo en diversos campos, incluyendo la purificación del agua de un río/lago, la desalación del agua de mar, y la reutilización de las aguas de desecho y de las alcantarillas. Como parte de este progreso, el desarrollo de membranas de separación de alto
REF.238622 rendimiento capaces del tratamiento del agua con un costo inferior y consumo inferior de energía ha sido promovido. También se están haciendo esfuerzos para desarrollar procesos de tratamiento del agua eficientes que incluyen los sistemas de desalación del agua de mar, híbridos, que combinan el proceso de destilación y el proceso de ósmosis inversa (RO, por sus siglas en inglés) . Tales sistemas ya han sido construidos y puestos en servicio, principalmente en el Oriente Medio (documento no de patente 1) .
En el caso de las naciones que son islas, tales como
Japón y Singapur, los recursos de agua disponibles varían desde la temporada de lluvias hasta la temporada seca, y los sistemas de desalación que se adaptan a esta situación por el uso del agua de los yacimientos como el agua de entrada mientras que los yacimientos retienen el agua y cambian al agua de mar en otros tiempos, ya son conocidos.
Los ejemplos concretos incluyen un sistema conocido basado en dos unidades de membrana semipermeable con un flujo de proceso básico en la Figura 10 en la cual cuando el agua de entrada es salobre, se provee con un tratamiento de RO por medio de la unidad de membrana semipermeable P7 de la primera etapa, con el agua concentrada de esta etapa alimentada a la unidad de membrana semipermeable P8 de la segunda etapa para el tratamiento de RO adicional para elevar la tasa de recuperación total (= velocidad de flujo del agua permeada/velocidad de flujo del agua de entrada) ; y cuando el agua de entrada es el agua de mar, el agua permeada de la unidad de la membrana semipermeable P7 de la primera etapa es alimentada a la unidad de membrana semipermeable P8 de la segunda etapa para proporcionar dos veces el tratamiento de RO y por esto mejorar la calidad del agua del agua producida (documento no de patente 2) . Un sistema semejante está propuesto por el documento de patente 1.
Otro sistema conocido con un flujo de proceso básico como es mostrado en la Figura 11 también ha sido propuesto (documento de patente 2) en el cual cuando el agua de entrada es salobre, la misma es alimentada a dos unidades de membrana semipermeable conectadas en paralelo abriendo las válvulas P6b y P6j y cerrando las válvulas P6k y P61 para incrementar la cantidad del agua fresca producida; y cuando el agua de entrada es el agua de mar, el agua permeada de una unidad de membrana semipermeable es alimentada a la otra unidad de membrana semipermeable cerrando P6b y P6j y abriendo las válvulas P6k y P61 para mejorar la calidad del agua del agua producida.
Sin embargo, estos métodos tienen problemas asociados con la escasa eficiencia energética de las membranas de osmosis inversa a alta presión. Cuando el agua de entrada es el agua de mar, la primera unidad de membrana semipermeable se requiere que tenga durabilidad a presiones elevadas (por ejemplo 5 a 7 MPa) aplicables a la desalación del agua de mar y emplear membranas de osmosis inversa con una permeabilidad baja en el agua y un funcionamiento de rechazo elevado adecuado para la desalación del agua de entrada altamente salada, pero tratando el agua salobre con tales membranas de osmosis inversa a alta presión se reduce la eficiencia energética debido a su baja permeabilidad del agua. La segunda unidad de la membrana semipermeable también se requiere que tenga una durabilidad a alta presión y un funcionamiento de rechazo adecuado comparable con la primera unidad de la membrana semipermeable cuando el agua de entrada es el agua de mar debido a la necesidad de tratar el agua concentrada de la primera unidad de la membrana semipermeable, a pesar del hecho de que la misma necesita operar a presiones bajas cuando el agua de entrada es el agua salobre porque el agua permeada de la primera unidad de membrana semipermeable es suministrada a la segunda unidad.
Documentos del arte previo
Documentos de patente
Documento de patente 1: JP 3,957,081
Documento de patente 2: JP 3,957,080
Documentos no de patente
Documento no de patente 1: J. K. Park et al., "Application of Hybrid Technology to the largest desalination plant, Fujairan, UAE, " Proc. of IDA World Congress BAH03-193 (2003).
Documento no de patente 2: J. S. S. Chin et. al., "Increasing water resources through desalination in Singapore: Planning for sustainable future," Proc . of IDA World Congress DB09-Q33 (2009) .
Breve Descripción de la Invención
Problema técnico
La invención tiene como objeto proporcionar aparatos que producen agua fresca que emplean membranas semipermeables (membranas de osmosis inversa) capaces de producir eficientemente agua fresca que satisface la calidad del agua objetivo bajo condiciones de salinidad del agua e entrada variables, así como a métodos de operación para ellos.
Solución al problema
La invención resuelve los problemas con los medios descritos posteriormente.
(1) Un aparato productor de agua fresca para producir agua fresca a partir del agua de entrada que contiene un soluto, que comprende una primera unidad de membrana semipermeable y una segunda unidad de membrana semipermeable, en donde una primera línea de alimentación del agua de entrada para alimentar el agua de entrada está conectada a la primera unidad de membrana semipermeable, mientras que una segunda línea de alimentación del agua de entrada para la alimentación del agua de entrada está conectada a la segunda unidad de la membrana semipermeable, y en donde la primera unidad de membrana semipermeable y la segunda unidad de membrana semipermeable están conectadas junto con una línea para el agua concentrada que alimenta el agua concentrada desde la primera unidad de la membrana semipermeable a la segunda unidad de la membrana semipermeable. Los ejemplos del aparato productor del agua fresca basado en esta modalidad son mostrados en la Figura 1 y la Figura 2.
(2) El aparato productor de agua fresca de acuerdo con el punto (1) anterior, en donde el agua de entrada que va a ser alimentada a la primera línea de alimentación del agua de entrada y la segunda línea de alimentación del agua de entrada es una mezcla de al menos dos tipos del agua de entrada que tienen diferentes composiciones. Los ejemplos de los aparatos productores del agua fresca basados en esta modalidad son mostrados en la Figura 3, Figura 4, Figura 5, Figura 6, Figura 7, Figura 12, Figura 13, y Figura 14.
(3) El aparato productor de agua fresca de acuerdo con los puntos (1) o (2) anteriores, en donde una bomba reforzadora o una unidad de presurización no accionada con energía está provista en una posición en la segunda línea de alimentación del agua de entrada localizada a la mitad de la ruta entre un punto de unión de la segunda línea de alimentación del agua de entrada conectada a la segunda unidad de la membrana semipermeable y la línea del agua concentrada fijada a la primera unidad de la membrana semipermeable y la segunda unidad de la membrana semipermeable. Los ejemplos de los aparatos productores de agua fresca basados en esta modalidad son mostrados en la Figura 3 y la Figura 4.
(4) El aparato productor de agua fresca de acuerdo con cualquiera de los puntos (1) a (3) anteriores, que comprende además una unidad de la membrana semipermeable auxiliar común capaz de operar en paralelo tanto con la primera unidad de la membrana semipermeable como la segunda unidad de la membrana semipermeable. Un ejemplo del aparato productor de agua fresca basado en esta modalidad es mostrado en la Figura 5.
(5) El aparato productor de agua fresca de acuerdo con cualquiera de los puntos (1) a (4) anteriores, que comprende además una unidad de la membrana semipermeable auxiliar capaz de operar en paralelo con la primera unidad de la membrana semipermeable y/o una unidad de la membrana semipermeable auxiliar capaz de operar en paralelo con la segunda unidad de membrana semipermeable. Los ejemplos de los aparatos productores de agua fresca basados en esta modalidad son mostrados en la Figura 6, Figura 7, Figura 9, Figura 12, Figura 13, y Figura 14.
(6) El aparato productor de agua fresca de acuerdo con el punto (5) anterior, en donde la unidad de la membrana semipermeable auxiliar capaz de operar en paralelo con la segunda unidad de la membrana semipermeable es alimentada con agua de entrada diferente del agua de entrada alimentada a la primera unidad de la membrana semipermeable y la segunda unidad de la membrana semipermeable. Los ejemplos de los aparatos productores de agua fresca basados en esta modalidad son mostrados en la Figura 7, Figura 12, Figura 13, y Figura 14.
(7) El aparato productor de agua fresca de acuerdo con los puntos (1) a (6) anteriores, en donde al menos una parte del agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable es mezclada en el agua de entrada para la primera unidad de la membrana semipermeable. Los ejemplos de los aparatos productores de agua fresca basados en esta modalidad son mostrados en la Figura 8 y la Figura 9.
(8) El aparato productor de agua fresca de acuerdo con cualquiera de los puntos (1) a (7) anteriores, en donde la permeabilidad del agua de la primera unidad de la membrana semipermeable es más elevada que la permeabilidad del agua de la segunda unidad de la membrana semipermeable .
(9) El aparato productor de agua fresca de acuerdo con los puntos (1) a (8) anteriores, en donde la resistencia a la presión de la primera unidad de la membrana semipermeable es inferior que la resistencia a la presión de la segunda unidad de la membrana semipermeable .
(10) El aparato productor de agua fresca de acuerdo con cualquiera de los puntos (1) a (9) anteriores, en donde la resistencia a la corrosión de la primera unidad de la membrana semipermeable es inferior que la resistencia a la corrosión de la segunda unidad de la membrana semipermeable.
(11) Un método de operación para un aparato productor de agua fresca descrito en cualquiera de los puntos (1) a
(10) anteriores, en donde la velocidad de flujo del agua de entrada en la primera linea de alimentación del agua de entrada conectada a la primera unidad de la membrana semipermeable y la velocidad de flujo del agua de entrada en la segunda línea de alimentación del agua de entrada conectada a la segunda unidad de la membrana semipermeable son controladas para que mantengan la presión de la alimentación del agua de entrada a la primera unidad de la membrana semipermeable y/o las concentraciones de los solutos contenidos en los solutos en el agua permeada de la primera unidad de la membrana semipermeable dentro de los valores fijados .
(12) Un método de operación para el aparato productor de agua fresca descrito en el punto (4) anterior, en donde el uso o no uso de la unidad de la membrana semipermeable auxiliar común y la velocidad de flujo de su agua de alimentación son controladas de acuerdo con la velocidad de flujo del agua de alimentación en la primera línea de alimentación del agua de entrada conectada a la primera unidad de la membrana semipermeable y la velocidad de flujo del agua de alimentación en la segunda línea de alimentación del agua de entrada conectadas a la segunda unidad de la membrana semipermeable .
(13) Un método de operación para el aparato productor de agua fresca descrito en el punto (5) anterior, en donde el uso o no µe? de las unidades de la membrana semipermeable auxiliares capaces de operación en paralelo y la velocidad de flujo de su agua de alimentación son controladas de modo que mantengan la presión de alimentación del agua de alimentación para la primera unidad de la membrana semipermeable y la presión de alimentación del agua de alimentación para la segunda unidad de la membrana semipermeable dentro de los valores fijados.
(14) El método de operación para un aparato productor de agua fresca de acuerdo con los puntos (11) a (13) anteriores, en donde una línea para mezclar al menos una parte del agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable hacia el agua de alimentación para la primera unidad de la membrana semipermeable es provista y al menos una parte del agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeables es mezclada en el agua de alimentación para la primera unidad de la membrana semipermeable, para mantener la calidad del agua del agua tratada dentro de los valores fijados.
(15) El aparato productor de agua fresca de acuerdo con cualquiera de los puntos (5) a (7) anteriores, en donde al menos cualquiera del agua concentrada de la primera unidad de la membrana semipermeable y la segunda unidad de la membrana semipermeable o el agua concentrada de la unidad de membrana semipermeable auxiliar paralela es mezclada en el agua de alimentación para cualquiera de las otras unidades de membrana semipermeable .
Efecto de la invención
La invención hace posible utilizar unidades de membrana semipermeable óptimas para varios tipos del agua de entrada, incluyendo el agua de mar, el agua de un rio, el agua subterránea y el agua de desecho tratada, conduciendo a una producción eficiente de agua fresca, no posible con el aparato productor de agua fresca convencional.
Breve Descripción de las Figuras
La Figura 1 es un diagrama de flujo de proceso esquemático de una modalidad del aparato productor de agua fresca de la invención.
La Figura 2 es un diagrama de flujo de proceso esquemático de otra modalidad del aparato productor de agua fresca de la invención.
La Figura 3 es un diagrama de flujo de proceso esquemático de otra modalidad del aparato productor de agua fresca de la invención.
La Figura 4 es un diagrama de flujo de proceso esquemático de otra modalidad del aparato productor de agua fresca de la invención.
La Figura 5 es un diagrama de flujo de proceso esquemático de otra modalidad del aparato productor de agua fresca de la invención.
La Figura 6 es un diagrama de flujo de proceso esquemático de otra modalidad del aparato productor de agua fresca de la invención.
La Figura 7 es un diagrama de flujo de proceso esquemático de otra modalidad del aparato productor de agua fresca de la invención.
La Figura 8 es un diagrama de flujo de proceso esquemático de otra modalidad del aparato productor de agua fresca de la invención.
La Figura 9 es un diagrama de flujo de proceso esquemático de otra modalidad del aparato productor de agua fresca de la invención.
La Figura 10 es un diagrama de flujo de proceso esquemático de un aparato productor de agua fresca, convencional.
La Figura 11 es un diagrama de flujo de proceso esquemático de otro aparato productor de agua fresca, convencional .
La Figura 12 es un diagrama de flujo de proceso esquemático de otra modalidad del aparato productor de agua fresca de la invención.
La Figura 13 es un diagrama de flujo de proceso esquemático de otra modalidad del aparato productor de agua fresca de la invención.
La Figura 14 es un diagrama de flujo de proceso esquemático de otra modalidad del aparato productor de agua fresca de la invención.
Descripción Detallada de la Invención
Las modalidades preferidas de la invención son descritas posteriormente utilizando las figuras. Sin embargo, el alcance de la invención no está limitada a las mismas.
Ejemplo 1
La Figura 1 es una figura (diagrama de flujo) que muestra un arreglo de los componentes que constituyen un aparato productor de agua fresca Al. Un arreglo de una pluralidad de unidades de membrana semipermeable para separar los solutos contenidos en el agua, así como las tuberías (líneas) de agua conectadas directa o indirectamente a ellas, los tanques de almacenamiento de agua, las bombas de alimentación de agua, y las válvulas de control de la velocidad de flujo del agua, etc., provistos en el aparato productor de agua fresca Al como es mostrado en la Figura 1.
Un tanque del agua de entrada 2 , una unidad de pre-tratamiento 4 para proveer al agua de entrada con filtración y otros pre-tratamientos previos al suministro a las unidades de la membrana semipermeable, una primera unidad de la membrana semipermeable 7, una segunda unidad de la membrana semipermeable 8, un tanque de agua permeada 10, y una unidad recuperadora de energía 9 están colocadas desde corriente arriba hacia abajo en el aparato productor de agua fresca Al.
El extremo corriente abajo de una línea del agua de entrada RL1, diseñada para alimentar un agua de entrada 1 desde afuera al aparato productor de agua fresca Al al tanque 2 del agua de entrada, está conectado al tanque 2 del agua de entrada. El agua de entrada 1 está almacenada temporalmente en el tanque de agua de entrada 2. El tanque de agua de entrada 2 y la unidad de pre-tratamiento 4 están conectadas por una línea del agua de entrada RL2. Una bomba 3 para alimentar el agua de entrada 1 a la unidad de pre-tratamiento 4 está provista en la línea del agua de entrada RL2. Cuando opera la bomba 3, el agua de entrada 1, almacenada temporalmente el tanque 2 del agua de entrada, es suministrada a la unidad de pre-tratamiento 4, en la cual el agua de entrada 1 es provista con filtración y otros pre-tratamientos .
Una línea del agua de entrada RL3 está fijada a la unidad de pre-tratamiento 4, y un punto de ramificación BP1 diseñado para dividir el flujo de agua llevado por la línea, está provisto en su extremo corriente abajo. Una bomba reforzadora 5, diseñada para proveer al agua de entrada con la presión requerida por las unidades de la membrana semipermeable, está provista en la línea del agua de entrada RL3.
El punto de ramificación BP1 y la primera unidad de la membrana semipermeable 7 están conectadas por una primera línea de alimentación del agua de entrada FLl, y una válvula 5a está provista en la primera línea de alimentación del agua de entrada FLl. El punto de ramificación BP1 y la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 están conectadas por una segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2, y una válvula 6b está provista en la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2.
El agua de entrada 1 extraída de la unidad de pre-tratamiento 4 y que fluye a través de la línea de alimentación del agua de entrada RL3 es presurizada por la bomba reforzadora 5 y es provista al punto de ramificación BP1. En el punto de ramificación BP1, el flujo del agua de entrada 1 es dividido, y uno de los flujos hacia, fuera viaja a través de la línea de alimentación del agua de entrada FLl una vez que se ha pasado la válvula 6a y se introduce al espacio para el lado del agua de alimentación de la primera unidad de la membrana semipermeable 7. El otro flujo hacia fuera viaja a través de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 una vez que se ha pasado la válvula 6b y se introduce al espacio para el lado del agua de alimentación de la segunda unidad de membrana semipermeable 8. Las válvulas 6a y 6b son utilizadas para controlar las velocidades de flujo de las aguas de entrada suministradas a la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y a la segunda unidad de la membrana semipermeable 8, respectivamente .
Como se puede observar de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 en la figura 1, las unidades de membranas semipermeables diseñadas para remover los componentes del soluto del agua están representados gráficamente por un rectángulo con una de sus líneas diagonales trazada. Esta técnica de trazado es utilizada de la manera acostumbrada en el presente campo técnico cuando se ilustran las unidades de la membrana semipermeable. En la presente solicitud de patente, la misma técnica de trazado es utilizada cuando se denotan unidades de la membrana semipermeable en las figuras.
El rectángulo representa un recipiente de una unidad de la membrana semipermeable, mientras que la línea diagonal representa las membranas semipermeables (membranas de ósmosis inversa) alojadas en el mismo. El agua de alimentación a una unidad de la membrana semipermeable es tratada por la parte interna de las membranas semipermeables. La porción del agua que falla en pasar a través de las membranas semipermeables es llamada comúnmente el "agua concentrada" . El agua concentrada es descargada desde la unidad de la membrana semipermeable. La porción del agua que pasa a través de las membranas semipermeables, por otra parte, es llamada comúnmente el "agua permeada". El agua permeada es descargada desde la unidad de la membrana semipermeable. La unidad de la membrana semipermeable tiene una abertura de recepción del agua de alimentación para introducir el agua de alimentación en el espacio de retención del agua de alimentación de la unidad de la membrana semipermeable desde afuera, una abertura de descarga del agua concentrada para descargar el agua concentrada, y una abertura de descarga del agua permeada para descargar el agua permeada cuando la misma alcanza el espacio de retención del agua permeada después de pasar a través de la membrana semipermeable.
En la Figura 1, el extremo corriente abajo de la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 está conectado a la abertura de recepción del agua de alimentación de la primera unidad de la membrana semipermeable 7, mientras que el extremo corriente abajo de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 está conectada a la abertura de recepción del agua de alimentación de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. La abertura de descarga del agua concentrada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y un punto de unión MP1 provisto sobre la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 están conectados por una línea del agua concentrada CL1. Una bomba reforzadora 12 está provista en la línea del agua concentrada CL1. La bomba reforzadora 12 presuriza el agua concentrada que fluye a través de la línea del agua concentrada CL1, cuando sea necesario.
La línea del agua concentrada CL1 de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 (unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa) está provista con la bomba reforzadora 12, y la bomba reforzadora 12 compensa la diferencia de la presión con la línea de alimentación del agua de entrada dentro de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 (unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa) . Sin embargo, en esencia, es posible reestablecer un equilibrio de la presión sin el uso de la bomba reforzadora 12 por la creación de una reducción de la presión por el estrechamiento de la abertura de la válvula 6b.
La abertura de descarga del agua concentrada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 está conectada con una línea del agua concentrada CL2 y la unidad recuperadora de energía 9 está provista en la línea del agua concentrada CL2. El agua concentrada 11 descargada desde la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 es descargada hacia fuera del aparato productor de agua fresca Al por medio de la unidad recuperadora de energía 9. La unidad recuperadora de energía 9 recupera la energía de la presión retenida por el agua concentrada que fluye a través de la línea del agua concentrada CL2.
La abertura de descarga del agua permeada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 está conectada con una línea del agua permeada PL1, el extremo corriente abajo de la cual está conectado al tanque del agua permeada 10. La abertura de descarga del agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 está conectada con una línea del agua permeada PL2 , el extremo corriente abajo del cual está conectado a la línea del agua permeada PL1 en un punto de unión MP2. Esta configuración lineal permite que el agua permeada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y el agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 sean almacenadas en el tanque del agua permeada 10. El agua permeada almacenada en el tanque del agua permeada 10 es utilizada como agua fresca.
Las características del aparato productor de agua fresca Al como se ilustró en la Figura 1, son descritas posteriormente .
El aparato productor de agua fresca Al es un aparato productor de agua fresca para producir agua fresca a partir del agua de entrada 1, que contiene el soluto, que comprende la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. La primera unidad de la membrana semipermeable 7 está conectada con la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 , diseñada para suministrar el agua de entrada 1 a la misma, mientras que la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 están conectadas conjuntamente por la línea del agua concentrada CL1, diseñada para transportar el agua concentrada desde la primera unidad de la membrana semipermeable 7 hasta la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. Además, la. segunda unidad de la membrana semipermeable 8 está conectada con la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2, diseñada para suministrar el agua de entrada 1 a la misma. El aparato productor de agua fresca Al mostrado en la Figura 1 emplea una configuración del sistema capaz de suministrar ya sea la totalidad del agua de entrada 1 a la primera unidad de la membrana semipermeable 7 (unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa) por medio de las válvulas 6a o 6b o suministrar directamente la totalidad o una parte del agua de entrada 1 a la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 (unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa) derivando la primera unidad de la membrana semipermeable 7 (unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa) en varios grados .
Cuando se está tratando el agua de entrada de una concentración baja, tal como el agua de un río, utilizando este aparato, la totalidad del agua de entrada es pasada inicialmente a través de la unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa 7 para el tratamiento por la abertura completa de la válvula 6a y cerrando completamente la válvula 6b, con la velocidad de flujo derivada que es incrementada gradualmente con la elevación en la concentración por la abertura de la válvula 6b y el cierre de la válvula 6a con el objeto de tratar eventualmente la totalidad del agua de entrada utilizando la unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa 8. Tal control es preferible para mantener baja la concentración del agua permeada, dado que la misma se eleva cuando la concentración del agua de entrada se eleva. Esto es logrado por medio de la modalidad descrita en el punto (11) anterior.
Por esta razón, es preferible aplicar membranas semipermeables de grado salobre (concentración baja) a la unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa 7 y membranas semipermeables de grado del agua de mar (concentración elevada) a la unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa 8, aunque no existan restricciones específicas.
Puesto que las membranas semipermeables para el grado de agua del mar están diseñadas para una resistencia a la presión elevada comparado con las membranas semipermeables del grado salobre, los costos del equipo pueden ser reducidos ajustando la resistencia de la presión de la unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa 7 para que sea inferior que la resistencia de la presión de la unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa 8. Esto es logrado por medio de la modalidad descrita en el punto (9) anterior.
Puesto que las membranas semipermeables del grado del agua de mar tienen una eficiencia de rechazo elevada contra los solutos y una permeabilidad del agua baja, es preferible que la unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa 7 tenga una permeabilidad del agua más elevada que la unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa 8. Esto es logrado por medio de la modalidad descrita en el punto (8) anterior.
Aquí, la resistencia de la presión significa la presión máxima a la cual la membrana es capaz de mantener su funcionamiento de rechazo contra los solutos cuando una presión positiva es aplicada a la misma desde el lado del agua de entrada hasta el lado del agua permeada. Cualquier presión más elevada que esta, conduce a una reducción en la permeabilidad del agua o a una reducción extrema en el funcionamiento del rechazo del agua contra los solutos debido a la deformación de la membrana.
En general, las membranas semipermeables de alta presión tienen una estructura densa o emplean elementos con una resistencia elevada para el soporte de la membrana, para obtener una resistencia de presión elevada comparado con las membranas semipermeables de presión baja. La resistencia a la presión puede ser verificada fácilmente observando ya sea si el rechazo o la permeabilidad del agua caen abajo del limite permisible cuando la presión operativa es incrementada.
También existe una necesidad de mejorar la resistencia a la presión de los elementos de la membrana, los módulos de la membrana y la unidad de la membrana como un todo empleando adhesivos, forros, recipientes a presión y elementos de tubería que , no estallen, ni que lleguen a ser dañados o tengan fuga cuando se sometan a una presión elevada. Una manera común de verificar tal resistencia a la presión es aplicar progresivamente una presión hidrostática crecientemente progresiva y encontrar la presión a la cual ocurre la fuga o el estallido. El límite superior de operación es frecuentemente varias veces menor que la presión medida para permitir un margen seguro.
En vista del hecho de que la unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa 7 y la unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa 8 son básicamente para agua de concentración baja y agua de concentración media a elevada, respectivamente, la resistencia a la corrosión de la unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa 7 y de la bomba reforzadora 5a (véase la Figura 2 mostrada aquí posteriormente) no se requiere que sea elevada, de modo que los aceros inoxidables SUS304, SUS316, SUS316L y otros aceros inoxidables para propósitos generales, considerados comúnmente que no van a ser adecuados para la desalación del agua de mar, pueden ser utilizados como materiales para sus componentes .
Por otra parte, la unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa 8 y la bomba reforzadora 5b (segundo elemento la Figura 2 mostrada aquí posteriormente) , que son sometidas a condiciones de concentración elevada, se requiere que tengan una resistencia a la corrosión más elevada que la unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa 7 o la bomba reforzadora 5a, haciendo preferible utilizar SUS254SMO, SAF2507 y otros aceros inoxidables súper-austeníticos o súper-duplex como materiales para sus componentes en los casos en donde las concentraciones exceden el nivel del agua de mar. Esto es logrado por medio de la modalidad descrita en el punto (10) anterior.
Aquí, la corrosión significa una corrosión general o local, particularmente tal corrosión provocada por los ácidos y los cloruros, y las curvas de corrosión crítica basadas en la temperatura, el pH, la concentración del cloruro, y otros parámetros, pueden ser obtenidas sobre un material por medio de la base del material. Es necesario seleccionar materiales para evitar las condiciones extra-críticas (temperatura elevada, concentración elevada y acidez fuerte) . Existen varios métodos para probar la resistencia a la corrosión de acuerdo con el tipo de la corrosión, y un método típico es observar la presentación de la corrosión, cualquier cambio en el peso, cualquier reducción en su resistencia, y de manera semejante después de la inmersión durante un periodo de tiempo especificado bajo las condiciones definidas.
Dependiendo del caso de que se trate, el aparato productor del agua fresca propuesto por la invención puede reducir los costos del equipo por la reducción de la resistencia a la presión y/o la resistencia a la corrosión de la unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa 7 y sus elementos asociados.
Sin embargo, se necesita proporcionar una consideración a la presión de alimentación para la unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa 7. Especialmente, en los casos en donde la bomba reforzadora única 5 suministre el agua de entrada a tanto la unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa 7 como la unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa 8 como se ilustra en la Figura 1, la bomba reforzadora 5 está diseñada frecuentemente para que tenga una capacidad que es más grande que la resistencia a la presión de la unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa 7, y por esto necesita una medida de seguridad para cuidar que la presión no exceda el valor fijado. Esto es logrado por medio de la modalidad descrita en el punto (11) anterior.
Desde el punto de vista del tratamiento de las aguas de entrada con diversos perfiles de calidad del agua como un objetivo de la invención, es preferible suministrar el agua de entrada 1 por medio de una sola línea bajo condiciones de concentración variable o dos líneas separadas destinadas a diferentes condiciones de la concentración. Aunque la elección entre ellas y la relación de mezclado de las aguas de entrada con diferentes composiciones depende del diseño del aparato productor de agua fresca, es preferible limitar la variación en la presión operativa, por ejemplo, controlando la relación de mezclado de las aguas de entrada para minimizar la variación en la concentración del agua de entrada mezclada, incrementando el agua de entrada más caliente si la temperatura es baja, e incrementando el agua de entrada de concentración más baja para reducir la concentración del agua de entrada mezclada. Esto es logrado por medio de la modalidad descrita en el punto ( 2 ) anterior.
Mientras que, en la Figura 1, solamente una de las bombas de refuerzo 5 suministra el agua de entrada a dos de las unidades de la membrana semipermeable, es posible proporcionar una bomba reforzadora sobre cada una de las líneas de alimentación del agua de entrada ramificadas, respectivas, para constituir dos bombas de refuerzo 5a y 5b, como se ilustra en la Figura 2 descrita posteriormente, o proporcionar una bomba reforzadora 12a inmediatamente antes de la unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa para elevar la presión de la alimentación del agua de entrada para la unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa, como se ilustra en la Figura 3 descrita posteriormente. También es posible utilizar una unidad de presurización no provista de energía 13, diseñada para elevar la presión por el uso de energía de la presión del agua concentrada, en lugar de la bomba reforzadora, como se ilustra en la Figura 4 descrita posteriormente. Esto es logrado por medio de la modalidad descrita en el punto (3) anterior.
Con el aparato productor de agua fresca de la invención, si la velocidad de flujo de la derivación es cambiada, las velocidades de flujo de la alimentación a la unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa 7 y la unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa 8 cambian, pero la unidad de la membrana semipermeable usualmente tiene un valor máximo y un valor mínimo para su ajuste de la velocidad de flujo. Una manera de controlar la velocidad de flujo dentro de este intervalo es construir la unidad de la membrana semipermeable a partir de dos o más subunidades y cambiar el número de subunidades (unidad de la membrana semipermeable auxiliar) en la operación de acuerdo con la velocidad de flujo. Además, puesto que una reducción en la velocidad de flujo de la alimentación a la unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa, es decir un incremento en la velocidad de flujo de la derivación, conduce a un incremento en la velocidad de flujo de la alimentación a la unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa, es preferible introducir una unidad de la membrana semipermeable auxiliar 16 común, como se ilustra en la Figura 5 descrita posteriormente, para incrementar el área de la membrana total de la unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa en compensación por la reducción en el área de la membrana total de la unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa. Esto es logrado por medio de las modalidades descritas en los puntos (4) , (12) y (13) anteriores .
Además, es posible proporcionar flexibilidad para el suministro del agua de entrada a una subunidad (unidad de la membrana semipermeable auxiliar) 8b conectada en paralelo con la unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa, como se ilustra en la Figura 6 descrita posteriormente. Esto se logra por medio de la modalidad descrita en los puntos (5) y (6) anteriores.
Cuando dos o más tipos de agua de entrada están disponibles, una modalidad preferible es alimentar una agua de entrada de concentración elevada ls directamente a una subunidad (unidad de la membrana semipermeable auxiliar) 8c colocada en paralelo con la unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa, dependiendo de su velocidad de flujo, como se ilustra en la Figura 7 descrita posteriormente. Esto es logrado por medio de la modalidad descrita en el punto (7) anterior.
En este caso, dado que el agua concentrada 11 desde la unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa 8 en la Figura 7 tiene el mismo nivel de concentración que el agua de entrada de alta concentración ls dependiendo de sus condiciones operativas, es posible utilizarla como el agua de alimentación para una unidad de membrana semipermeable auxiliar 8c, como se ilustra en la Figura 12 descrita posteriormente.
Aunque un tanque intermedio 17 (véase la Figura 8 y la Figura 9) o 17a (véase la Figura 12) está asignado para desempeñar papeles para asegurar el mezclado completo y para actuar como un amortiguador contra las fluctuaciones de la velocidad de flujo, es posible optar por el mezclado directo sin el tanque intermedio o acumularlo en un mezclador estático dentro de la tubería. Si la concentración del agua concentrada desde una de las unidades de la membrana semipermeable está al mismo nivel que el agua de alimentación para la otra unidad de la membrana semipermeable o a un nivel inferior, es posible mezclar el agua concentrada desde la unidad de la membrana semipermeable auxiliar paralela hacia el agua de alimentación para cualquier membrana semipermeable, como se ilustra en la Figura 13 y la Figura 14 descritas posteriormente. Puesto que esto puede eliminar virtualmente la descarga del agua concentrada desde una de las unidades de la membrana semipermeable auxiliar, esta es una modalidad muy preferible. Esto es logrado por medio de la modalidad descrita en el punto (15) anterior.
Aunque el arte previo (documento no de patente 2) describe un método para re-tratar el agua permeada de la unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa utilizando la unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa en los casos en donde el agua permeada de la unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa no tiene una calidad del agua aceptable, la invención también puede proporcionar un sistema flexible capaz de adaptar el perfil del agua de entrada empleando una configuración como se ilustra en la Figura 8 descrita posteriormente.
Especialmente, cuando se trata el agua de entrada 1, que es el agua de un río u otra agua de baja concentración, en la Figura 8, la totalidad de la misma se hace pasar a través de la unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa 7 para el tratamiento abriendo completamente la válvula 6a y cerrando completamente la válvula 6b, con la totalidad de su agua concentrada tratada utilizando la unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa 8. Durante este proceso, las válvulas 6ba y 6ct están totalmente cerradas, y la válvula 6ca está totalmente abierta.
Cuando se incrementa la concentración del agua de entrada 1, la válvula 6b es abierta gradualmente para la derivación a una velocidad de flujo adecuada, y, eventualmente, la totalidad del agua de entrada es tratada utilizando la unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa 8 cerrando completamente la válvula 6a y abriendo totalmente la válvula 6b. Durante este proceso, la válvula 6ca está totalmente abierta y la válvula 6ba está totalmente cerrada.
Si se desea prevenir que la calidad del agua del agua permeada se reduzca aún cuando la concentración del agua de entrada 1 se incremente o que ocurra el incremento o la degradación de las membranas o un cambio en la temperatura, existe una solución. Especialmente, por la abertura de la válvula 6ba y el cierre de la válvula 6ca para dirigir la totalidad o una parte del agua permeada de la unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa al tanque intermedio 17 de acuerdo con el grado de deterioro o abriendo la válvula 6ct para suministrarla a la unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa 7 para el re- ratamiento, un agua permeada que tiene una excelente calidad del agua puede ser obtenida. Esto es logrado por medio de la modalidad descrita en los puntos (7) y (14) anteriores.
Además, del ajuste de la velocidad de flujo por medio de la operación de la válvula, es preferible controlar la velocidad de flujo utilizando inversores instalados en la bomba de alimentación del agua de entrada 3, la bomba reforzadora 5, y semejantes, desde el punto de vista de eficiencia de energía. También es preferible fragmentar la unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa y la unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa en dos o más subunidades, como se ilustra en la Figura 9 descrita posteriormente, y cambiar el número de subunidades en operación de acuerdo con la velocidad de flujo.
Además del agua de río, el agua de mar, el agua de las alcantarillas tratada, y semejantes, como se mencionó aquí anteriormente, los tipos del agua de entrada aplicables al aparato productor de agua fresca de la invención incluyen las aguas concentradas post-tratamiento, descargadas, y los efluentes del agua de enfriamiento de las estaciones de energía eléctrica y otros sitios. El aparato productor de agua fresca de la invención es capaz de tomar las aguas de entrada caracterizadas por las variaciones de la temporada y otras variaciones, en términos de, por ejemplo, la cantidad disponible para la extracción y la calidad del agua.
Aunque no existen restricciones específicas sobre las unidades de la membrana semipermeables aplicables a la invención, es preferible utilizar un tipo que comprenda elementos de separación del fluido, cada uno producidos colocando una fibra hueca o una membrana semipermeable de forma plana en un chasis, empacado en un recipiente a presión para facilidad de manejo.
Una manera común de ensamblar un elemento para la separación del fluido de una membrana plana es enrollar la membrana alrededor de un tubo central poroso junto con un material (red) que proporciona una ruta de flujo. Los productos comerciales típicos incluyen las series TM700 y T 800 de los elementos de la membrana de osmosis inversa de Toray Industries, Inc. Una unidad de membrana semipermeable puede contener solo uno de estos elementos de separación del fluido o dos o más conectados en serie o en paralelo.
Como materiales para membranas semipermeables, los materiales poliméricos, tales como los materiales a base de acetato de celulosa, poliamidas, poliésteres, poliimidas y polímeros vinílieos, pueden ser utilizados. En términos de la estructura, las membranas pueden ser ya sea asimétricas, caracterizando una capa densa sobre al menos un lado y poros con tamaños crecientemente progresivos que se extienden desde la capa densa hacia el interior de la membrana o al otro lado, o un material compuesto, que comprende una capa densa y una capa funcional más delgada formada de un material diferente sobre la capa densa.
Una unidad de membrana semipermeable es sometida a la deposición de escamas debido a la presentación de una concentración del agua de alimentación dentro de la misma. Para prevenir esto y para ajustar el pH, es posible agregar una substancia para prevenir la formación de escamas y un ácido/substancia alcalina para el agua de alimentación para cada unidad de la membrana semipermeable. Es preferible que la adición de un agente que prevenga la formación de escamas sea efectuada sobre el lado corriente arriba del ajuste del pH para asegurar su eficacia. Con el objeto de prevenir un cambio dramático en la concentración de los aditivos o el pH cerca de las salidas del aditivo, también es preferible introducir un mezclador en la línea inmediatamente después de la aplicación de los aditivos o asegurar que las salidas estén en contacto directo con el flujo del agua de alimentación.
Los agentes para prevenir la formación de escamas forman complejos con los metales, los iones metálicos, y semejantes, presentes en la solución para mantener a los metales y las sales metálicas solubles, y se pueden utilizar polímeros/monómeros iónicos, orgánicos e inorgánicos, para este propósito. Tales polímero orgánicos incluyen el poli (ácido acrílico) , poliestireno sulfonado, poliacrilamida, poli(alil amina) y otros polímeros sintéticos, así como carbc imetil celulosa, quitosana, ácido algínico y otros polímeros naturales. Los monómeros orgánicos incluyen el ácido etilendiamintetraacético. Los agentes para prevenir la formación de escamas, inorgánicos, incluyen el polifosfato.
De estos agentes para la prevención de la formación de escamas, el polifosfato y el ácido etilendiamintetraacético (BDTA) pueden ser utilizados ventajosamente en términos de la disponibilidad, la facilidad de manejo, por ejemplo la solubilidad y el precio. El polifosfato es un compuesto derivado del ácido fosfórico, polimérico, inorgánico, tal como el hexametafosfato de sodio, que contiene dos o más átomos de fósforo y que consiste de las moléculas de ácido fosfórico unidas por medio de los átomos de un metal alcalino o de un metal alcalinotérreo . Los polifosf tos típicos incluyen pirofosfato de tetrasodio, pirofosfato de disodio, tripolifosfato de sodio, tetrapolifosfato de sodio, heptapolifosfato de sodio, decapolifosfato de sodio, metafosfato de sodio, hexametafosfato de sodio, y sales de potasio de los mismos ácidos.
Como tales ácidos y substancias alcalinas, generalmente .se utilizan el ácido sulfúrico, hidróxido de sodio, e hidróxido de calcio, pero el ácido clorhídrico, ácido oxálico, hidróxido de potasio, bicarbonato de sodio, hidróxido de amonio, y semejantes, también podrían ser utilizados. Desde el punto de vista de la prevención de la proliferación de los componentes formadores de escamas en el agua de mar, no se contempla utilizar el calcio o el magnesio .
La unidad de pre-tratamiento 4 en la invención puede incorporar la remoción de los componentes que provocan la turbidez, la desinfección y otras funciones de acuerdo con la calidad del agua de la alimentación u otras consideraciones .
Si las substancias que provocan la turbidez necesitan ser removidas del agua de alimentación, la aplicación de una filtración con arena, una membrana de microfiltración o una membrana de ultrafiltración, es efectiva. Si el agua también contiene un conjunto de bacterias, algas u otros microorganismos, es preferible también aplicar un desinfectante. Como un desinfectante, es preferible el uso del cloro. Esto se puede hacer por ejemplo, agregando gas cloro o hipoclorito de sodio al agua de alimentación para generar el cloro libre en el intervalo de concentración de 1 a 5 mg/1.
Algunas membranas semipermeables no tienen una durabilidad química contra desinfectantes específicos. En los casos en donde tales membranas son utilizadas, es preferible agregar un desinfectante al agua de alimentación en una localización tan corriente arriba como sea posible y volverla ineficaz cerca de la entrada del agua de alimentación de la unidad de la membrana semipermeable. En el caso del cloro libre, por ejemplo, se contempla medir su concentración y, basado en las lecturas, controlar la cantidad del gas cloro o del hipoclorito de sodio agregado o agregar un reductor, tal como sulfito ácido de sodio.
Si las bacterias, proteínas, componentes orgánicos naturales, y semejantes, están presentes, además de las substancias que provocan la turbidez, es efectivo agregar un floculante, tal como el cloruro de polialuminio, el sulfato de aluminio, o el cloruro de hierro (III) . El agua de alimentación floculada se puede hacer adecuada para la alimentación de una unidad de la membrana semipermeable sometiéndola previamente a sedimentación utilizando una placa divisora, seguido por la filtración con arena o la microfilración/ultrafiltración basada en dos o más filtros de fibras huecas enlazadas conjuntamente. Previo a la aplicación de un coagulante, es preferible ajustar el pH para facilitar la coagulación.
Cuando la filtración de arena es utilizada para el pre-tratamiento, ya sea la filtración por gravedad, que está basada en el movimiento natural hacia abajo del agua, o la filtración a presión, lo cual involucra un recipiente a presión empacado con arena, pueden ser aplicadas. El medio filtrante puede comprender un solo componente, pero una combinación de diferentes componentes, tales como la antracita, arena de sílice, granate y piedra pómez, pueden ser utilizadas para mejorar la eficiencia de la filtración.
No existen restricciones particulares sobre las membranas de microfiltración o las membranas de ultrafiltración, de modo que una membrana plana, una membrana de fibra hueca, una membrana tubular, una membrana plegada o cualquier otra forma, puede ser utilizada, cuando sea apropiado .
Los materiales de la membrana también están libres de restricciones particulares, y una gama de materiales inorgánicos, incluyendo el poliacrilonitrilo, poli (fenileno sulfona) , poli (fenileno sulfuro sulfona) , poli ( fluoruro de vinilideno) , polipropileno, polietileno, polisulfona, poli (alcohol vinílico) , acetato de celulosa y materiales cerámicos, pueden ser utilizados.
Con respecto al método de filtración, ya sea la filtración a presión, que presuriza el agua de alimentación para que pase a través del filtro, o la filtración con succión, que succiona el agua de alimentación a través del filtro desde el lado del filtrado, pueden ser utilizadas. Con la filtración con succión, es preferible aplicar un sistema de filtración de membrana- floculación o un reactor biológico como membrana (MBR, por sus siglas en inglés) , en el cual el agua es filtrada a través de una membrana de microfiltración o una membrana de ultrafiltración sumergida en un tanque de precipitación-floculación, o un tanque de tratamiento biológico .
Si el agua de alimentación contiene una gran cantidad de un material orgánico soluble, la remoción de tal agua por medio de la flotación con el agua disuelto o con un filtro de carbón activado es una opción, aunque la misma puede ser descompuesta agregando gas cloro o hipoclorito de sodio. Si, una gran cantidad de material orgánica soluble está contenida, se puede contemplar agregar un agente quelante, tal como un electrólito de polímero orgánico o hexametafosfato de sodio, o reemplazarlo con iones solubles por medio del uso de una resina de intercambio iónico o semejante. Si el hierro o el manganeso están presentes en un estado soluble, es preferible utilizar un método de ventilación, oxidación o filtración o un método de filtración y oxidación por contacto.
Para remover los iones y polímeros específicos previamente con el objeto de operar el aparato productor de agua fresca de la invención con un alta eficiencia, es posible utilizar una membrana de nanofiltración para el pre-tratamiento.
Algunas modalidades modificadas del aparato productor de agua fresca Al en la Figura 1 son descritos en los siguientes ejemplos.
Ejemplo 2
La Figura 2 muestra un aparato productor de agua fresca A2. El aparato productor de agua fresca A2 es un aparato productor de ag a fresca que tiene dos o más bombas de refuerzo. Los elementos del aparato productor de agua fresca A2 en la Figura 2 que son idénticos a los elementos del aparato productor de agua fresca Al en la Figura 1 son-mostrados con los mismos símbolos.
En el aparato productor de agua fresca A2 en la Figura 2, el extremo corriente abajo de una línea del agua de entrada RL1, diseñada para transportar el agua de entrada 1 desde afuera del aparato productor de agua fresca A2 hasta un tanque 2 del agua de entrada, está conectado al tanque 2 del agua de entrada. El tanque 2 del agua de entrada y una unidad de pre-tratamiento 4 están conectadas por una línea del agua de entrada RL2. Una bomba 3 diseñada para suministrar el agua de entrada 1 a la unidad de pre-tratamiento 4 está provista en la línea del agua de entrada RL2. Cuando la bomba 3 opera, el agua de entrada 1 es suministrada desde el tanque de agua de entrada 2 hasta la unidad de pre-tratamiento 4, en la cual el agua de entrada 1 es pre-tratada. Una línea del agua de entrada RL3 está fijada a la unidad de pre-tratamiento 4, y un punto de ramificación BP1, diseñado para dividir el flujo del agua llevado por la línea, está provisto en su extremo corriente abajo.
El punto de ramificación I3P1 y una primera unidad de la membrana semipermeable 7 están conectadas por una primera línea de alimentación del agua de entrada FLl, y una válvula 6a está provista en la primera línea FLl del agua de alimentación. Una bomba reforzadora 5a está colocada sobre la primera línea de alimentación del agua de entrada FLl a la mitad del camino entre la válvula 6a y la primera unidad de la membrana semipermeable 7. El punto de ramificación BP1 y una segunda unidad de la membrana semipermeable 8 están conectadas por una segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2, y una válvula 6b está provista en la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2. Una bomba reforzadora 5b está colocada sobre la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 a la mitad del camino entre la válvula 6b y la segunda unidad de la membrana semipermeable 8.
Después de la salida de la unidad de pre-tratamiento
4, el agua de entrada 1 fluye a través de línea del agua de entrada RL3 y alcanza el punto de ramificación BP1. El flujo de agua de entrada es dividido en el punto de ramificación BP1, y uno de los flujos hacia fuera viaja a través de la primera línea de alimentación del agua de entrada FLl una vez que se ha pasado la válvula 6a y la bomba reforzadora 5a y se introduce al espacio para el lado del agua de entrada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7. El otro flujo hacia fuera se desplaza a través de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 una vez que se ha pasado la válvula 6b y la bomba reforzadora 5b y se introduce al espacio para el lado del agua de alimentación de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. La bomba reforzadora 5a provee el agua de entrada 1 que fluye a través de la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 con la presión requerida por la primera unidad de la membrana semipermeable 7. La bomba reforzadora 5b provee al agua de entrada 1 que fluye a través de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 con la presión requerida por la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. Las válvulas 6a y 6b son utilizadas para controlar las velocidades de flujo de las aguas de entrada suministradas a la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y la segunda unidad de la membrana semipermeable 8, respectivamente.
En la Figura 2, el extremo corriente abajo de la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 está conectada a la abertura de recepción del agua de alimentación de la primera unidad de la membrana semipermeable 7, mientras que el extremo corriente abajo de la segunda línea de alimentación FL2 está conectado a la abertura de recepción del agua de alimentación de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. La abertura de descarga del agua concentrada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y un punto de unión MP1, provisto sobre la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2, están conectadas por la línea del agua concentrada CL1. La bomba reforzadora 5b está colocada sobre el lado corriente arriba del punto en donde la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 y la línea del agua concentrada CL1 se unen, especialmente el punto de unión MP1. La abertura de descarga del agua concentrada de la segunda unidad de la membrana semipermeable
8 está conectada con una línea del agua concentrada CL2, y una unidad recuperadora de energía 9 está provista en la línea del agua concentrada CL2. El agua concentrada 11 descargada desde la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 es descargada hacia fuera del aparato productor de agua fresca A2 por medio de la unidad recuperadora de energía 9. La unidad recuperadora de energía
9 recupera la energía retenida por el agua concentrada que fluye a través de la línea del agua concentrada CL2.
La abertura de descarga del agua permeada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 está conectada con una línea del agua permeada PL1, el extremo corriente abajo de la cual está conectada al tanque del agua permeada 10. La abertura de descarga del agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 está conectada con una línea del agua permeada PL2 , el extremo corriente abajo de la cual está conectado a la línea del agua permeada PL1 en un punto de unión MP2. Esta configuración de la línea permite que el agua permeada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y el agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 sean almacenadas en el tanque del agua permeada 10. El agua de entrada almacenada en el tanque del agua permeada 10 es utilizada como agua fresca.
Las diferencias entre el aparato productor de agua fresca Al en la Figura 1 y el aparato productor de agua fresca A2 en la Figura 2 son como sigue. La bomba reforzadora 5 provista sobre la línea del agua de entrada RL3 en el aparato productor de agua fresca Al no existe en el aparato productor de agua fresca A2. En lugar de esto, la bomba reforzadora 5a provista sobre la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 y la bomba reforzadora 5b provista sobre la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 están provistas allí, y la bomba reforzadora 12 provista sobre la línea del agua concentrada CL1 en el aparato productor de agua fresca Al no existe en la línea del agua concentrada CL1 en el aparato productor de agua fresca A2.
Ejemplo 3
La Figura 3 muestra un aparato productor de agua fresca A3. El aparato productor de agua fresca A3 es un aparato productor de agua fresca que tiene dos o más líneas de agua de entrada. Los elementos del aparato productor de agua fresca A3 en la Figura 3 que son idénticos a los elementos del aparato productor de agua fresca A3 en la Figura 1 son mostrados con los mismos símbolos, .
En el aparato productor de agua fresca A3 en la Figura 3, el extremo corriente abajo de una primera línea del agua de entrada RLla, -diseñada para transportar una primera agua de entrada la desde afuera del aparato productor de agua fresca A3 hasta un tanque de alimentación 2 del agua de entrada, y el extremo corriente abajo de una segunda línea del agua de entrada RLlb, diseñada para transportar una segunda agua de entrada Ib, que tiene diferente composición que la primera agua de entrada la, desde afuera del aparato productor de agua fresca A3 hasta el tanque de alimentación 2 del agua de entrada, están conectados al tanque de ¦alimentación 2 del agua de entrada. Las líneas del agua de alimentación RLla y RLlb están provistas con las válvulas 6c y 6d, respectivamente. La válvula 6d es utilizada para controlar la velocidad de flujo del agua de entrada la suministrada al tanque de alimentación 2 del agua de entrada, mientras que la válvula 6c es utilizada para controlar la velocidad de flujo del agua de entrada Ib suministrada al tanque de alimentación 2 del agua de entrada.
El tanque 2 del agua de entrada y una unidad de pre-tratamiento 4 están conectadas por una línea del agua de entrada RL2. Una bomba 3 está diseñada para suministrar el agua de entrada 1 a la unidad de pre-tratamiento 4 está provista en la línea del agua de entrada RL2. Cuando opera la bomba 3, el agua de entrada 1 es suministrada desde el tanque 2 del agua de entrada hasta la unidad de pre-tratamiento 4, en la cual el agua de entrada 1 es pre-tratada. Una línea del agua de entrada RL3 está fijada a la unidad de pre-tratamiento 4, y un punto de ramificación BP1, diseñado para dividir el flujo de agua llevado por la línea, está provista en su extremo corriente abajo. La línea del agua de entrada RL3 está provista con una bomba reforzadora 5, diseñada para proveer el agua de entrada con la presión requerida por la unidad de la membrana semipermeable.
El punto de ramificación BP1 y una primera unidad de la membrana semipermeable 7 están conectadas por una primera línea de alimentación del agua de entrada FL1, y una válvula 6a está provista en la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1. El punto de ramificación BP1 y una segunda unidad de la membrana semipermeable 8 están conectadas por una segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 , y la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 está provista con una válvula 6b.
Después de salir de la unidad de pre-tratamiento 4, el agua de entrada 1 fluye a través de la línea del agua de entrada RL3 y es presurizada pór la bomba reforzadora 5 antes de que alcance el punto de ramificación BP1. En el punto de ramificación BP1, el flujo del agua de entrada 1 es dividido, y uno de los flujos hacia fuera viaja a través de la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 una vez que se ha pasado la válvula 6a y se introduce al espacio del lado del agua de alimentación de la primera unidad de la membrana semipermeable 7. El otro flujo hacia fuera viaja a través de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 una vez que se ha pasado la válvula 6b y se introduce al espacio del lado del agua de alimentación de la segunda unidad de la membrana semipermeable.8. Las válvulas 6a y 6b son utilizadas para controlar las velocidades de flujo de las aguas de entrada suministradas a la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y la segunda unidad de la membrana semipermeable 8, respectivamente.
En la Figura 3, el extremo corriente abajo de la .primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 está conectado a la abertura de recepción del agua de alimentación de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 , mientras que el extremo corriente abajo de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 está conectado a la abertura de recepción del agua de alimentación de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. La abertura de descarga del agua concentrada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y un punto de unión MP1, provisto sobre la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 , están conectados por una línea del agua concentrada CL1. La segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 está provista con una bomba reforzadora 12a a la mitad del camino entre el punto en donde la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 y la línea del agua concentrada CL1 se unen, especialmente en el punto de unión MP1, y la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. La bomba reforzadora 12a provee al agua de entrada' que fluye a través de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 con la presión requerida por la segunda unidad de la membrana semipermeable 8.
La abertura de descarga del agua concentrada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 está conectada con una línea del agua concentrada CL2, y una unidad recuperadora de energía 9 que está provista en la línea del agua concentrada CL2. El agua concentrada 11 que es descargada desde la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 es descargada fuera del aparato productor de agua fresca A3 por medio de la unidad recuperadora de energía 9. La unidad recuperadora de energía 9 recupera la energía retenida por el agua concentrada que fluye a través de la línea del agua concentrada CL2.
La abertura de descarga del agua permeada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 está conectada con una línea del agua permeada PL1, el extremo corriente abajo de la cual está conectado a un tanque del agua permeada 10. La abertura de descarga del agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 está conectada con una línea del agua permeada PL2, el extremo corriente abajo de la cual está conectado a la línea del agua permeada PL1 en un punto de unión MP2. Esta configuración de la línea permite que el agua permeada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y el agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 sean almacenadas en el tanque del agua permeada 10. El agua permeada almacenada en el tanque del agua permeada 10 es utilizada como agua fresca.
Las diferencias entre el aparato productor de agua fresca Al en la Figura 1 y el aparato productor de agua fresca A3 en la Figura 3 son como sigue. En el aparato productor de agua fresca Al, el agua de entrada es suministrada al tanque 2 del agua de entrada por medio de la línea del agua de entrada RL1 única, pero, en el aparato productor de agua fresca A3 , el agua de entrada es suministrada al tanque 2 del agua de entrada por medio de dos líneas del agua de entrada RLla y RLlb conectadas a diferentes fuentes de agua respectivamente, y la bomba reforzadora 12 provista sobre la línea de descarga del agua concentrada CLl en el aparato productor de agua fresca Al no existe en la línea de descarga del agua concentrada CLl en el aparato productor de agua fresca A3. En lugar de esto, la bomba reforzadora 12a está provista sobre la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2.
Ejemplo 4
La Figura 4 muestra un aparato productor de agua fresca A4. El aparato productor de agua fresca A4 es un aparato productor de agua fresca que tiene una unidad de presurización no accionada por energía. Los elementos del aparato productor de agua fresca A4 en la Figura 4 que son idénticos a los elementos del aparato productor de agua fresca A3 son mostrados con los mismos símbolos.
En el aparato productor de agua fresca A4 en la Figura 4, el extremo corriente abajo de una primera línea del agua de entrada RLla, diseñada para transportar una primera agua de entrada la desde afuera del -aparato productor de agua fresca A4 hasta un tanque 2 del agua de entrada, y el extremo corriente abajo de una segunda línea del agua de entrada RLlb, diseñada para transportar una segunda agua de entrada Ib, la cual tiene diferente composición que la primera agua de entrada la, desde afuera del aparato productor de agua fresca A4 hasta el tanque 2 del agua de entrada, están conectadas al tanque 2 del agua de entrada. Una válvula 6d está provista en la línea del agua de entrada RLla y una válvula 6c está provista en la línea del agua de entrada RLlb. La válvula 6d es utilizada para controlar la velocidad de flujo del agua de entrada la suministrada al tanque e alimentación 2 del agua de entrada, mientras que la válvula 6c es utilizada para controlar la velocidad de flujo del agua de entrada Ib suministrada al tanque 2 del agua de entrada.
El tanque 2 del agua de. entrada y una unidad de pre-tratamiento 4 están conectadas por una línea del agua de entrada RL2. Una bomba 3 diseñada para suministrar el agua de entrada 1 a la unidad de pre-tratamiento 4 está provista en la línea del agua de entrada RL2. Cuando la bomba 3 opera, el agua de entrada 1 es suministrada desde el tanque 2 del agua de entrada hasta la unidad de pre-tratamiento 4, en la cual el agua de entrada 1 es pre-tratada. Una línea del agua de entrada RL3 está fijada a la unidad de pre-tratamiento 4, y un punto de ramificación punto de ramificación BP1, diseñado para dividir el flujo del agua llevado por la línea, está provista en su extremo corriente abajo. Una bomba reforzadora 5, diseñada para proveer el agua de entrada con la presión requerida por la unidad de la membrana semipermeable 7, está provista en la línea del agua de entrada RL3.
El punto de ramificación BP1 y la primera unidad de la membrana semipermeable 7 están conectados por una primera línea de alimentación del agua de entrada FL1, y una válvula 6a está provista en la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1. El punto de ramificación BPl y segunda unidad de la membrana semipermeable 8 están conectadas por una segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2, y una válvula 6b está provista en la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2.
Después de salir de la unidad de pre-tratamiento 4, el agua de entrada 1 fluye a través de la línea del agua de entrada RL3 y es presurizada por la bomba reforzadora 5 antes de alcanzar el punto de ramificación BP1. En el punto de ramificación BP1, el flujo del agua de entrada 1 es dividido, y uno de los flujos hacia fuera viaja a través de la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 una vez que se ha pasado la válvula 6a y se introduce al espacio del lado del agua de alimentación de la primera unidad de la membrana semipermeable 7. El otro flujo hacia fuera viaja a través de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 una vez que se ha pasado la válvula 6b y se introduce al espacio del lado del agua de alimentación de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. Las válvulas 6a y 6b son utilizadas para controlar las velocidades de flujo de las aguas de entrada suministradas a la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y la segunda unidad de la membrana semipermeable 8, respectivamente.
En la Figura 4, el extremo corriente abajo de la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 está conectado a la abertura de recepción del agua de alimentación de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 , mientras que el extremo corriente abajo de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 está conectado a la abertura de recepción del agua de alimentación de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. La abertura de descarga del agua concentrada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y un punto de unión MP1, provisto sobre la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2, están conectados por una línea del agua concentrada CL1. Una unidad de presurización no accionada por energía 13 está provista en la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 a la mitad del camino entre el punto en donde la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 y la línea del agua concentrada CL1 se unen, especialmente el punto de unión MP1, y la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. La unidad de presurización no accionada por energía 13 provee el agua de entrada que fluye a través de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 con al presión requerida por la segunda unidad de la membrana semipermeable 8.
La abertura de descarga del agua concentrada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 está conectada a una línea del agua concentrada CL2, y la línea del agua concentrada CL2 pasa a través de la unidad de presurización no accionada por energía 13 antes de salir del aparato productor de agua fresca A4. En la unidad de presurización no accionada por energía 13, la presión del agua de entrada que fluye a través de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 para que sea suministrada a la segunda unidad de la membrana semipermeable 8, es controlada utilizando la energía retenida por el agua concentrada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 que fluye a través de la línea del agua concentrada CL2. Después de pasar a través de la unidad de presurización no accionada por energía 13, el agua concentrada 11 es descargada fuera del aparato productor de agua fresca A4.
La abertura de descarga del agua permeada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 está conectada con la línea del agua permeada PL1, el extremo corriente abajo de la cual está conectado al tanque del agua permeada 10. La abertura de descarga del agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 está conectada con una línea del agua permeada PL2, el extremo corriente abajo de la cual está conectado a la línea del agua permeada PL1 en un punto de unión P2. Esta configuración de la línea permite que el agua permeada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y el agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 sea almacenada en el tanque del agua permeada 10. El agua permeada almacenada en el tanque del agua permeada 10 es utilizada como agua fresca.
La diferencia entre el aparato productor de agua fresca A3 en la Figura 3 y el aparato productor de agua fresca A4 en la Figura 4 es que, mientras que el aparato productor de agua fresca A3 incorpora la bomba reforzadora 12a, colocada sobre la línea de alimentación del agua de entrada FL2 , y la unidad recuperadora de energía 9, colocada sobre la línea de descarga del agua concentrada CL2 , estas están faltando en el aparato productor de agua fresca A4, reemplazadas con la unidad de presurización no accionada por energía 13.
Ejemplo 5
La Figura 5 muestra un aparato productor de agua fresca A5. El aparato productor de agua fresca A5 es un aparato productor de agua fresca que tiene una subunidad de la membrana semipermeable (unidad de la membrana semipermeable auxiliar) . Los elementos del aparato productor de agua fresca A5 en la Figura 5 que son idénticos a los elementos del aparato productor de agua fresca A3 en la Figura 3, son mostrados con los mismos símbolos.
En el aparato productor de agua fresca A5, el extremo corriente abajo de una primera línea del agua de entrada RLla, diseñada para transportar una primera agua de entrada la desde afuera del aparato productor de agua fresca A5 hasta un tanque 2 del agua de entrada, y el extremo corriente abajo de una línea del agua de entrada RLlb, diseñada para transportar una segunda agua de entrada Ib, que tiene diferente composición de la primera agua de entrada la, desde afuera del aparato productor de agua fresca A5 hasta el tanque 2 del agua de entrada, están conectados al tanque 2 del agua de entrada. Una válvula 6d está provista en la línea del agua de entrada RLla y una válvula 6d está provista en la línea del agua de entrada. La válvula 6d es utilizada para controlar la velocidad de flujo del agua de entrada la suministrada al tanque 2 del agua de entrada, mientras que la válvula 6c es utilizada para controlar la velocidad de flujo del agua de entrada Ib suministrada al tanque 2 del agua de entrada.
El tanque 2 del agua de entrada y una unidad de pre-tratamiento 4 están conectados por una línea del agua de entrada RL2. Una bomba 3 está provista en la línea del agua de entrada RL2 para suministrar el agua de entrada 1 a la unidad de pre-tratamiento 4. Cuando opera la bomba 3, el agua de entrada 1 es suministrada desde el tanque 2 del agua de entrada hasta la unidad de pre-tratamiento 4, en la cual el agua de entrada 1 es pre-tratada. Una línea del agua de entrada RL3 está fijada a la unidad de pre-tratamiento 4, y un punto de ramificación BP1 está provisto en su extremo corriente abajo. Una bomba reforzadora 5 está provista en la línea del agua de entrada RL3 para proveer al agua de entrada con la presión requerida por las unidades de membrana semipermeable .
El punto de ramificación BP1 y una primera unidad de la membrana semipermeable 7 están conectadas por una primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 , y una válvula 6a está provista en la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1. El punto de ramificación BP1 y una segunda unidad de la membrana semipermeable 8 están conectadas por una segunda línea FL2 del agua de alimentación, y una válvula 6b está provista en la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2.
Una tercera línea de alimentación del agua de entrada FL3 que se ramifica desde el punto de ramificación BP1 está provista, la cual es diferente de la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 y la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2. El extremo corriente abajo de la tercera línea de alimentación del agua de entrada FL3 está conectado a una tercera unidad de la membrana semipermeable (unidad de la membrana semipermeable auxiliar común) 16. Una válvula 6m está provista en la tercera línea de alimentación del agua de entrada FL3.
Después de salir de la unidad de pre-tratamiento 4, el agua de entrada 1 fluye a través de la línea del agua de entrada RL3 y es presurizada por la bomba reforzadora 5 antes de alcanzar el punto de ramificación BP1. En el punto de ramificación BP1, el flujo del agua de entrada 1 es dividido en tres, y uno de los flujos hacia fuera viaja a través de la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 una vez que se ha pasado la válvula 6a y se introduce al espacio del lado del agua de alimentación de la primera unidad de la membrana semipermeable 7. El segundo flujo hacia fuera viaja a través de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 una vez que se ha pasado la válvula 6b y se introduce al espacio del lado del agua de alimentación de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. El tercer flujo hacia fuera viaja a través de la tercera línea de alimentación del agua de entrada FL3 una vez que se ha pasado la válvula 6m y se introduce al espacio del lado del agua de alimentación de la tercera unidad de la membrana semipermeable (la unidad de la membrana semipermeable auxiliar común) 16. Las válvulas 6a, 6b y 6m son utilizadas para controlar las velocidades de flujo de las aguas de entrada suministradas a la primera unidad de la membrana semipermeable 7, la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 , y la tercera unidad de la membrana semipermeable 16 (unidad de la membrana semipermeable auxiliar común) respectivamente.
En la Figura 5, el extremo corriente abajo de la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 está conectado a la abertura de recepción del agua de entrada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 ; el extremo corriente abajo de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 está conectado a la abertura de recepción del agua de alimentación de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8; y el extremo corriente abajo de la tercera línea de alimentación del agua de entrada FL3 está conectada a la abertura de recepción del agua de alimentación de la tercera unidad de la membrana semipermeable 16. La abertura de descarga del agua concentrada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y un punto de unión MP1 provisto sobre la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2, están conectados por una línea del agua concentrada CL1. La segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 está provista con una bomba reforzadora 12a a la mitad del camino entre el punto de unión MP1 sobre la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 y la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. La bomba reforzadora 12a provee al agua de entrada que fluye a través de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 con la presión requerida por la segunda unidad de la membrana semipermeable 8.
La abertura de descarga del agua concentrada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 está conectada con una línea del agua concentrada CL2, y una unidad recuperadora de energía 9 está provista en la línea del agua concentrada CL2. El agua concentrada 11 descargada desde la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 es descargada fuera del aparato productor de agua fresca A5 por medio de la unidad recuperadora de energía 9. La unidad recuperadora de energía 9 recupera la energía retenida por el agua concentrada que fluye a través de la línea del agua concentrada CL2.
La abertura de descarga del agua permeada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 está conectada con la línea del agua permeada PL1, el extremo corriente abajo de la cual está conectado a un tanque del agua permeada 10. La abertura de descarga del agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 está conectada con una línea del agua permeada PL2, el extremo corriente abajo de la cual está conectado a la línea del agua permeada PL1 en un punto de unión MP2 , provisto sobre la línea del agua permeada PL1. Esta configuración de la línea permite que el agua permeada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y el agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 sean almacenadas en el tanque del agua permeada 10. El agua permeada almacenada en el tanque del agua permeada 10 es utilizada como el agua fresca.
El aparato productor de agua fresca A5 en la Figura 5 también incorpora una línea del agua de alimentación auxiliar AFLl que conecta la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 y la tercera línea de alimentación del agua de entrada FL3. Más específicamente, la línea del agua de alimentación auxiliar AFLl conecta un punto de ramificación BP2 , provisto sobre la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 a la mitad del camino entre la bomba reforzadora 12a en la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 y la segunda unidad de la membrana semipermeable 8, y un punto de unión MP3, provisto sobre la tercera línea de alimentación del agua de entrada FL3 a la mitad del camino entre la válvula 6m en la tercera línea de alimentación del agua de entrada FL3 y la tercera unidad de la membrana semipermeable (unidad de la membrana semipermeable común auxiliar) 16. Una válvula 6p está provista en la línea del agua de alimentación auxiliar AFL1. La válvula 6p es utilizada para controlar la velocidad de flujo del agua de entrada que fluye a través de la línea del agua de alimentación auxiliar AFL1.
La abertura de descarga del agua concentrada de la tercera unidad de la membrana semipermeable (unidad de la membrana semipermeable común auxiliar) 16 está conectada con una línea del agua concentrada CL3. El extremo corriente abajo de la línea del agua concentrada CL3 está conectado a la línea del agua concentrada CL2 en un punto de unión P4, provisto sobre la línea del agua concentrada CL2 a la mitad del camino entre la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 y la unidad recuperadora de energía 9. Una válvula 6q está provista en la línea del agua concentrada CL3. La válvula 6q es utilizada para controlar la velocidad de flujo del agua concentrada que fluye a través de la línea del agua concentrada CL3 hacia el punto de unión MP4 después de que es descargada desde la unidad de la membrana semipermeable 16 (unidad de la membrana semipermeable común auxiliar) .
La línea del agua concentrada CL3 está colocada por parejas con una línea de agua concentrada auxiliar ACL1. La línea de agua concentrada auxiliar ACL1 conecta un punto de ramificación BP3, provisto sobre la línea del agua concentrada CL3 a la mitad del camino entre la tercera unidad de la membrana semipermeable 16 y la válvula 6q, y un punto de unión MP5, provisto sobre la línea del agua concentrada CL1 a la mitad del camino entre la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y el punto de unión MPl . Una válvula 6n está provista en la línea de agua concentrada auxiliar ACLl. La válvula 6n es utilizada para controlar la velocidad de flujo del agua concentrada a través de la línea de agua concentrada auxiliar ACLl.
La abertura de descarga del agua permeada de la tercera unidad de la membrana semipermeable (unidad de la membrana semipermeable común auxiliar) 16 está conectada con una línea del agua permeada PL3, el extremo corriente abajo de la cual está conectado a la línea del agua permeada PLl en un punto de unión MP6 provisto sobre la línea del agua permeada PLl. Esta configuración de la línea permite que el agua permeada de la tercera unidad de la membrana semipermeable (unidad de la membrana semipermeable común auxiliar) 16 sea almacenada en el tanque del agua permeada 10. El agua almacenada en el tanque del agua permeada 10 es utilizada como agua fresca.
La diferencia entre el aparato productor de agua fresca A3 en la Figura 3 y el aparato productor de agua fresca A5 en la Figura 5, es que el aparato productor de agua fresca A5 contiene el aparato productor de agua fresca A3 completo en la Figura 3 más la tercera unidad de la membrana semipermeable 16 (unidad de la membrana semipermeable común auxiliar) , provista en paralelo con la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 para complementarlas .
Ejemplo 6
La Figura 6 muestra un aparato productor de agua fresca A6. El aparato productor de agua fresca A6 es un aparato productor de agua fresca que tiene una unidad de la membrana semipermeable de una sola etapa en paralelo con dos etapas de las unidades de la membrana semipermeable. Los elementos del aparato productor de agua fresca A6 en la Figura 6 que son idénticos a los elementos del aparato productor de agua fresca A6 en la Figura 3 son mostrados con los mismos símbolos.
En el aparato productor de agua fresca A6 en la Figura 6, el extremo corriente abajo de la línea del agua de entrada RLla, diseñada para transportar una primera agua de entrada la desde afuera del aparato productor de agua fresca A3 hasta un tanque 2 del agua de entrada, y el extremo corriente abajo de una línea del agua de entrada RLlb, diseñada para transportar una segunda agua de entrada Ib, que tiene una composición diferente de la primera agua de entrada la, desde afuera del aparato productor de agua fresca A6 hasta el tanque 2 del agua de entrada, están conectados al tanque 2 del agua de entrada. Una válvula 6d está provista en las líneas del agua de entrada RLla y una válvula 6c está provista en la línea del agua de entrada RLlb. La válvula 6b es utilizada para controlar la velocidad de flujo del agua de entrada la suministrada al tanque 2 del agua de entrada, mientras que la válvula 6c es utilizada para controlar la velocidad de flujo del agua de entrada Ib suministrada al tanque 2 del agua de entrada.
El tanque 2 del agua de entrada y una unidad de pre-tratamiento 4 están conectados por una línea del agua de entrada RL2. Una bomba 3 está provista e la línea del agua de entrada RL2 para suministrar el agua de entrada 1 a la unidad de pre-tratamiento 4. Cuando opera la bomba 3, el agua de entrada 1 es suministrada desde el tanque 2 del agua de entrada hasta la unidad de pre-tratamiento 4, en la cual el agua de entrada 1 es pre-tratada. Una línea del agua de entrada RL3 está fijada a la unidad de pre-tratamiento 4, y un punto de ramificación BP1, diseñado para dividir el flujo de agua llevado por la línea, está provisto en su extremo corriente abajo. Una bomba reforzadora 5 está provista en la línea del agua de entrada RL3 para proveer el agua de entrada con la presión requerida por una unidad de membrana semipermeable .
El punto de ramificación BP1 y una primera unidad de la membrana semipermeable 7 están conectados por una primera línea de alimentación del agua de entrada FLl, y una válvula 6a está provista en la primera línea de alimentación del agua de entrada FLl. El punto de ramificación BP1 y una segunda unidad de la membrana semipermeable 8 están conectados por una segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 , y una válvula 6b está provista en la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2.
La segunda línea de alimentación del agua de entrada
FL2 tiene un punto de ramificación BP4 a la mitad del camino entre el punto de ramificación BPl y la válvula 6b. Una cuarta línea de alimentación del agua de entrada FL4 ramificada desde el punto de ramificación BP4, está provista, la cual es diferente de la primera línea de alimentación del agua de entrada FLl y de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2. El extremo corriente abajo de la cuarta línea de alimentación del agua de entrada FL4 está conectado a una cuarta unidad de la membrana semipermeable (primera unidad de la membrana semipermeable auxiliar) 8b. Una válvula 6f está provista en la cuarta línea de alimentación del agua de entrada FL4.
Sobre la cuarta línea de alimentación del agua de entrada FL4 a la mitad del camino entre la válvula 6f y la cuarta unidad de la membrana semipermeable (primera unidad de la membrana semipermeable auxiliar) 8b, está provista una bomba reforzadora 12b. La válvula 6f es utilizada para controlar la velocidad de flujo del agua de entrada que fluye a través de la cuarta línea de alimentación del agua de entrada FL4. La bomba reforzadora 12b provee al agua de entrada que fluye a través de la cuarta línea de alimentación del agua de entrada FL4 con la presión requerida por la cuarta unidad de la membrana semipermeable 8b (primera unidad de la membrana semipermeable auxiliar) .
Después de salir de la unidad de pre-tratamiento 4, el agua de entrada 1 fluye a través de la línea del agua de entrada RL3 y es presurizada por la bomba reforzadora 5 antes de alcanzar el punto de ramificación BP1. En el punto de ramificación BP1, el flujo del agua de entrada 1 es dividido en dos, y uno de los flujos de salida viaja a través de la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 una vez que se ha pasado la válvula 6a y se introduce al espacio del lado del agua de alimentación de la primera unidad de la membrana semipermeable 7. El otro flujo de salida es dividido en dos en el punto de ramificación BP4 cuando el mismo viaja a través de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2. Uno de los flujos de salida generados en el punto de ramificación BP4 viaja una vez que se ha pasado la válvula 6b y se introduce al espacio del lado del agua de alimentación de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. El otro flujo de salida viaja a través de la cuarta línea de alimentación del agua de entrada FL4 una vez que se ha pasado la válvula 6f y se introduce al espacio del lado del agua de alimentación de la cuarta unidad de la membrana semipermeable (primera unidad de la membrana semipermeable auxiliar) 8b. Las válvulas 6a, 6b y 6f son utilizadas para controlar las velocidades de flujo de las aguas de entrada suministradas a la primera unidad de la membrana semipermeable 7, la segunda unidad de la membrana semipermeable 8, y la cuarta unidad de la membrana semipermeable (primera unidad de la membrana semipermeable auxiliar) 8b, respectivamente.
En la Figura 6, el extremo corriente abajo de la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 está conectado a la abertura de recepción del agua de alimentación de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 , mientras que el extremo corriente abajo de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 está conectado a la abertura de recepción del agua de alimentación de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. Además, el extremo corriente abajo de la cuarta línea de alimentación del agua de entrada FL4 está conectado a la abertura de recepción del agua de alimentación de la cuarta unidad de la membrana semipermeable 8b (primera unidad de la membrana .semipermeable auxiliar) .
La abertura de descarga del agua concentrada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y el punto de unión MP1, provisto sobre la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2, están conectados por una línea del agua concentrada CL1. Una bomba reforzadora 12a está provista en la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 a la mitad del camino entre el punto de unión MP1 o en la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 y la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. La bomba reforzadora 12a provee al agua de entrada que fluye a través de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 con la presión requerida por la segunda unidad de la membrana semipermeable 8.
La abertura de descarga del agua concentrada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 está conectada con una línea del agua concentrada CL2, y una unidad recuperadora de energía 9 está provista en la línea del agua concentrada CL2. Después de pasar a través de la unidad recuperadora de energía 9, un agua concentrada 11 es descargada fuera del aparato productor de agua fresca A6. La unidad recuperadora de energía 9 recupera la energía retenida por el agua concentrada que fluye a través de la línea del agua concentrada CL2.
La abertura de descarga del agua permeada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 está conectada con una línea del agua permeada PL1, el extremo corriente abajo de la cual está conectada al tanque del agua permeada 10. La abertura de descarga del agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 está conectada con una línea del agua permeada PL2, el extremo corriente abajo de la cual está conectado a la línea del agua permeada PL1 en un punto de unión MP2. Esta configuración de la línea permite que el agua permeada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y el agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 sean almacenadas en el tanque del agua permeada 10. El agua permeada almacenada en el tanque del agua permeada 10 es utilizada como agua fresca.
El aparato productor de aguá fresca A6 en la Figura 6 incorpora además una línea del agua concentrada CL4 que conecta un punto de unión MP7, provisto sobre la línea del agua concentrada CL2 a la mitad del camino entre la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 y la unidad recuperadora de energía 9, y la abertura de descarga del agua concentrada de la cuarta unidad de la membrana semipermeable (primera unidad de la membrana semipermeable auxiliar) 8b. El agua concentrada desde la cuarta unidad de la membrana semipermeable (primera unidad de la membrana semipermeable auxiliar) 8b fluye a través de la línea del agua concentrada CL4, y este flujo se une con el flujo del agua concentrada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 en el punto de unión MP7.
La abertura de descarga del agua permeada de la cuarta unidad de la membrana semipermeable 8b (primera unidad de la membrana semipermeable auxiliar) está conectada con la línea del agua permeada PL4. El extremo corriente abajo de la línea del agua permeada PL4 está conectado a un punto de unión MP8, provisto sobre la línea del agua permeada PL2 a la mitad del camino entre la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 y el punto de unión MP2, provisto sobre la línea del agua permeada PL1. El agua permeada de la cuarta unidad de la membrana semipermeable 8b (primera unidad de la membrana semipermeable auxiliar) fluye a través de la línea del agua permeada PL4 , y se une con el flujo del agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 en el punto de unión MP8 , y es almacenada en el tanque del agua permeada 10 para su uso como agua fresca.
La diferencia entre el aparato productor de agua fresca A3 en la Figura 3 y el aparato productor de agua fresca A6 en la Figura 6 es que el aparato productor de agua fresca A6 agrega la cuarta unidad de la membrana semipermeable 8a (primera unidad de la membrana semipermeable auxiliar) al aparato productor de agua fresca A3 como una unidad de la membrana semipermeable complementaria conectada en paralelo con la segunda unidad de la membrana semipermeable 8.
Ejemplo 7
La Figura 7 muestra un aparato productor de agua fresca A7. El aparato productor de agua fresca A7 es un aparato productor de agua fresca que tiene una unidad de la membrana semipermeable de una sola etapa en paralelo con dos etapas de unidades de la membrana semipermeable . Los elementos del aparato productor de agua fresca A7 en la Figura 7 que son idénticos a los elementos del aparato productor de agua fresca A3 en la Figura 3 , son mostrados con los mismos símbolos. Puesto que el aparato productor de agua fresca A7 en la Figura 7 tiene esencialmente la misma configuración que el aparato productor de agua fresca A3 en la Figura 3, la descripción del aparato productor de agua fresca A7 está limitada a aquellos elementos que son adiciones o modificaciones al aparato productor de agua fresca A3.
En la Figura 7, un punto de ramificación BP5 está provisto sobre la primera línea del agua de entrada Lla sobre el lado corriente arriba de la válvula 6d. El extremo corriente arriba de una línea del agua de entrada RLls está conectado al punto de ramificación BP5, y su extremo corriente abajo está conectado al tanque del agua de entrada 2s. Una válvula 6e está provista en la línea del agua de entrada RLls. La válvula 6e es utilizada para controlar la velocidad de flujo de un agua de entrada que fluye a través de la línea del agua de RLls hacia el tanque del agua de entrada 2s. El tanque del agua de entrada 2s almacena un agua de entrada ls.
El tanque del agua de entrada 2s y una unidad de pre-tratamiento 4s están conectados por una línea del agua de entrada RL2s. Una bomba 3s está provista en la línea del agua de entrada RL2s, y la bomba 3s suministra el agua de entrada ls a la unidad de pre-tratamiento 4s. Una línea del agua de entrada RL3s está fijada a la unidad de pre-tratamiento 4s, y su extremo corriente abajo está conectado a la bomba reforzadora 5s. La bomba reforzadora 5s y la abertura de recepción del agua de alimentación de una quinta unidad de la membrana semipermeable 8c (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) están conectadas por una quinta línea de alimentación del agua de entrada FLS (línea de alimentación del agua de entrada auxiliar) . La bomba reforzadora 5s provee al agua de entrada ls con la presión requerida por la quinta unidad de la membrana semipermeable 8c (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) y la suministra al espacio del lado del agua de alimentación de la quinta unidad de la membrana semipermeable 8c (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) .
La abertura de descarga del agua concentrada de la quinta unidad de la membrana semipermeable 8c (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) está conectada con una línea del agua concentrada CL5, y una unidad recuperadora de energía 9b está provista en la línea del agua concentrada CL5. Un agua concentrada 11b descargada desde la quinta unidad de la membrana semipermeable (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) 8c es descargada fuera del aparato productor de agua fresca A7 por medio de la unidad recuperadora de energía 9b. La unidad recuperadora de energía 9b recupera la energía retenida por el agua concentrada que fluye a través de la línea del agua concentrada CL5.
La abertura de descarga del agua permeada de la quinta unidad de la membrana semipermeable 8c (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) está conectada con una línea del agua permeada PL5, el extremo corriente abajo de la cual está conectado a la línea del agua permeada PL2 de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 en el punto de unión MP9. El agua permeada de la quinta unidad de la membrana semipermeable (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) 8c fluye a través de las líneas del agua permeada PL5, PL2 y PLl en este orden, antes de introducirse al tanque del agua permeada 10 para almacenamiento. El agua permeada almacenada en el tanque del agua permeada 10 es utilizada como agua fresca.
La diferencia entre el aparato productor de agua fresca A3 en la Figura 3 y el aparato productor de agua fresca A7 en la Figura 7 es que el aparato productor de agua fresca A7 agrega la quinta unidad de la membrana semipermeable 8c (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) al aparato productor de agua fresca A3 como unidad de membrana semipermeable complementaria. La quinta unidad de la membrana semipermeable 8c (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) , provista en paralelo con la segunda unidad de la membrana semipermeable 8, trata la porción de la primera agua de entrada la que es retirada por ramificación de la primera línea del agua de entrada RLla, que es exactamente la misma que el agua de entrada ls que es almacenada en el tanque del agua de entrada 2s.
Ejemplo 8
La Figura 8 muestra un aparato productor de agua fresca A8. El aparato productor de agua fresca A8 es un aparato productor de agua fresca que permite que una unidad de . la membrana semipermeable de la primera etapa sea utilizada para el tratamiento de un agua permeada de una unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa. Los elementos del aparato productor de agua fresca A8 en la Figura 8 que son idénticos a los elementos del aparato productor de agua fresca A2 en la Figura 2 son mostrados con los. mismos símbolos.
En el aparato productor de agua fresca A8 en la Figura 8, el extremo corriente abajo de una línea del agua de entrada RL1, diseñado para transportar un agua de entrada 1 desde afuera del aparato productor de agua fresca A8 hasta un tanque 2 del agua de entrada, está conectado al tanque 2 del agua de entrada. El tanque 2 del agua de entrada y una unidad de pre-tratamiento 4 están conectados por una línea del agua de entrada RL2. Una bomba 3 está provista en la línea del agua de entrada RL2 para suministrar el agua de entrada 1 a la unidad de pr -tratamiento 4. Cuando opera la bomba 3, el agua de entrada 1 es suministrada desde el tanque 2 del agua de entrada hasta la unidad de pre-tratamiento 4, en la cual el agua de entrada 1 es pre-tratada. Una línea del agua de entrada RL3 está fijada a la unidad de pre-tratamiento 4, y un punto de ramificación BP1, diseñado para dividir el flujo del agua llevado por la línea, está provisto en su extremo corriente abajo.
El punto de ramificación BP1 y una primera unidad de la membrana semipermeable 7 están conectados por una primera línea de alimentación del agua de entrada FL1, y una válvula 6a está provista en la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1. Una bomba reforzadora 5 está provista sobre la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 a la mitad del camino entre la válvula 6a y la primera unidad de la membrana semipermeable 7. El punto de ramificación BP1 y una segunda unidad de la membrana semipermeable 8 están conectados por una segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2, y una válvula 6b está provista en la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2. Una bomba reforzadora 12a está provista sobre la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 a la mitad del camino entre la válvula 6b y la segunda unidad de la membrana semipermeable 8.
Después de salir de la unidad de pre- tratamiento 4, el agua de entrada 1 fluye a través de la línea del agua de entrada RL3 y alcanza el punto de ramificación BP1. El flujo del agua de entrada 1 es dividido en el punto de ramificación BPl, y uno de los flujos de salida viaja a través de la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 una vez que se ha pasado la válvula 6a y la bomba reforzadora 5 y se introduce al espacio del lado del agua de alimentación de la primera unidad de la membrana semipermeable 7. El otro flujo de salida viaja a través de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 una vez que se ha pasado la válvula 6b y la bomba reforzadora 12a y se introduce al espacio del lado del agua de alimentación de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. La bomba reforzadora 5 provee al agua de entrada 1 que fluye a través de la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 con la presión requerida por la primera unidad de la membrana semipermeable 7. La bomba reforzadora 12a provee al agua de entrada 1 que fluye a través de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 con la presión requerida por la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. Las válvulas 6a y 6b son utilizadas para controlar las velocidades de flujo de las aguas de entrada suministradas a la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y la segunda unidad de la membrana semipermeable 8, respectivamente.
En la Figura 8, el extremo corriente abajo de la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 está conectado a la abertura de recepción del agua de alimentación de la primera unidad de la membrana semipermeable 7, mientras que el extremo corriente abajo de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 está conectado a la abertura del agua de alimentación de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. La abertura de descarga del agua concentrada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y un punto de unión MP1, provisto sobre la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2, están conectados por una línea del agua concentrada CL1. La bomba reforzadora 12a está provista a la mitad del camino entre el punto en donde la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 y la línea del agua concentrada CL1 se encuentran, especialmente el punto de unión MP1, y la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. La abertura de descarga del agua concentrada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 está conectada con la línea del agua concentrada CL2, y una unidad recuperadora de energía 9 está provista en la línea del agua concentrada CL2. Un agua concentrada 11 descargada desde la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 es descargada fuera del aparato productor de agua fresca A2 por medio de la unidad recuperadora de energía 9. La unidad recuperadora de energía 9 recupera la energía retenida por el agua concentrada que fluye a través de la línea del agua concentrada CL2.
La abertura de descarga del agua permeada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 está conectada con una línea del agua permeada PL1, el extremo corriente abajo del cual está conectado a un tanque del agua permeada 10. La abertura de descarga del agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 está conectada con una línea del agua permeada PL2, el extremo corriente abajo de la cual está conectado a la línea del agua permeada PL1 en un punto de unión MP2. Esta configuración de la línea permite que el agua permeada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y el agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 sea almacenada en el tanque del agua permeada 10. El agua permeada almacenada en el tanque del agua permeada 10 es utilizada como agua fresca.
El aparato productor de agua fresca A8 en la Figura 8 incorpora además un tanque intermedio 17 diseñado para almacenar el agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. El tanque intermedio 17 y un punto de ramificación BP6, provisto sobre la línea del agua permeada PL2, están conectados por una línea del agua de entrada RL4. Una válvula 6ba está provista en la línea del agua de entrada RL4, mientras que una válvula 6ca está provista en la línea del agua permeada PL2 a la mitad del camino entre el punto de ramificación BP6 y el punto de unión MP2. Las válvulas 6ca y 6ba son utilizadas para controlar la relación de división en el punto de ramificación BP6 del agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 que fluye a través de la línea del agua permeada PL2, especialmente la relación de la velocidad de flujo a la cual el agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 es dividida en una porción que fluye hacia el tanque del agua permeada 10 y una porción que fluye hacia el tanque intermedio 17.
El tanque intermedio 17 y la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 están conectadas por una línea de alimentación del agua de entrada FL5. El extremo corriente abajo de la línea de alimentación del agua de entrada FL5 está conectado a la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 en un punto de unión MP10. El punto de unión MP10 provisto sobre la línea de alimentación del agua de entrada FL1 a la mitad del camino entre la válvula 6a y la bomba reforzadora 5. Una válvula 6ct está provista en la línea de alimentación del agua de entrada FL5 a la mitad del camino entre el tanque intermedio 17 y el punto de unión MP10. El agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 almacenada en el tanque intermedio 17 es suministrada a la primera línea de alimentación del agua de entrada FL1 por medio de la válvula 6ct. La válvula 6ct es utilizada par controlar la velocidad de flujo del agua permeada suministrada desde el tanque intermedio 17 hasta la línea de alimentación del agua de entrada FL1.
El aparato productor de agua fresca A8 en la Figura 8 es distinto en que el mismo tiene una configuración que permite que la totalidad o una parte del agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 sea utilizada como el agua de alimentación para la primera unidad de la membrana semipermeable 7.
Ejemplo 9
La Figura 9 muestra un aparato productor de agua fresca A9. El aparato productor de agua fresca A9 es un aparato productor de agua fresca que permite que una unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa sea utilizada para el tratamiento del agua permeada de una unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa. Puesto que el aparato productor de agua fresca A9 en la Figura 9 tiene esencialmente la misma configuración que el aparato productor de agua fresca A8 en la Figura 8, la descripción del aparato productor de agua fresca A9 está limitada a aquellos elementos que son adiciones o modificaciones al aparato productor de agua fresca A8.
En el aparato productor de agua fresca A9 en la Figura
9, un punto de ramificación BP7 está provisto sobre la línea de alimentación del agua de entrada FLl a la mitad del camino entre la bomba reforzadora 5 y la primera unidad de la membrana semipermeable 7. El punto de ramificación BP7 está conectado con una línea de alimentación FLla del agua de entrada, el extremo corriente abajo del cual está conectado a una sexta unidad de la membrana semipermeable 7a (tercera unidad de la membrana semipermeable auxiliar) . Una válvula 6h está provista en la línea de alimentación FLla del agua de entrada, y la válvula 6h es utilizada para controlar la velocidad de flujo del agua de entrada que fluye a través de la línea de alimentación FLla del agua de entrada hacia la sexta unidad de la membrana semipermeable (tercera unidad de la membrana semipermeable auxiliar) .
La abertura de descarga del agua concentrada de la sexta unidad de la membrana semipermeable 7a (tercera unidad de la membrana semipermeable auxiliar) está conectada con una línea del agua concentrada CL6, el extremo corriente abajo de la cual está conectado a un punto de unión MP11, provisto sobre la línea del agua concentrada CL1. Esto permite que el agua concentrada desde la sexta unidad de la membrana semipermeable 7a (tercera unidad de la membrana semipermeable auxiliar) fluya hacia el punto de unión MP1, siempre que la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2, después de unirse con el agua concentrada desde la primera unidad de la membrana semipermeable 7 en el punto de unión MP11. En el punto de unión MP1, el agua de entrada que fluye a través de la segunda línea de alimentación del agua de entrada FL2 se une con el agua concentrada desde la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y el agua concentrada desde la sexta unidad de la membrana semipermeable 7a (tercera unidad de la membrana semipermeable auxiliar) .
La abertura de descarga del agua permeada de la sexta unidad de la membrana semipermeable (tercera unidad de la membrana semipermeable auxiliar) 7a está conectada con una línea del agua permeada PL6, el extremo corriente abajo de la cual está conectado a un punto de unión MP2, provisto sobre la línea del agua permeada PL1. Esto permite que el agua permeada de la sexta unidad de la membrana semipermeable 7a (tercera unidad de la membrana semipermeable auxiliar) 7a se una con el agua permeada de la primera unidad de la membrana semipermeable 7 en el punto de unión MP2 antes de ser almacenada en el tanque del agua permeada 10 para su uso como agua fresca.
Un punto de ramificación BP8 está provisto sobre la línea de alimentación del agua de entrada FL2 a la mitad del camino entre la bomba reforzadora 12a y la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. El punto de ramificación BP8 está conectado con una línea de alimentación del agua de entrada FL2a, y una unidad de la membrana semipermeable 8d (cuarta unidad de membrana semipermeable auxiliar) está provista en su extremo corriente abajo. Una válvula 6i está provista sobre la línea de alimentación del agua de entrada FL2a. La válvula 6i es utilizada para controlar la velocidad de flujo del agua de entrada suministrada a una séptima unidad de la membrana semipermeable 8d (cuarta unidad de la membrana semipermeable auxiliar) .
La abertura de descarga del agua concentrada de la séptima unidad de la membrana semipermeable 8d (cuarta unidad de la membrana semipermeable auxiliar) está conectada con una línea de agua concentrada CL7, el extremo corriente abajo de la cual está conectado a un punto de unión MP12 provisto sobre una línea del agua concentrada CL2 para la segunda unidad de la membrana semipermeable 8. Esto permite que el agua concentrada desde la séptima unidad de la membrana semipermeable 8d (cuarta unidad de la membrana semipermeable auxiliar) se una con el agua concentrada desde la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 en el punto de unión MP12, para que fluya a través de la línea del agua concentrada CL2, y que sea descargada hacia fuera del aparato productor de agua fresca A9.
La abertura de descarga del agua permeada de la séptima unidad de la membrana semipermeable 8d (cuarta unidad de la membrana semipermeable auxiliar) está conectada con una línea del agua permeada PL7, el extremo corriente abajo de la cual está conectado a un punto de unión MP13 provisto sobre una línea del agua permeada PL2 a la mitad del camino entre la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 y un punto de ramificación BP6. El agua permeada de la séptima unidad de la membrana semipermeable 8d (cuarta unidad de la membrana semipermeable auxiliar) se une con el agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 en el punto de unión MP13 y fluye a través de la línea del agua permeada PL2.
El aparato productor de agua fresca A9 es distinto en que el mismo agrega dos unidades de la membrana semipermeable auxiliares, es decir, la sexta unidad de la membrana semipermeable 7a (tercera unidad de la membrana semipermeable auxiliar) y la séptima unidad de la membrana semipermeable (cuarta unidad de la membrana semipermeable auxiliar) 8d al aparato productor de agua fresca A8 como unidades complementarias conectadas en paralelo con la primera unidad de la membrana semipermeable 7 y la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 , respectivamente .
Ejemplo Comparativo 1
La Figura 10 es un diagrama de una configuración de un aparato productor de agua fresca PA1 conocido públicamente (diagrama de flujo) . El aparato productor de agua fresca PA1 es un aparato productor de agua fresca capaz de alternar el modo de operación de una unidad de membrana semipermeable de la segunda etapa entre el tratamiento del agua concentrada desde una unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa y el tratamiento de su agua permeada de acuerdo con el tipo del agua de entrada. La Figura 10 muestra el arreglo funcional de dos o más unidades de la membrana semipermeable empleadas ppr el aparato productor de agua fresca PA1 para separar los solutos contenidos en el agua, así como las tuberías (líneas) de agua conectadas directa o indirectamente a las mismas, tanques de almacenamiento del agua, bombas de alimentación del agua, y válvulas de control de la velocidad de flujo del agua, y otros elementos.
El aparato productor de agua fresca PA1 comprende, desde arriba hacia abajo, un tanque de agua de entrada P2, una unidad de pre-tratamiento P4 , diseñada para proporcionar el agua de entrada con filtración y otros pre-tratamientos previo al suministro a una unidad de la membrana semipermeable, una primera unidad de la membrana semipermeable P7, una segunda unidad de la membrana semipermeable P8 , un tanque del agua permeada PIO, y una unidad recuperadora de energía P9.
El tanque P2 de agua de entrada está conectado con el extremo corriente abajo de una línea de agua de entrada PRLla, diseñada para transportar el agua de entrada Pía desde afuera del aparato productor de agua fresca PA1 hasta el tanque P2 de agua de entrada, y con el extremo corriente abajo de una línea del agua de entrada PRLlb diseñada para transportar un agua de entrada Plb desde afuera del aparato productor de agua fresca PA1 hasta el tanque P2 de agua de entrada. El tanque P2 de agua de entrada y la unidad de pre-tratamiento P4 están conectadas por una línea de agua de entrada PRL2. Una bomba P3 está provista en la línea de agua de entrada PRL2 para suministrar el agua de entrada Pl a la unidad de pre-tratamiento P4. Cuando la bomba P3 es operada, el agua de entrada Pl es suministrada desde el tanque P2 de agua de entrada hasta la unidad de pre-tratamiento P4 , en la cual el agua de entrada Pl es provista con filtración y otros pre-tratamientos .
Una línea de agua de entrada PRL3 está fijada a la unidad de pre-tratamiento P4, y una bomba reforzadora P5 está provista en su extremo corriente abajo. Una línea de alimentación del agua de entrada PFL1 está fijada a la bomba reforzadora P5, y su extremo corriente abajo está conectado a la abertura de recepción de la primera unidad de la membrana semipermeable P7. La bomba reforzadora P5 provee al agua de entrada con la presión requerida por la unidad de la membrana semipermeable .
La abertura de descarga del agua concentrada de la primera unidad de la membrana semipermeable P7 está conectada con una línea de agua concentrada PCL1. Una unidad recuperadora de energía P9 está provista en la línea de agua concentrada PCL1, y un agua concentrada Pila desde la primera unidad de la membrana semipermeable P7 es descargada fuera del aparato productor de agua fresca PA1 por medio de la unidad recuperadora de energía P9. La unidad recuperadora de energía P9 recupera la energía retenida por el agua concentrada. Una válvula PSa está provista en la línea de agua concentrada PCL1 a la mitad del camino entre la primera unidad de la membrana semipermeable P7 y la unidad recuperadora de energía P9.
La línea de agua concentrada PCL1 tiene un punto de ramificación PBP1 a la mitad del camino entre la primera unidad de la membrana semipermeable P7 y la válvula P6a. Una línea de alimentación del agua de entrada PFL2 está fijada en el punto de ramificación PBP1, y su extremo corriente abajo está conectado a la abertura de recepción del agua de alimentación de la segunda unidad de la membrana semipermeable P8. Una válvula P6b está provista en la línea de alimentación del agua de entrada PFL2. Las válvulas P6a y P6b son utilizadas para controlar la velocidad de flujo del agua concentrada que fluye a través de la línea de agua concentrada PCLl y la velocidad de flujo del agua concentrada que fluye a través de la línea de alimentación del agua de entrada PFL2, respectivamente. El agua concentrada que fluye a través de la línea de alimentación del agua de entrada PFL2 es el agua de entrada que va a ser tratada en la segunda unidad de la membrana semipermeable P8.
Una línea del agua permeada PPL1 está fijada a la abertura de descarga del agua permeada de la primera unidad de la membrana semipermeable P7, y su extremo corriente abajo está conectado al tanque del agua permeada PIO. Una válvula P6c está provista en la línea del agua permeada PPL1. La línea del agua permeada PPL1 tiene un punto de ramificación PBP2 a la mitad del camino entre la primera unidad de la membrana semipermeable P7 y la válvula P6c . Una línea del agua permeada PPLla está fijada al punto de ramificación PBP2, y su extremo corriente abajo está conectado a un tanque de agua permeada P17. Una válvula P6d está provista en la línea del agua permeada PPLla. Las válvulas P6c y P6d son utilizadas para controlar la velocidad de flujo del agua permeada que fluye a través de la línea del agua permeada PPLl y la velocidad de flujo del agua permeada que fluye a través de la línea del agua permeada PPLla.
El tanque de agua permeada P17 y la segunda unidad de la membrana semipermeable P8 están conectadas por una línea del agua permeada PPLlb. Una bomba reforzadora P12 está provista en la línea del agua permeada PPLlb. La bomba reforzadora P12 provee el agua permeada (el agua de entrada para la segunda unidad de la membrana semipermeable P8) que fluye a través de la línea del agua permeada PPLlb con la presión requerida por la segunda unidad de la membrana semipermeable P8.
Una línea del agua concentrada PCL2 está fijada a la abertura de descarga del agua concentrada de la segunda unidad de la membrana semipermeable P8 , y el agua concentrada Pllb desde la segunda unidad de la membrana semipermeable P8 es descargada hacia fuera del aparato productor de agua fresca PAl después de que fluye a través de la línea del agua concentrada PCL2. Una línea del agua permeada PPL2 está fijada a la abertura de descarga del agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable P8 , y su extremo corriente abajo está conectado a un punto de unión PMP1, provisto sobre la línea del agua permeada PPLl a la mitad del camino entre la válvula P6c y el tanque del agua permeada PIO. Una válvula P6e está provista en la línea del agua permeada PPL2. Las válvulas P6ca y P6e son utilizadas para controlar la velocidad de flujo del agua permeada de la primera unidad de la membrana semipermeable P7 que fluye a través del tanque del agua permeada PIO y la velocidad de flujo del agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable P8 que fluye hacia el tanque del agua permeada PIO.
Ejemplo Comparativo 2
La Figura 11 es un diagrama de la configuración de un aparato productor de agua fresca PA2 conocido públicamente (diagrama de flujo) . El aparato productor de agua fresca PA2 es un aparato productor de agua fresca capaz de alternar el modo de operación de una unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa entre el tratamiento paralelo con una unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa y el tratamiento de su agua permeada de acuerdo con el tipo del agua de entrada. La Figura 11 muestra el arreglo funcional de dos o más unidades de membrana semipermeable empleadas por el aparato productor de agua fresca PA2 para separar los solutos contenidos en el agua, así como las tuberías (líneas) de agua conectadas directa o indirectamente al mismo, tanques de almacenamiento del agua, bombas de alimentación del agua, y válvulas de control de la velocidad de flujo del agua, y otros elementos.
El aparato productor de agua fresca PA2 comprende, desde corriente arriba hacia abajo, un tanque de agua de entrada P2, una unidad de pre-tratamiento P4, diseñada para proporcionar el agua de entrada con filtración y otros pre-tratamientos previo al suministro a una primera unidad de la membrana semipermeable, una primera unidad de la membrana semipermeable P7, una segunda unidad de la membrana semipermeable P8, y un tanque del agua permeada PIO.
El tanque P2 del agua de entrada está conectado con el extremo corriente abajo de una línea de entrada del agua PRL1, diseñada para transportar un agua de entrada Pl desde afuera del aparato productor de agua fresca PA1 hasta el tanque P2 de agua de entrada. El tanque P2 del agua de entrada y la unidad de pre-tratamiento P4 están conectados por una línea de agua de entrada PRL2. Una bomba P3 está provista en la línea de agua de entrada PRL2 , para suministrar el agua de entrada Pl a la unidad de pre-tratamiento 4. Cuando opera la bomba P3, el agua de entrada Pl es suministrada desde el tanque P2 de agua de entrada a la unidad de pre-tratamiento P4 , en la cual el agua de entrada Pl es provista con filtración y otros pre-tratamientos .
Una línea de agua de entrada PRL3 está fijada a la unidad de pre-tratamiento P , y una bomba reforzadora P5 está provista en su extremo corriente abajo. Una línea de alimentación del agua de entrada PFLl está fijada a la bomba reforzadora P5, y su extremo corriente abajo está conectado a la abertura de recepción del agua de alimentación de una primera unidad de la membrana semipermeable P7. La bomba reforzadora P5 provee al agua de entrada con la presión requerida por la unidad de la membrana semipermeable .
Una línea de agua concentrada PCL1 está fijada a la abertura de descarga del agua concentrada de la primera unidad de la membrana semipermeable P7. El extremo corriente abajo de la línea de agua concentrada PCL1 está localizado fuera del aparato productor de agua fresca PA2, y el agua concentrada desde la primera unidad de la membrana semipermeable P7 es descargada fuera del aparato productor de agua fresca PA2 haciéndola fluir a través de la línea de agua concentrada PCL1 como un agua concentrada PH.
Una línea del agua permeada PPL1 está fijada a la abertura de descarga del agua permeada de la primera unidad de la membrana semipermeable P7, y su extremo corriente abajo está conectado a un tanque del agua permeada PIO . Una válvula P6j está provista en la línea del agua permeada PPL1. La línea del agua permeada PPL1 tiene un punto de ramificación PBP4 a la mitad del camino entre la primera unidad de la membrana semipermeable P7 y la válvula P6j . Una línea del agua permeada PPLla está fijada al punto de ramificación PBP4, y su extremo corriente abajo está conectado a un tanque de agua permeada, intermedio P17. Una válvula P6k está provista en la línea del agua permeada PPLla. Las válvulas P6j y P6k son utilizadas para controlar la velocidad de flujo del agua permeada que fluye hacia el tanque del agua permeada PIO y la velocidad de flujo del agua permeada que fluye hacia el tanque de agua permeada, intermedio P17.
Una línea del agua permeada PPLlb está fijada al tanque de agua permeada, intermedio P17, y su extremo corriente abajo está conectado a la abertura de recepción del agua de alimentación de una segunda unidad de la membrana semipermeable P8. Una bomba reforzadora P12 está provista en la línea del agua permeada PPLlb. La bomba reforzadora P12 provee al agua permeada suministrada a la segunda unidad de la membrana semipermeable P8 como el agua de alimentación con la presión requerida. Una válvula P61 está provista en la línea del agua permeada PPLlb a la mitad del camino entre la bomba reforzadora P12 y la segunda unidad de la membrana semipermeable P8.
La línea de alimentación del agua de entrada PFL1 tiene un punto de ramificación PBP3 a la mitad del camino entre la bomba reforzadora P5 y la primera unidad de la membrana semipermeable P7. Una línea de alimentación PFLla del agua de entrada está fijada al punto de ramificación PBP3 , y su extremo corriente abajo está conectado a un punto de unión PMP2 , provisto sobre la línea del agua permeada PPLlb a la mitad del camino entre la válvula P61 y la segunda unidad de la membrana semipermeable P8. Las válvulas P6b y P61 son utilizadas para controlar la velocidad de flujo del agua de entrada suministrada a la segunda unidad de la membrana semipermeable P8 por medio de la línea de alimentación PFLla del agua de entrada y la velocidad de flujo del agua permeada (agua de alimentación) suministrada desde el tanque de agua permeada, intermedio P17 a la segunda unidad de la membrana semipermeable P8.
Una línea del agua concentrada PCL2 está fijada a la abertura de descarga del agua concentrada de la segunda unidad de la membrana semipermeable P8 , y su extremo corriente abajo está conectado a un punto de unión PMP3, provisto sobre la línea de agua concentrada PCL1. El agua concentrada desde la segunda unidad de la membrana semipermeable P8 es descargada fuera del aparato productor de agua fresca PA2 después de la unión con el agua concentrada desde la primera unidad de la membrana semipermeable P7 en el punto de unión PMP3.
Una línea del agua permeada PPL2 está fijada a la abertura de descarga del agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable P8, y su extremo corriente abajo está conectado a un punto de unión PMP3, provisto sobre la línea del agua permeada PPL1 a la mitad del camino entre la válvula P6j y el tanque del agua permeada PIO. El agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable P8 se une con el agua permeada de la primera unidad de la membrana semipermeable P7 en el punto de unión PMP3 y es almacenada en el tanque del agua permeada PIO para su uso como agua fresca.
Ejemplo 10
La Figura 12 muestra un aparato productor de agua fresca Al2. El aparato productor de agua fresca A12 es otra modalidad de un aparato productor de agua fresca que incorpora dos etapas de las unidades de la membrana semipermeable y una unidad de la membrana semipermeable de una sola etapa conectada en paralelo con ellas y mezcla las aguas concentradas de las dos etapas de las unidades de la membrana semipermeable en el agua de alimentación para la unidad de la membrana semipermeable paralela. Puesto que el aparato productor de agua fresca A12 en la Figura 12 tiene esencialmente la misma configuración que el aparatp productor de agua fresca A7 en la Figura 7, la descripción del aparato productor de agua fresca A12 está limitada a aquellos elementos que son adiciones o mpdificaciones al aparatp prpductcr de agua fresca A7.
El aparatp prpductcr de agua fresca A12 en la Figura 12 mcdifica la línea del agua de entrada RL3s en el aparate productor de agua fresca A7 en la Figura 7. Para ser específico, el aparate productor de agua fresca A12 tiene introducido un tanque 17a del agua de entrada como es mostrado en la Figura 12 a la mitad del camino entre una unidad de pre-tratamientp 4s y una bomba 5s, ambos asociados con la línea del agua de entrada RL3s, en el aparato productor de agua fresca A7 como es mostrado en la Figura 7, de modo que la unidad de pre-tratamiento 4s y el tanque 17a del agua de entrada estén conectados por una línea del agua de entrada RL3sa, mientras que el tanque 17a del agua de entrada y la bomba 5s están conectados por la línea del agua de entrada RL3sb.
El aparato productor de agua fresca A12 en la Figura 12 modifica la manera en la cual el agua concentrada desde la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 es utilizada en el aparato productor de agua fresca A7 en la Figura 7. Para ser específico, mientras que el agua concentrada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 en el aparato productor de agua fresca A7 es descargada fuera del aparato productor de agua fresca A7 después de que fluye a través de la línea del agua concentrada CL2 como es mostrado en la Figura 7, el extremo corriente abajo de la linea del agua concentrada CL2, a través de la cual el agua concentrada de la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 en el aparato productor de agua fresca A12, fluye, está conectado al tanque 17a del agua de entrada y por esto permite que el agua concentrada desde la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 sea retenida en el tanque 17a del agua de entrada como es mostrado en la Figura 12.
Como resultado de estas modificaciones, el tanque 17a del agua de entrada en el aparato productor de agua fresca A12 en la Figura 12 finaliza reteniendo el agua de entrada ls, que fluye desde la línea del agua de entrada RL3sa, y el agua concentrada desde la segunda unidad de la membrana semipermeable 8, que fluye desde la línea del agua concentrada CL2. El agua Isa retenida en el tanque 17a del agua de entrada es utilizada como el agua de alimentación para una quinta unidad de la membrana semipermeable (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) 8c. Para ser más específico, el agua Isa retenida en el tanque 17a del agua de entrada es suministrada al espacio del lado del agua de alimentación de la quinta unidad de la membrana semipermeable 8c (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) por medio de una línea del agua de alimentación FL5 a la presión requerida por la bomba reforzadora 5s.
Mientras que el aparato productor de agua fresca A7 en la Figura 7 tiene una configuración que permite que el agua de entrada ls sea suministrada a la quinta unidad de la membrana semipermeable 8c (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) , el aparato productor de agua fresca A12 en la Figura 12 tiene una configuración que permite que tanto el agua de entrada ls como el agua concentrada desde la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 sea suministrada a la quinta unidad de la membrana semipermeable 8c (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) .
Ejemplo 11
La Figura 13 muestra un aparato productor de agua fresca A13. El aparato productor de agua fresca A13 es otra modalidad de un aparato productor de agua fresca que incorpora dos etapas de unidades de la membrana semipermeable y una unidad de la membrana semipermeable de una sola etapa conectada en paralelo con ellas y mezcla el agua concentrada desde la unidad de la membrana semipermeable paralela hacia el agua de alimentación para la primera de las dos etapas de las unidades de la membrana semipermeable. Puesto que el aparato productor de agua fresca A13 en la Figura 13 tiene esencialmente la misma configuración que el aparato productor de agua fresca A7 en la Figura 7, la descripción del aparato productor de agua fresca A13 está limitada a aquellos elementos que son adiciones o modificaciones al aparato productor de agua fresca A7.
El aparato productor de agua fresca A13 en la Figura 13 modifica la manera en la cual el agua concentrada desde la quinta unidad de la membrana semipermeable 8c (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) es utilizada en el aparato productor de agua fresca A7 en la Figura 7. Para ser específico, mientras que el agua concentrada de la quinta unidad de la membrana semipermeable 8c (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) en el aparato productor de agua fresca A7 es descargada fuera del aparato productor de agua fresca A7 después de fluir a través de la línea del agua concentrada CL5 como se muestra en la Figura 7, el agua concentrada desde la quinta unidad de la membrana semipermeable 8c (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) es suministrada a la primera unidad de la membrana semipermeable 7 en el aparato productor de agua fresca A13 como se muestra en la Figura 13.
Especialmente, en el aparato productor de agua fresca A13 en la Figura 13, la línea del agua concentrada CL5 en el aparato productor de agua fresca A7 en la Figura 7 conduce a una línea de alimentación FL6 del agua de entrada. El extremo corriente abajo de la línea de alimentación FL6 del agua de entrada está conectado a un punto de unión MP14, provisto sobre la línea del agua de entrada RL3 a la mitad del camino entre la unidad de pre-tratamiento 4 y la bomba reforzadora 5. Esto permite que el agua concentrada desde la quinta unidad de la membrana semipermeable 8c (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) se une con el agua de entrada 1 que fluye a través de la línea del agua de entrada RL3 en el punto de unión MP14. Una válvula 6r está provista en la línea de alimentación FL6 del agua de entrada. La válvula 6r es utilizada para controlar la velocidad de flujo del agua concentrada desde la quinta unidad de la membrana semipermeable 8c (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) , la cual fluye a través de la línea de alimentación FL6 del agua de entrada.
Ejemplo 12
La Figura 14 muestra un aparato productor de agua fresca A14. El aparato productor de agua fresca A14 es otra modalidad de un aparato productor de agua fresca que incorpora una unidad de la membrana semipermeable de una sola etapa conectada en paralelo con dos etapas de las unidades de la membrana semipermeable y mezcla el agua concentrada desde la unidad de la membrana semipermeable paralela hacia el agua de alimentación de la segunda de las dos etapas de las unidades de la membrana semipermeable. Puesto que el aparato productor de agua fresca A14 en la Figura 14 tiene esencialmente la misma configuración que el aparato productor de agua fresca A7 en la Figura 7, la descripción del aparato productor de agua fresca A14 está limitada a aquellos elementos que son adiciones o modificaciones al aparato productor de agua fresca A7.
El aparato productor de agua fresca A14 en la Figura 14 modifica la manera en la cual el agua concentrada desde la quinta unidad de la membrana semipermeable (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) 8c es utilizada en el aparato productor de agua fresca A7 en la Figura 7. Para ser específico, mientras que el agua concentrada desde la quinta unidad de la membrana semipermeable 8c (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) en el aparato productor de agua fresca A7 ese descargada fuera del aparato productor de agua fresca A7 después de fluir a través de la línea del agua concentrada CL5, como se muestra en la Figura' 7, el agua concentrada desde la quinta unidad de la membrana semipermeable (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) 8c es suministrada a la segunda unidad de la membrana semipermeable 8 en el aparato productor de agua fresca A14 como se muestra en la Figura 14.
Especialmente, la línea del agua concentrada CL5 en el aparato productor de agua fresca A7 en la Figura 7 conduce a una línea de alimentación FL7 del agua de entrada en el aparato productor de agua fresca A14 en la Figura 14. El extremo corriente abajo de la línea de alimentación FL7 del agua de entrada está conectado a un punto de unión MP15, provisto sobre la línea de alimentación del agua de entrada FL2 a la mitad del camino entre el punto de unión MP1 y la bomba reforzadora 12a. Esto permite que el agua concentrada desde la quinta unidad de la membrana semipermeable (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) 8c se una con el agua de entrada 1 que fluye a través de la línea de alimentación del agua de entrada FL2 en el punto de unión MP15. Una válvula 6s está provista en la línea de alimentación del agua de entrada FL7. La válvula 6s es utilizada para controlar la velocidad de flujo del agua concentrada desde la quinta unidad de la membrana semipermeable (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar) 8c, la cual fluye a través de la línea de alimentación FL7 del agua de entrada.
Aplicabilidad industrial
La invención se refiere a un aparato productor de agua fresca que emplea unidades de membrana semipermeable designadas para producir el agua fresca por el tratamiento del agua de entrada, tal como el agua de mar, el agua de un río, el agua subterránea o el agua de desecho tratada. Más específicamente, se refiere a un aparato productor de agua fresca capaz de producir eficientemente agua fresca de acuerdo con el tipo del agua de entrada, así como los métodos de operación para ellos, y hace posible producir agua fresca con la calidad deseada del agua a un costo bajo cambiando las cargas de tratamiento de dos o más unidades de la membrana semipermeable de acuerdo con la calidad del agua, del agua de entrada .
Lista de signos de referencia
1, la, Ib, ls, Isa: Agua de entrada
2, 2s: Tanque de agua de entrada
3, 3s: Bomba
4, 4s: Unidad de pre-tratamiento
5, 5a, 5b, 5s: Bomba reforzadora
6n (n = letra del alfabeto) : Válvula
7 : Primera unidad de la membrana semipermeable (unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa)
7a: Sexta unidad de la membrana semipermeable (tercera unidad de la membrana semipermeable auxiliar)
8 : Segunda unidad de la membrana semipermeable (unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa)
8b: Cuarta unidad de la membrana semipermeable (primera unidad de la membrana semipermeable auxiliar)
8c : Quinta unidad de la membrana semipermeable (segunda unidad de la membrana semipermeable auxiliar)
8d: séptima unidad de la membrana semipermeable
(cuarta unidad de la membrana semipermeable auxiliar)
9 , 9b : Unidad recuperadora de energía
10: Tanque del agua permeada
11, 11b: Agua concentrada
12, 12a, 12b: Bomba reforzadora
13 : Unidad de presurización no provista de energía
16 : Tercera unidad de la membrana semipermeable (unidad de la membrana semipermeable auxiliar común)
17, 17a: Tanque intermedio
ACLN (N = número) : Línea de agua concentrada auxiliar
AFLN (N = número) : Línea de agua de alimentación auxiliar
A (N = número) : Aparato productor de agua fresca propuesto por la invención
BPN (N = número) : Punto de ramificación
CLN (N = número) : Línea de agua concentrada
FLN (N = número) : Línea de alimentación del agua de entrada
FLNn (N = número, n = letra del alfabeto) : Línea de alimentación del agua de entrada
MPN (N = número) : Punto de unión
Pl, Pía, Plb: Agua de entrada
P2 : Tanque del agua de entrada * P3 : Bomba
P4 : Unidad de pre-tratamiento
P5 : Bomba reforzadora
P7 : Unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa (primera unidad de la membrana semipermeable)
P8 : Unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa (segunda unidad de la membrana semipermeable)
P6n (n = letra del alfabeto) : Válvula
P7 : Primera unidad de la membrana semipermeable (unidad de la membrana semipermeable de la primera etapa)
P8 : Segunda unidad de la membrana semipermeable (unidad de la membrana semipermeable de la segunda etapa)
P9 : Unidad recuperadora de energía
PIO : Tanque de agua de permeada
Pll, Pila, Pllb: Agua concentrada
P12 : Bomba reforzadora
P17, P17a: Tanque intermedio
PA1, PA2 : Aparato productor de agua fresca conocido públicamente
PBPN (N = número) : Punto de ramificación
PCLN (N = número) : Línea de agua concentrada
PFLN (N = número) : Línea de alimentación del agua de entrada
PFLNn (N = número, n = letra del alfabeto) : Línea de alimentación del agua de entrada
PLN (N = número) : Línea del agua permeada
PMPN (N = número) : Punto de unión
PPLN (N = número) : Línea del agua permeada
PPLla: Línea del agua permeada
PPLlb: Línea de alimentación del agua de entrada (línea del agua permeada)
PRLN (N = número) : Línea del agua de entrada
PRLNn (N = número, n = letra del alfabeto) : Línea del agua de entrada
RLN (N = número) : Línea del agua de entrada
RLN (N = número, n = letra del alfabeto) : , Línea del agua de entrada
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
Claims (15)
1. Un aparato productor de agua fresca para producir agua fresca a partir del agua de entrada que contiene un soluto, caracterizado porque comprende una primera unidad de la membrana semipermeable y una segunda unidad de la membrana semipermeable, en donde una primera línea de alimentación del agua de entrada para alimentar el agua de entrada está conectada a la primera unidad de la membrana semipermeable, mientras que una segunda línea de alimentación del agua de entrada para alimentar un agua de entrada está conectada a la segunda unidad de la membrana semipermeable, y en donde la primera unidad de la membrana semipermeable y la segunda unidad de la membrana semipermeable están conectadas junto con una línea de agua concentrada que alimenta el agua concentrada desde la primera unidad de la membrana semipermeable hasta la segunda unidad de la membrana semipermeable .
2. El aparato productor de agua fresca de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el agua de entrada que va a ser alimentada a la primera línea de alimentación del agua de entrada y la segunda línea de alimentación del agua de entrada es una mezcla de al menos dos tipos de agua de entrada que tienen diferentes composiciones .
3. El aparato productor de agua fresca de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque una bomba reforzadora o una unidad de presurización no provista con energía, está provista en una posición en la segunda línea de alimentación del agua de entrada localizada a la mitad del camino entre un punto de unión de la segunda línea de alimentación del agua de entrada conectada a la segunda unidad de la membrana semipermeable y la línea del agua concentrada fijada a la primera unidad de la membrana semipermeable y a la segunda unidad de la membrana semipermeable .
. El aparato productor de agua fresca de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende una unidad de la membrana semipermeable auxiliar común capaz de operar en paralelo con tanto la primera unidad de la membrana semipermeable como la segunda unidad de la membrana semipermeable .
5. El aparato productor de agua fresca de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende una unidad de la membrana semipermeable auxiliar capaz de operar en paralelo con la primera unidad de la membrana semipermeable y/o una unidad de la membrana semipermeable auxiliar capaz de operar en paralelo con la segunda unidad de la membrana semipermeable.
6. El aparato productor de agua fresca de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la unidad de la membrana semipermeable auxiliar capaz de operar en paralelo con la segunda unidad de la membrana semipermeable es alimentada con un agua de entrada diferente del agua de entrada alimentada a la primera unidad de la membrana semipermeable y la segunda unidad de la membrana semipermeable .
7. El aparato productor de agua fresca de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos un parte del agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable es mezclada en el agua de entrada para la primera unidad de la membrana semipermeable .
8. El aparato productor de agua fresca de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la permeabilidad al agua de la primera unidad de la membrana semipermeable es más elevada que la permeabilidad al agua de la segunda unidad de la membrana semipermeable .
9. El aparato productor de agua fresca de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la resistencia a la presión de la primera unidad de la membrana semipermeable es inferior que la resistencia a la presión de la segunda unidad de la membrana semipermeable .
10. El aparato productor de agua fresca de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la resistencia a la corrosión de la primera unidad de la membrana semipermeable es inferior que la resistencia a la corrosión de la segunda unidad de la membrana semipermeable .
11. Un método de operación para el aparato productor de agua fresca de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la velocidad de flujo del agua de entrada en la primera línea de alimentación del agua de entrada conectada a la primera unidad de la membrana semipermeable y la velocidad de flujo del agua de entrada en la segunda línea de alimentación del agua de entrada conectada a la segunda unidad de la membrana semipermeable son controladas de modo que mantengan la presión de alimentación del agua de entrada hacia la primera unidad de la membrana semipermeable y/o las concentraciones de los solutos contenidos en el agua permeada de la primera unidad de la membrana semipermeable dentro de los valores fijados .
12. Un método de operación para el aparato productor de agua fresca de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la utilización o no utilización de la unidad de la membrana semipermeable auxiliar común y la velocidad de flujo de su agua de alimentación son controlados de acuerdo con la velocidad de flujo del agua de alimentación en la primera línea de alimentación del agua de entrada conectada a la primera unidad de la membrana semipermeable y la velocidad de flujo del agua de alimentación en la segunda línea de alimentación del agua de entrada conectada a la segunda unidad de la membrana semipermeable.
13. Un método de operación para el aparato productor de agua fresca de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la utilización o no utilización de las unidades de la membrana semipermeable auxiliar capaces de la operación en paralelo y la velocidad de flujo de su agua de alimentación son controladas para mantener la presión de alimentación del agua de entrada para la primera unidad de la membrana semipermeable y la presión de alimentación del agua de alimentación para la segunda unidad de la membrana semipermeable dentro de los valores fijados.
14. El método de operación para un aparato productor de agua fresca de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque una línea para el mezclado de al menos una parte del agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable en el agua de alimentación para la primera unidad de la membrana semipermeable es provista y al menos una parte del agua permeada de la segunda unidad de la membrana semipermeable es mezclada en el agua de alimentación para la primera unidad de la membrana semipermeable, para mantener la calidad del agua del agua tratada dentro de los valores fijados.
15. El aparato productor de agua fresca de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque al menos ya sea el agua concentrada de la primera unidad de la membrana semipermeable y la segunda unidad de la membrana semipermeable o el agua concentrada de la unidad de la membrana semipermeable auxiliar paralela es mezclada en el agua de alimentación para cualquiera de las otras unidades de la membrana semipermeable.
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