PROCEDIMIENTO DE GESTIÓN AVANZADA DE UNA UNIDAD DE FILTRACIÓN POR MEMBRANA, E INSTALACIÓN PARA LA REALIZACIÓN DEL PROCEDIMIENTO.

Procedimiento de gestión avanzada de una unidad de filtración por membrana,

aplicado al tratamiento de un efluente, realizando una microcoagulación por membrana que consiste en inyectar río arriba de la membrana una dosis de reactivo(s) de coagulación de 30 a 80 veces inferior a la dosis (X) que anula el potencial Zeta del efluente, caracterizado porque: - se miden, como variables de entrada, magnitudes que definen la calidad del efluente a tratar y magnitudes que definen el estado de ensuciamiento de la membrana; - se sitúa el punto de funcionamiento del procedimiento de microcoagulación a partir de los resultados de las mediciones precedentes y se determinan los umbrales para las variables de entrada cuyo sobrepase debe desencadenar la microcoagulación, - y, según los resultados de las mediciones y de la comparación de las variables de entrada con los umbrales respectivos, se activa la inyección del/de los reactivo(s) de coagulación

La invención se refiere a un procedimiento de gestión avanzada de una unidad de filtración por membrana, aplicado para el tratamiento de cualquier efluente, utilizando una microcoagulación por membrana según la patente EP 1 239.943, procedente de la solicitud WO 01/41906, de la cual es titular la Firma solicitante.

La prevención del atascamiento de las membranas de micro-, ultra-, nano-e hiperfiltración para el tratamiento de los líquidos tales como, particularmente, las aguas de superficie, las aguas residuales o las aguas de mar, es un reto técnico y económico principal bien conocido por el experto en la materia.

Para responder a este objetivo, la Firma solicitante es titular de la patente EP 1 239.943 que consiste en inyectar río arriba de la membrana, uno o más reactivos de coagulación a una dosis muy pequeña, sin llegar a las prácticas del experto en la materia, a saber de 30 a 80 veces inferior a la dosis óptima del “jar test” (ensayo de coagulación) que anula el potencial Zeta. La inyección del/de los reactivo(s) realizada según EP 1.239.943 induce una reducción significativa del ensuciamiento de la membrana, que se traduce por un aumento de la permeabilidad de la membrana, es decir del caudal de efluente que pasa por la unidad de superficie (m2) de la indicada membrana, para una presión transmembranar normalizada de 1 bar, a una temperatura dada.

El documento EP 1 239.943 muestra una microcoagulación según un margen de dosificado que asegura un funcionamiento satisfactorio, sin asegurar no obstante una optimización del dosificado. Se produce con ello, para un dosificado no optimizado en el indicado margen, rendimientos de la membrana inferiores a los que es posible alcanzar. Además, en el caso de un sobredosificado del reactivo en el indicado margen se produce un sobrecoste económico y riesgo de taponado de la membrana.

La presente invención tiene por objeto, sobretodo, optimizar en tiempo real la dosis inyectada del o de los reactivo(s) de coagulación, en la puesta en práctica del procedimiento de microcoagulación por membrana definido anteriormente, integrando en continuo las variaciones de la calidad del efluente y/o de los retornos de marcha del procedimiento y de la instalación que utiliza este procedimiento.

La invención trata de lograr estos objetivos con el fin de obtener en tiempo real rendimientos casi óptimos de la membrana de forma automática, evitando o suprimiendo toda intervención humana. Por eso, la presente invención se refiere a un procedimiento de conducción optimizado, fiabilizado y asegurado por una unidad de filtración por membrana.

Un procedimiento según la invención de gestión avanzada de una unidad de filtración, aplicado al tratamiento de cualquier efluente, que utiliza una microcoagulación por membrana, consiste en inyectar río arriba de la membrana una dosis de reactivo(s) de coagulación de 30 a 80 veces inferior a la dosis que anula el potencial Zeta del efluente, y se caracteriza porque:

- se miden, como variables de entrada, magnitudes que definen la calidad del efluente y magnitudes que

definen el estado de ensuciamiento de la membrana;

- se sitúa el punto de funcionamiento del procedimiento de microcoagulación a partir de los resultados de las

mediciones precedentes y se determinan umbrales para las variables de entrada cuyo paso debe

desencadenar la microcoagulación,

- y, según los resultados de las mediciones y de la comparación de las variables de entrada con los umbrales

respectivos, se pilota la inyección del/de los reactivo(s) de coagulación.

De preferencia, las magnitudes medidas para definir la calidad del efluente a tratar comprenden al menos una de las magnitudes siguientes:

- la temperatura, -el contenido en materia orgánica, en particular mediciones del COT y/o de la absorbancia de UV y/o del índice de atascamiento, -el contenido en materias en suspensión y/o coloidales, en particular mediciones de la turbidez y/o del potencial Zeta y/o el recuento de partículas.

Las magnitudes medidas para definir el estado de ensuciamiento de la membrana comprenden, ventajosamente, al menos las magnitudes siguientes:

- el caudal instantáneo QEB del efluente tratado por la fase de membrana;

- el caudal de inyección QR del o de los reactivos de coagulación;

- la presión transmembranar PTM.

De preferencia, el punto de funcionamiento se sitúa por determinación del reactivo adaptado al efluente medido y por determinación del margen de variación de la dosis de reactivo.

El punto de funcionamiento puede situarse a partir de una tabla de parametrado que hace corresponder con tipos de efluentes, definidos por márgenes de valores de magnitudes características, reactivos de coagulación adaptados y márgenes de dosificado apropiados.

El punto de funcionamiento puede determinarse por un sistema experto que selecciona el/los reactivos apropiados al efluente medido, y determina con ello, por modelización, la gama de variación de dosificado para tender al punto de funcionamiento óptimo.

El dosificado del reactivo puede regularse por servomando sobre el caudal de efluente tratado.

Ventajosamente, el dosificado del reactivo puede asegurarse por regulación con inyección de una dosis mínima y aumento paso a paso de la dosis por tanto tiempo como el aumento de la dosis produzca un aumento de la permeabilidad de la membrana, y detenga el aumento de la dosis inyectada de reactivo cuando una disminución de la permeabilidad de la membrana le sigue a un aumento de la dosis.

Se puede regular la inyección del/de los reactivo(s) de coagulación en función de los retornos de funcionamiento de la membrana, significativos de su ensuciamiento, para tender al punto de funcionamiento óptimo.

Cuando se emite una duda sobre la validez o la representatividad de una de las señales de entrada o cuando se produce una anomalía en los retornos de funcionamiento, el pilotaje de la unidad de membrana puede realizarse según un modo de gestión de repliegue de la estación. El modo de gestión de repliegue es una gestión por servomando con una relación de tratamiento fijo. En variante, el modo de gestión de repliegue es una parada de la puesta en práctica de la indicada invención.

Ventajosamente, se adapta según las consignas los parámetros de funcionamiento de la membrana tratando de eliminar/controlar/dominar la acumulación de materia en la proximidad de la membrana. Los parámetros de funcionamiento preferentemente ajustados son el procedimiento, el tiempo y la frecuencia de los retrolavados y de los lavados así como la elección de los reactivos asociados. Así, por ejemplo, retrolavados difásicos impulsados tales como se han descrito por la Patente FR 2.867.394, de la cual es titular la Firma solicitante, podrán ventajosamente ser utilizados. Del mismo modo, la naturaleza del/de los reactivo(s) de lavado se seleccionará por sus propiedades oxidantes o quelatantes o ácido-básicas por ejemplo para favorecer la eliminación del/de los reactivo(s) de coagulación utilizados según la presente invención.

Se puede también adaptar según las consignas los parámetros de funcionamiento de la hilera de tratamiento, particularmente la gestión de los desechos que contienen el/los reactivos de coagulación. En efecto, la presencia de reactivo(s) de coagulación en las aguas de lavado de la membrana inducida por la realización de la presente invención, puede ser problemática para un desecho directo al medio ambiente o un reciclado en la hilera de tratamiento. En este caso, puede existir la necesidad de iniciar una hilera de tratamiento específico de estas aguas de lavado. Estos tratamientos son conocidos del experto en la materia, y recurren a técnicas de decantación o flotación o centrifugación o filtración, sobre medios, sobre rejilla, sobre tela o sobre membrana por ejemplo.

La invención se refiere igualmente a una instalación para la realización del procedimiento, que comprende al menos una unidad de filtración por membrana, aplicada al tratamiento de un efluente, realizando una microcoagulación por membrana que comprende medios para inyectar río arriba de la membrana una dosis de reactivo(s) de coagulación de 30 a 80 veces inferior a la dosis que anula el potencial Zeta del efluente, caracterizada porque comprende... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de gestión avanzada de una unidad de filtración por membrana, aplicado al tratamiento de un efluente, realizando una microcoagulación por membrana que consiste en inyectar río arriba de la membrana una dosis de reactivo(s) de coagulación de 30 a 80 veces inferior a la dosis (X) que anula el potencial Zeta del efluente, caracterizado porque:

- se miden, como variables de entrada, magnitudes que definen la calidad del efluente a tratar y magnitudes que definen el estado de ensuciamiento de la membrana;

- se sitúa el punto de funcionamiento del procedimiento de microcoagulación a partir de los resultados de las mediciones precedentes y se determinan los umbrales para las variables de entrada cuyo sobrepase debe desencadenar la microcoagulación,

- y, según los resultados de las mediciones y de la comparación de las variables de entrada con los umbrales respectivos, se activa la inyección del/de los reactivo(s) de coagulación.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las magnitudes medidas para definir la calidad del efluente a tratar comprenden al menos una de las magnitudes siguientes:

- la temperatura,

- el contenido en materia orgánica, en particular mediciones del COT y/o de la absorbancia UV y/o del índice de atascamiento,

- el contenido en materias en suspensión y/o coloidales, en particular mediciones de la turbidez y/o del potencial Zeta y/o el recuento de partículas.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las magnitudes medidas para definir el estado de ensuciamiento de la membrana comprenden al menos las magnitudes siguientes:

- el caudal instantáneo QEB del efluente tratado en la etapa membranar; -el caudal de inyección QR del o de los reactivos de coagulación; -la presión transmembranar PTM.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el punto de funcionamiento se sitúa por determinación del/de los reactivo(s) adaptado(s) al efluente medido y por determinación del margen de variación de la dosis del/de los reactivo(s).

5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el punto de funcionamiento se sitúa a partir de una tabla de parametrado que corresponde a tipos de efluentes, definidos por márgenes de valores de grandes características, reactivos de coagulación adaptados y márgenes de dosificado apropiados.

6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el punto de funcionamiento se determina por un sistema experto que selecciona el/los reactivo(s) apropiados al efluente medido, y determina del mismo, por modelización, la gama de variación de dosificado para tender al punto de funcionamiento óptimo.

7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dosificado del reactivo es regulado por servomando sobre el caudal de efluente tratado.

8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el dosificado del reactivo es asegurado por regulación con inyección de una dosis mínima y aumento paso a paso de la dosis por tanto tiempo como produce el aumento de la dosis un aumento de la permeabilidad de la membrana, y detención del aumento de la dosis inyectada de reactivo cuando una disminución de la permeabilidad de la membrana le sigue a un aumento de la dosis.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque se regula la inyección del/de los reactivo(s) de coagulación en función de los retornos de funcionamiento de la membrana, significativos de su ensuciamiento, para tender al punto de funcionamiento óptimo.

10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, cuando es emitida una duda sobre la validez o la representatividad de una de las señales de entrada o cuando se produce una anomalía en los retornos de marcha, el pilotaje de la unidad de membrana se realiza según un modo de gestión de realimentación de la estación por servomando.

11. Instalación para la realización de un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que

comprende al menos una unidad de filtración por membrana, aplicada al tratamiento de un efluente, utilizando una microcoagulación por membrana que comprende medios (2) para inyectar río arriba de la membrana una dosis de reactivo(s) de coagulación 30 a 80 veces inferior a la dosis (X) que anula el potencial Zeta del efluente, caracterizada porque incluye un conjunto de control (M) que comprende:

- medios de medición (11, 12, 13, 16), como variables de entrada, de las magnitudes que definen la calidad del efluente a tratar y de las magnitudes que definen el estado de ensuciamiento de la membrana;

- una unidad (A) para situar el punto de funcionamiento del procedimiento de microcoagulación a partir de los resultados de las mediciones precedentes y para determinar umbrales para las variables de entrada cuyo sobrepase debe desencadenar la microcoagulación,

- un módulo (B) de análisis de los resultados de mediciones y de comparación de las variables de entrada con los umbrales respectivos, -y un módulo (C) para pilotar la inyección del/de los reactivo(s) de coagulación.

12. Instalación según la reivindicación 11, caracterizada porque la unidad (A) comprende un bloque (A1) asignado a las variables de entrada del procedimiento y un bloque (A2) al cual son enviadas informaciones sobre magnitudes de entrada específicas a la o a las membranas utilizadas, a saber datos de funcionamiento de las membranas/retorno de marcha.

13. Instalación según la reivindicación 12, caracterizada porque el bloque (A1) asignado a las variables de entrada recibe informaciones proporcionadas por la medición de magnitudes características de la calidad del efluente río arriba de la membrana comprendiendo al menos una de las magnitudes siguientes:

- la temperatura del efluente, proporcionada por un sensor (11); -el contenido en materia orgánica del efluente proporcionado por un sensor (12) por medición del COT (carbono orgánico total) y/o la absorbancia UV y/o el índice de atascamiento, -el contenido en materias en suspensión y/o coloidales, proporcionado por un sensor (13), por mediciones de la turbidez y/o el potencial Zeta y/o por recuento de partículas,

estando los sensores dispuestos en el conducto de entrada del efluente.

14. Instalación según la reivindicación 12 ó 13, caracterizada porque el bloque (A2), al cual son enviadas informaciones sobre magnitudes de entrada específicas a la o a las membranas utilizadas, recibe informaciones proporcionadas por la medición de magnitudes características del estado de la membrana, comprendiendo al menos las magnitudes siguientes:

- el caudal instantáneo (QEB) del efluente tratado en la fase de membrana proporcionado por un medidor de caudal (14) instalado en el conducto de entrada del efluente tratado; -el caudal de inyección (QR) del o de los reactivo(s) de coagulación, proporcionado por un medidor de caudal

(15) instalado en el conducto de inyección del reactivo de coagulación;

- la presión transmembranar PTM (en bares) proporcionada por uno o dos sensor(es) de presión (16) dispuestos a uno y otro lado de la membrana.

15. Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizada porque comprende medios de entrada para permitir al usuario introducir consignas/umbrales de valores de las variables, para definir el ámbito de aplicación de la microcoagulación por membrana con relación a la naturaleza y la calidad del efluente.

16. Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, caracterizada porque el módulo (B) para situar, a partir de las consignas y variables de entrada, el punto de funcionamiento del procedimiento de microcoagulación por membrana, está previsto para asegurar el tratamiento de las informaciones:

- bien sea por un bloque (B1) en el cual se memoriza una tabla de parametrado en función de la calidad del efluente, que permite según los datos proporcionados con relación al efluente, proporcionar las consignas sobre la utilización preferencial de uno/de los reactivo(s) y sobre el margen de dosificado óptimo para este

o estos reactivos;

- o por un bloque (B2) que comprende un sistema experto que comprende medios de cálculo y un logicial para modelizar mediante normas de experto la curva de anulación del potencial Zeta en función de la dosis del o de los reactivo(s) y definir así para un reactivo o una mezcla de reactivos las variables X, y luego X/30 y X/80.

17. Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, caracterizada porque el conjunto de control

(M) comprende además un módulo (C) de control del caudal de inyección del o de los reactivo(s) de coagulación según las necesidades mostradas.

18. Instalación según la reivindicación 17, caracterizada porque el módulo (C) de control se descompone en dos bloques lógicos de control (C1, C2) activados, según la disponibilidad de las informaciones, para el pilotaje de los equipos de inyección del o de los reactivos de coagulación,

- estando previsto un bloque lógico de control (C1) para asegurar un funcionamiento de la inyección de reactivo según un modo de servomando, -estando previsto el otro bloque lógico de control (C2) para asegurar un funcionamiento de la inyección de reactivo según un modo de regulación.