PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS DE PRODUCCION CONTINUA CON MEMBRANAS Y MÉTODO PARA OPERAR
LA MISMA
REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITUD RELACIONADA La presente solicitud reclama los beneficios de la Solicitud Provisional Norteamericana Serie No. 60/505,480, presentada el 25 de septiembre del 2003 titulada "Método de Lavado de la Parte Final en Línea de una Planta de Membrana", la cual esta incorporada a la presente invención como referencia. Campo del Invento. La presente invención se refiere de manera general al tratamiento de efluentes, y de manera específica, a eliminar de una membrana emulsiones y sólidos. Antecedentes del Invento Con la importancia global que ha ganado la escasez de agua y protección ambiental, se ha difundido cada vez más el tratamiento de agua contaminadas mediante membranas. Las membranas pueden separar en forma efectiva sólidos suspendidos, aceites y grasas que ingresan a las aguas, sólidos disueltos y materiales orgánicos disueltos, y pueden producir aguas impregnadas con bajo contenido de contaminantes. Las membranas también pueden conservar las aguas con matrices cargadas con reactivos para reciclarse y recuperar los metales valiosos de las aguas cargadas con metales. Las membranas empujan agua de alimentación a través de hojas del material de la membrana con una cavidad impregnada en la parte de debajo de la hoja. Las hojas son espirales enrollados alrededor de un tubo centraf hueco. Las cavidades impregnadas se comunican con la parte interior del tubo central. Los paquetes de membranas comerciales típicos, denominados elementos de membrana, tienen diámetros de 6.35 cm, 10.16 cm, ó 20.32 cm y una longitud de 99.06 cm (2.5", 4" u 8" y una longitud de 39"). Los elementos se conectan en series de elemento por elemento, a través de conectores internos del tubo filtrado, normalmente en longitudes de seis elementos. Los elementos conectados están confinados en una tubería con tapas en el extremo denominadas recipiente o unidad de membrana. La unidad puede contener uno o más elementos de membrana. El agua de alimentación se bombea dentro del recipiente en un extremo y sale por el otro, menos del volumen de filtración que fue recolectado en el tubo central para recuperación. El líquido en la parte de expulsión de la membrana, se denomina concentrado o conserva, y el fluido que pasa a través de la membrana se denomina la filtración. Las membranas pueden tener un alto potencial de "contaminación", cuando se utilizan para tratar aguas que llevan materiales orgánicos y sólidos disueltos (tales como sales, hidróxidos, polímeros, gomas guar y coloides). La concentración(es) del contaminante (s) en dichas aguas, fluctúa, normalmente desde aproximadamente 500 hasta aproximadamente 130,000 ppm. Estos contaminantes pueden, al momento de la concentación, exceder los límites de solubilidad y precipitarse y/o formar emulsiones que obstruyan la superficie de la membrana e inhibir una producción eficiente del filtrado. Conforme el agua filtrada se extrae de un agua de alimentación, el agua concentrada que permanece en la parte superior de la membrana, se vuelve cada vez más contaminada por los contaminantes disueltos que son expulsados por la membrana. Al extraer el agua filtrada, el contenido de contaminantes del agua concentrada se convierte en capas en la parte superior de la membrana, de modo que es mayor el grado de contenido de contaminantes en la superficie de la membrana, lo cual se denomina "capa de límite", es decir los contaminantes tienden a "apilarse" en la interfase de expulsión de la membrana. La capa de límite, es una zona en donde existe un alto potencial: a) para la formación y precipitación de sólidos debido a la presencia de sólidos disueltos que exceden sus límites de solubilidad y b) para la formación de emulsiones orgánicas-sólidas debido a la proximidad física y abarrotamiento de materiales contaminantes. La formación de sólidos de precipitado y/o emulsiones sólido-orgánicas crea un potencial para la oclusión de la membrana mediante la adhesión de partículas y/o emulsiones. La oclusión de la membrana reduce el rango de paso del agua filtrada a una presión determinada y es referida como "contaminación de la superficie de la membrana". Para reducir el potencial de contaminación de la membrana, las plantas industriales de tratamiento de agua a través de membranas del estado del arte, están diseñadas como unidades de paso de fluidos, por ejemplo, como unidades en donde pasa en todo momento un flujo cruzado de agua concentrada presurizada a través de la membrana para limpiar de manera profunda la superficie de la membrana e interrumpir la formación de la capa de límite. La figura 5, ilustra una planta de membrana con una formación de la membrana ahusada típica 500 de acuerdo con la técnica anterior. La planta incluye una primera, segunda y tercera formaciones de filtración por etapas 504, 508 y 512. Cada formación incluye de manera común una conjunto de seis grupos de recipientes de seis elementos con los mismos diámetros o diferentes, siendo los recipientes de la membrana que se encuentran en las diferentes formaciones del mismo tipo (y tamaño de poro) de membrana y eliminando el mismo tipo de contaminantes. Los tipos de membrana incluyen ultrafiltros, nanofiltros, microfiltros, e hiperfiltros. El descriptor de la formación ahusada de la planta, viene de la necesidad de diseñar el número y/o diámetro de los recipientes y/o número de elementos alojados en un recipiente en cada una de las etapas de la planta, de manera consistente con el flujo reducido que entra a las etapas de corriente descendente de la planta con relación a la alimentación de la misma, los rangos de presión y producción de filtrado específicos en la planta vienen de la necesidad de apegarse a los lineamientos de flujo cruzado mínimo para cada tipo de recipiente de membrana. Haciendo referencia a la figura 5, la formación de filtración de la primera etapa 504 recibe la corriente de alimentación F-¡ y produce una conserva F2 y una filtración Pi; la formación de filtración de la segunda etapa 508 recibe la conserva F2 y produce una conserva F3 y un filtrado P2; y la formación de filtración de la tercera etapa 512 recibe la conserva F3 y produce una conserva F4 y filtrado F3. Los rangos/volúmenes de flujo relativos de la conservas son F2>F3>F4 y de los filtrados son P1>p2>p3. Normalmente, la formación se diseña para dividir el volumen de la formación de recipientes en etapas para cada 50% de eliminación del agua de alimentación específica de la etapa en la forma de un filtrado. Por ejemplo, una formación de recipientes de primera etapa 504 con una recuperación del 50% alimenta una formación de recipientes de segunda etapa de la mitad del tamaño 508, lo que a su vez, extrae el 50% de su agua de alimentación y alimenta una formación de recipientes de tercera etapa de la mitad del tamaño 512, y así sucesivamente de acuerdo con la meta de recuperación final del proceso. De acuerdo con la necesidad de mantener una velocidad de flujo cruzado del agua concentrada lo suficientemente alta para interrumpir la formación de la capa de límite, se diseñan recipientes de membrana comerciales de seis elementos con las siguientes estipulaciones típicas de flujo cruzado mínimo de concentrado: a) 12-16 gpm para un recipiente de 20.32 cm (8"); b) 3-4 gpm para un recipiente de 10.16 cm (4"); y c) 1.2 - 1.6 gpm para un recipiente de 6.35 cm (2.1/2"). La figura 6, ilustra una formación típica en una etapa, tal como la formación de filtración de tercera etapa 512. La formación incluye un primero, segundo, ... enésimos recipientes de membrana 600a-n conectados a un múltiple común 604. Se introduce la corriente de alimentación de entrada F3 dentro del múltiple 604, el cual suministra en forma simultánea o en forma paralela una fracción compartida de la corriente de alimentación a cada uno de los recipientes 600a-n, es decir, 1/N F3 a cada uno de los recipientes. La corriente de alimentación de entrada se introduce dentro del múltiple en un rango suficiente para presurizar cada recipiente y efectuar la producción de filtrado dentro de un contexto de un control de contaminación del flujo cruzado de agua concentrada. Cada recipiente en cada etapa del sistema, produce una corriente de agua filtrada 608a, b,...n que sale al sistema. Tal como se muestra en la figura 6, las corrientes de filtrado normalmente se elaboran a través de recolección por medio de un múltiple común. La presión en la parte del agua concentrada conectada en forma hidráulica de las etapas del sistema, es la misma desde el extremo delantero hasta el extremo trasero del sistema, existen menos pérdidas en la línea que se acumulan en el pasaje del agua concentrada a través de los recipientes y los múltiples que se conectan en forma interna en la etapa. El rango de producción de filtrado en cualquier recipiente en cualquier etapa de un sistema de tratamiento de agua mediante membrana, es normalmente una función directa de la presión de transmisión en la parte del concentrado de la membrana, en donde la presión de transmisión es una combinación de calidad de agua, permeabilidad de la membrana y efectos de la temperatura del agua, con relación al tipo de membrana o características de expulsión seleccionadas, por ejemplo, "estrechez" de la membrana. Por ejemplo, al utilizar el tratamiento de agua con 1000 ppm de sólidos disueltos totales (TDS) sin sólidos suspendidos o contenido orgánico como una línea de base o "como un estándar" para comparación, el agua que podría ingresar a la tercera etapa del proceso de tres etapas, podría tener 4,000 ppm de TDS, si el 75% del agua de alimentación se extrajera antes de la tercera etapa, y si fuera perfecto, el 100% de expulsión de los sólidos disueltos a través de la membrana. El "rango específico" de la producción de filtrado procedente de los recipientes de tres etapas, es decir, el volumen de filtrado producido sobre una base de por pie cuadrado o por metro cuadrado a una presión determinada podría ser menor al de la primera etapa, debido al valor TDS más alto. La perdida de rango de filtración "específico" para una solución con alto contenido de sólidos disueltos con relación a una solución con bajo contenido de sólidos disueltos, se debe a una "presión de transmisión " reducida, es decir, a una reducción en la diferencia entre la presión determinada y la presión osmótica del agua, en donde la presión osmótica incrementa directamente como una función de la concentración de sólidos disueltos del agua. En el sistema que se describió anteriormente, el rango de producción de filtración "específico" de los recipientes de tres etapas, también podría reducirse por el hecho de la presión reducida en la tercera etapa, con relación a la primera etapa, debido a las pérdidas de presión en la línea y en el múltiple que se acumulan en la pasaje del agua concentrada presurizada a través del sistema. Las membranas requieren periódicamente un lavado para eliminar emulsiones y sólidos que ocluyen en forma parcial o total la superficie de la membrana y dañan el desempeño de la misma. La presión de alimentación en la planta incrementada para una producción de filtrado determinada, es el indicador típico de la necesidad que tiene la planta de un lavado, para eliminar emulsiones y/o sólidos de la superficie de la membrana. Cuando el indicador indica que es necesario un lavado de la planta, normalmente toda la planta se detiene hasta que se completa la secuencia de lavado. El lavado de la planta se lleva a cabo normalmente utilizando una multiplicidad de reactivos de lavado, que incluyen: a) tensioactivos con pH alto para el levantamiento de sólidos adheridos en forma suelta que se encuentran en la superficie de la membrana y la dilución ocasional de sarro; b) "reactivos de disolución" mediante ácido con pH bajo para la disolución de sarro químico; c) agentes de quelación para la remoción de metales precipitados que no son solubles en ácido; y d) el uso de reactivos químicos no específicos para disolver amalgamas refractarias de disolución con ácido y bases y otros agentes de oclusión raros. El lavado de toda la planta es un proceso tardado y que consume reactivos, en donde todas las membranas se exponen de manera común a todos los tipos de reactivos de lavado sin importar el grado o tipo de contaminación que pueda existir o no en cualquier superficie de membrana determinada dentro del sistema. Este proceso de lavado con múltiples reactivos puede reducir la vida de las membranas, en donde la vida de la membrana se define a través de una perdida de porcentaje de eficiencia de expulsión de contaminantes de la superficie de la membrana. Debido a la pérdida drástica de producción de filtrado procedente de la detención de la planta durante el lavado de la membrana, se han considerado etapas redundantes que permitan a la planta continuar con la operación. La figura 5, muestra una formación de filtración redundante 516, que se utiliza como un soporte para la formación de filtración de la tercer etapa 512. Cuando se lava la formación de filtración de la tercera etapa 512, se dirige la alimentación F3 a la formación de filtración redundante 516 en la forma de la alimentación F3', la cual produce la conserva F4' y el filtrado P3'. La formación redundante 516 es normalmente una imagen de espejo de la formación de filtración de la tercer etapa 512; por consiguiente, son idénticos los rangos de flujo y volúmenes de los filtrados P3 y P3'. También se pueden utilizar formaciones redundantes para las etapas restantes de la planta, dependiendo de la aplicación. Aunque esta configuración puede mantener sin cambio la producción de filtrado durante el lavado de la formación de filtración de la tercera etapa 512, es substancial el costo de instalar una formación redundante. Además, la formación redundante, normalmente mantiene únicamente la producción mientras que se lava una formación. Las formaciones restantes requieren una formación redundante respectiva adicional, lo cual incrementa los costos en forma adicional Sumario del Invento Se atienden estas y otras necesidades a través de las diversas modalidades y configuraciones de la presente invención. La presente invención se dirige a un método y sistema de tratamiento con membranas que enjuaga y/o lava una etapa y/o incremento de la etapa de una planta de tratamiento por etapas con formación de membranas ahusadas, en la cual continua produciéndose el filtrado en una base continua en todas las partes de la planta que no están siendo lavadas en forma activa. En una primera modalidad de la presente invención, se proporciona una planta con membranas para el tratamiento de una corriente de alimentación. La planta trata una corriente de alimentación que incluye uno más materiales disueltos y/o materiales objetivo que ingresan. La planta incluye una primera y segunda etapas de la membrana. La primera etapa de la membrana precede a la segunda etapa de la membrana. Cada etapa de la membrana trata una parte respectiva de la corriente de alimentación, incluye una o más unidades de la membrana y produce tanto un concentrado que incluye preferentemente más cantidad (o más de la mitad sino es que todos) del material objetivo y un filtrado que incluye una parte del líquido que se encuentra en la corriente de alimentación. La planta lleva a cabo los siguientes pasos: (a) determinar que una o más unidades de la membrana en una de las primera y segunda etapas de la membrana tiene al menos un grado de contaminación seleccionado, de un material de contaminación recolectado en la superficie de la membrana de la unidad de la membrana; (b) dirigir una parte respectiva de la corriente de alimentación alrededor de la unidad de la membrana contaminada; (c) enjuagar y/o lavar la unidad de la membrana contaminada, mientras que la parte de la corriente de alimentación está derivándose a la unidad, para eliminar al menos una parte del material contaminado; y (d) cuando la unidad de la membrana no está contaminada, se dirige nuevamente la parte respectiva de la corriente de alimentación a la unidad de la membrana no contaminada para tratamiento. En la modalidad, la mayor cantidad (si no es que toda) de la parte de la corriente de alimentación dirigida nuevamente, no pasa a través de una unidad de membrana configurada en forma paralela con la unidad de la membrana contaminada. Como alternativa o en forma adicional, la mayor cantidad (si no es que toda) de la parte de la corriente de alimentación dirigida nuevamente, se trata a través de una o más de otras unidades de membrana en la etapa afectada. Normalmente cuando la unidad de la membrana está en operación, la unidad (es) de la membrana que trata la corriente de alimentación derivada también está (n) en operación (excepto cuando pasa por un ciclo de enjuague/lavado). En una configuración de la planta, preferentemente parte, y más preferentemente la mayor cantidad (sino es que toda) de la parte de la corriente de alimentación dirigida nuevamente, no se trata a través de una unidad de membrana de corriente descendente. En este caso, por ejemplo, cuando la unidad de la membrana está contaminada, se localiza en la última etapa de la membrana, tal como la tercera etapa. En esta configuración, al menos la mayor cantidad de la parte de la corriente de alimentación dirigida nuevamente se descarga en la salida de concentrado a través de la planta de la membrana. En otra configuración de la planta, preferentemente parte o más preferentemente la mayor cantidad (si no es que toda) de la parte de la corriente de alimentación dirigida nuevamente, se trata a través de una o más unidades de la membrana de corriente descendente y parte puede ser dirigida nuevamente a la descarga de concentrado de la planta. Este es el caso, por ejemplo, en donde las unidades de las membranas contaminadas se localizan en una etapa de corriente ascendente de la membrana, tal como la primera o segunda etapa. En cualquier configuración, cada una de las unidades de la membrana en la etapa afectada, puede derivarse de modo que todas las unidades de la membrana en la etapa afectada estén fuera de línea para el enjuague y/o lavado al mismo tiempo. Como alternativa, las unidades de la membrana que tratan la parte de la corriente de alimentación dirigida nuevamente, se configuran en paralelo con las unidades de la membrana derivada. Por ejemplo, las unidades de la membrana que tratan la corriente de alimentación dirigida nuevamente y las unidades de la membrana contaminada, se conectan a un múltiple de entrada común. En cualquier configuración, se produce el filtrado en una base continua de todas las etapas y/o etapas adicionales de la planta que no están siendo lavadas en forma activa. El filtrado producido puede ser volumétricamente idéntico a las salidas de la etapa que existen antes de la ejecución del lavado. Como alternativa, el filtrado producido puede ser volumétricamente menor (normalmente no mayor a aproximadamente el 20% menos) que las salidas preexistentes de la etapa. Si se mantiene el nivel de producción de filtrado, generalmente se determina a través del rango de contaminación máxima deseada de las unidades de la membrana que permanecen en operación.
Se pueden realizar otros ajustes a la planta, para que las pérdidas de presión y producción no tomen una o más unidades fuera de línea. Por ejemplo, se puede reiniciar una válvula de presión variable para proporcionar una contrapresión adicional para replicar la mayor parte (sino es que toda) la contribución de contrapresión procedentes de las unidades de la membrana fuera de línea cuando están en operación. En otra configuración específica para el enjuague y/o lavado de la etapa de corriente descendente del extremo o final, la válvula de presión se ajusta para mantener los flujos de filtrado volumétricamente idénticos procedentes de las etapas delanteras de la planta. Este ajuste puede mimetizar la contrapresión de la etapa que se removió del servicio, para crear de este modo una corriente ascendente con un contexto de presión no cambiada de las unidades de membrana fuera de línea, y crear de este modo los flujos específicos. En otra configuración, las aguas filtradas producidas en una base continua para todas las etapas o etapas adicionales de la planta que no están siendo lavadas en forma activa, son acumulativa y volumétricamente idénticas o substanciaimente idénticas a la salida de la planta total que existió antes de la ejecución del lavado. La búsqueda de una adición de volumen de flujo de filtrado, que sea idéntica al volumen de flujo de filtrado perdido al momento de la ejecución del proceso de aislamiento-lavado de la etapa o incremento de la etapa, puede verse afectado por uno o más de los siguientes factores: a) un incremento en el flujo de agua de alimentación a la planta para efectuar un incremento en la línea de la planta y en la presión del múltiple, lo cual a su vez, incrementa la producción de filtrado procedente de todos los elementos involucrados en el no lavado de la planta o b) el uso de una contrapresión mimetizada para controlar el flujo de filtrado procedente de las etapas delanteras y las etapas adicionales paralelas de la planta, con el enrutamiento de volúmenes suficientes de agua derivada a través de las etapas de corriente descendente de la planta para incrementar la línea de la planta y las presiones del múltiple, lo cual a su vez, incrementa la producción del filtrado procedente de las etapas de corriente descendente. Esto crea flujos específicos que coinciden con la descarga de agua procedente de la corriente de alimentación hacia las etapas de corriente descendente de la planta, si el volumen de derivación no es más grande con relación al filtrado/concentrado prescrito necesario. En aún otra configuración, las etapas de la planta de formación ahusada son analizadas en incrementos lo suficientemente pequeños para permitir una detención del lavado de cualquier parte, (normalmente una sola) del incremento de la etapa, de modo que la planta continué operando, sin ajustes al agua de alimentación o a la contrapresión de la planta, en un rango de producción de filtrado nominalmente igual al rango de producción de filtrado de la planta antes de la ejecución del procedimiento de lavado. Esta configuración de la planta, crea de este modo una producción continua, una planta de producción con un volumen de filtrado casi constante, lo cual, a través de un método de lavado en serie o en secuencias de las etapas adicionales, no requiere la diversificación del agua de alimentación debido a la causa relacionada con el lavado. Se puede requerir una válvula de estrangulación en el extremo trasero, para regular la producción de filtrado de la planta durante el intervalo del lavado de la etapa o del incremento de la etapa. Aún en otra configuración y dependiendo de una amplia variedad de factores, que incluyen pero no se limitan al número de etapas en la planta, el tamaño de la etapa o incremento de la etapa seleccionada para la eliminación del lavado monolítico del servicio, la presión de operación de la planta, el diseño hidráulico de la planta, la ubicación de la etapa o del incremento de la etapa eliminada al servicio en la planta, y el volumen de agua de derivación que se acumula en la eliminación de la etapa o del incremento de la etapa, la planta incluye: a) el ajuste de alimentación a la planta mediante reajustes de la bomba de transmisión de frecuencia variable (VFD) de alimentación de la planta ya sea para incrementar o disminuir el rango de flujo del agua a la planta durante el lavado de una etapa o un incremento de la etapa, y b) la descarga de toda o parte del agua de derivación de un caso de lavado de una etapa o un incremento de la etapa. Estos controles pueden ser necesarios para compensar los efectos de la eliminación de la etapa o del incremento de la etapa de los efectos del servicio, que incluyen, pero no se limitan a; a) las perdidas de presión del múltiple de descarga, la línea y alimentación asociadas con el pasaje de agua de alimentación a través de la etapa o el incremento de la etapa, las cuales están siendo reducidas a cero, y b) siendo reducida el área de la superficie de la membrana de la planta a través de eliminar la etapa o el incremento de la etapa del servicio. Mientras que se pueden medir y cuantificar los efectos de la eliminación de una etapa o un incremento de la etapa del servicio la redistribución de presiones y efectos del flujo de agua a lo largo de la planta, normalmente son menos predecibles. Por consiguiente, se pueden requerir ajustes al flujo de alimentación para la planta y/o la descarga de las aguas de derivación de una etapa o un incremento de la etapa, para eliminar de la planta los efectos perjudiciales del incremento en producción de filtrado específico y la presión de flujo relacionada, los cuales, son difíciles de predecir desde el principio.
Cualesquiera de las configuraciones de la planta pueden implementarse utilizando un sistema de control de lógica del proceso (PLC). El PLC recibe medidas de un mezclador de sensores, tal como sensores de presión y temperatura y medidores de flujo, para detectar una condición de contaminación en una o más unidades de la membrana y, en respuesta a esto, controlar las válvulas que se necesitan para aislar la etapa o incremento de la etapa afectada, dirigir nuevamente la corriente de alimentación según sea necesario y conducir el ciclo de enjuague y lavado en la etapa o incremento de la etapa afectada. El sistema PLC puede eliminar todos los incrementos de las diversas etapas de la planta para que en serie, aunque no necesariamente en secuencias, se eliminen del servicio, se laven según sea necesario y se regresen al servicio. En esta forma, se puede llevar a cabo un lavado total de la planta sin la necesidad de una detención total de la planta o una recolección redundante de unidades de la membrana. Opcionalmente, la producción, la etapa o incremento de la etapa en línea de la planta antes mencionada puede ser monitoreada a través de un aparato y/o, una válvula automática y una bomba de transmisión de frecuencia variable (VFD) equipada y controlada mediante PLC para producir más o menos la misma cantidad de agua filtrada que existía antes del proceso de lavado de la etapa o el incremento de la etapa, para compensar de este modo en forma diversa la pérdida de filtrado que se acumula por la eliminación de la etapa o incremento de la etapa del servicio. Esto puede limitar la perdida de filtrado de la planta, a la producción de agua filtrada de la eliminación del servicio de una etapa o incremento de la etapa. La bomba puede ser controlada mediante PLC, para liberar la planta del volumen de producción de agua filtrada a través de la disminución del agua de alimentación hasta un punto menor al que se observó antes de la eliminación del servicio de la etapa o el incremento de la etapa. Esto puede retardar, , en las etapas de las corriente descendente o etapas adicionales paralelas del sistema, el impacto de grandes volúmenes de agua de derivación producidos que se acumulan en la eliminación de la etapa o el incremento de la etapa del proceso del servicio. El último caso de la disminución de agua de alimentación, normalmente se lleva a cabo en respuesta a eliminar del servicio una etapa, no un incremento de la etapa, en donde la diversificación del volumen total de alimentación a la etapa, no puede ser adaptado a través de la siguiente etapa, y se excluye por la razón que sea, la opción de la "descarga" de agua con válvula automática entre las etapas. En todas las modalidades de la presente invención, existe un proceso de aislamiento de una etapa o incremento de la etapa y el "enjuague" y/o "lavado" de las membranas en los recipientes aislados. Los recipientes aislados pueden lavarse en una forma específica, por ejemplo, el aislamiento y lavado del recipiente del extremo frontal para desprender los sólidos suspendidos que pueden emplearse cuando se sabe que no existe un potencial para la oclusión de precipitados relacionados con la solubilidad, o se puede emplear un lavado mediante disolución de ácido de pH bajo en un recipiente del extremo trasero, en donde existe una violación conocida de los límites de solubilidad de un compuesto y la oclusión del precipitado es un evento de mantenimiento mediante lavado anticipado y planeado. Estas formas de lavado seleccionado, son más rápidas de llevar a cabo y consumen menos reactivos que el "lavado de planta total con un pH alto-bajo-neutral de tres etapas" que normalmente es empleado en la industria. La etapa o incremento de la etapa de una planta pueden ser dirigidas a través de la válvula automática a los tanques de lavado, alimentadores de reactivos y bomba de lavado que atienden a todas las plantas de tratamiento de agua mediante membranas. Se pueden utilizar diferentes lavados con reactivos objetivo con base en el lugar de una etapa o incremento de la etapa en el sistema con relación al tipo de contaminación que se espera de dicha parte del sistema. Después del lavado objetivo y la reanudación del servicio, se puede comparar el efecto del lavado con su nivel de desempeño "estándar" para determinar la necesidad de un re-lavado ya sea con el mismo reactivo o con una diferente. El aislamiento de la etapa y el incremento de la etapa y el lavado objetivo de las membranas que se encuentran en una planta, puede exponer a las unidades de la membrana a menos reactivos durante períodos de tiempo más cortos con un beneficio implícito en la vida de la membrana. Se podrán apreciar estas y otras ventajas a partir de la descripción detallada de la presente invención que se encuentra más adelante. Las modalidades y configuraciones antes mencionadas, no son ni totales ni exhaustivas. Tal como se podrá apreciar, son posibles otras modalidades de la presente invención, utilizando, solas o en combinación, una o más de las características establecidas anteriormente o que se describirán con mayor detalle más adelante. Breve Descripción de los Dibujos La figura 1, es un esquema de una planta de tratamiento de aguas etapas con membranas con formación ahusada y por etapas de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 2, es un esquema de una planta de tratamiento de aguas con membranas con formación por etapas, analizada en incrementos de acuerdo con una modalidad adicional de la presente invención; La figura 3, es un esquema de un incremento de la etapa que se encuentra en la modalidad de la figura 2;
La figura 4, es un diagrama de flujo de la lógica de control PLC que se utiliza de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 5, es un esquema de una planta de tratamiento de aguas con membranas con formación ahusada de la técnica anterior; La figura 6, es un esquema de una etapa con formación de filtración de la técnica anterior de la planta de la figura 5; y La figura 7, es una gráfica del incremento de un identificador (eje vertical) versus tiempo de operación (eje horizontal. Descripción Detallada del Invento Arquitectura para Monítorear y Controlar la Contaminación de la Membrana La presente invención comprende un sistema de monitoreo mediante un aparato de entrada/salida (l/O) de flujo de filtrado y presión etapa por etapa o, incremento de la etapa por incremento de la etapa de una planta con membranas con formación ahusada, el cual, junto con la programación del control de la lógica del proceso (PLC), es efectivo para asignar un grado de contaminación a la etapa o incremento de la etapa, tal como se puede medir en comparación con un perfil de flujo de filtración-presión estándar conocido de la etapa o incremento de la etapa. A partir del grado de contaminación asignado a la etapa o incremento de la etapa, un proceso de la presente invención es la ejecución de una secuencia automatizada de los cambios de la posición de una válvula para efectuar la diversificación del agua de alimentación de la etapa de la planta afectada por la contaminación y pasar el agua desviada a la siguiente etapa de la planta para un proceso de lavado de la etapa o del incremento de la etapa paralela en un proceso de lavado de un incremento de la etapa. Además, una serie de válvulas de la solución de enjuague y/o lavado son reajustadas mediante PLC en una secuencia prescrita de lógica PLC y se activa la bomba de agua para efectuar el lavado de las membranas que se encuentran en la etapa o incremento de la etapa afectada. En forma similar, la etapa o incremento de la etapa regresa al servicio mediante la liberación del proceso de lavado y un reajuste mediante PLC de las válvulas, necesario para que la etapa o incremento de la etapa afectada regresen al servicio de tratamiento del agua de alimentación. Cuando una etapa o incremento de la etapa se saca de la línea para el lavado, las etapas y/o etapas adicionales restantes pueden reconfigurarse en forma automática para proporcionar niveles de producción de filtrado deseados en la ausencia de una formación redundante. Por ejemplo, la presión o velocidad de una bomba de alimentación de transmisión de alimentación variable (VFD), puede ajustarse para proporcionar rangos de alimentación incrementados o disminuidos de la primera y/o subsecuentes formaciones de la membrana. Tal como se podrá apreciar, la cantidad de filtrado producida a través de la membrana, es una función directa de la presión de transmisión (o la presión de líquido que se encuentra en la superficie de la membrana de la corriente ascendente menor a la presión osmótica en oposición), la temperatura de líquido, la contrapresión en el concentrado o conserva y el rango de flujo de alimentación, y una función inversa del TDS de la corriente de alimentación, y una función inversa del TDS de la corriente de alimentación y la contrapresión que se encuentra en el filtrado. Para mantener un mayor rango de producción de filtrado mientras que parte de una planta está fuera de línea, se puede incrementar la presión o velocidad de la bomba de alimentación VFD o reajustar una válvula de presión en el conducto de salida del concentrado o conserva a un tamaño de orificio más pequeño para proporcionar una mayor contrapresión. Para mantener un menor rango de producción de filtrado, lo opuesto es verdadero. Aunque mayores rangos de producción de filtrado pueden originar un mayor rango de contaminación en las membranas afectadas, las diversas modalidades de la presente invención equilibran generalmente la producción de filtrado contra el rango de contaminación en una etapa determinada. El rango de contaminación está directamente relacionado con la producción de transmisión (o rango de flujo volumétrico de la corriente de alimentación en la planta), la concentración de contaminante y la velocidad de flujo cruzado. La operación de la planta de la membrana en un rango de producción de filtrado específico incrementado, produce una capa de límite e incrementa el riesgo de una capa de límite. Preferentemente, para cualquier etapa o incremento de la etapa determinada, se mantiene la producción de filtrado en un nivel que es de aproximadamente 80 al 99%, y más preferentemente de aproximadamente 85 al 95% del rango de producción de filtrado en el cual puede ocurrir la contaminación en un rango inaceptable. En otras palabras, la producción de filtrado se mantiene debajo de un nivel en el cual el rango de contaminación tiene una magnitud seleccionada. Dicho de otra forma el flujo de filtrado resultante que incrementa para cada una de las otras etapas adicionales, es preferentemente no mayor a aproximadamente el 20% del flujo, y lo más preferentemente no mayor a aproximadamente el 5% de flujo, cuando todas las etapas adicionales que se encuentran en la etapa, están en operación. Como resultado del equilibrio, la presente invención puede tomar cualquier etapa o incremento de la etapa fuera de línea mientras que la corriente ascendente y/o corriente descendente y/o incremento de la etapa paralela continua produciendo el filtrado, con el resultado neto de un porcentaje substancial de producción de filtrado mantenido incluso cuando la planta no está completamente en operación. Una modalidad de la presente invención llevó a cabo el equilibrio analizando etapa por etapa la planta de la membrana en subpaquetes de recipientes múltiples denominados "incrementos de la etapa". Cada incremento de la etapa se lava durante un intervalo de tiempo diferente, e independiente de cual, los incrementos de la etapa restantes en la etapa, permanecen en la operación. Este aspecto se ilustra en la figura 7 en una etapa que comprende incrementos N de la etapa. El eje vertical muestra el identif icador del incremento de la etapa, por ejemplo, el incremento de la etapa #1, incremento de la etapa #2, incremento de la etapa #3,... incremento de la etapa #N. Las líneas sólidas 700a-n representan, para cada incremento de la etapa, los períodos de tiempo correspondientes durante los cuales están en operación el incremento de la etapa, mientras que las discontinuidades 704a-n en las líneas sólidas 700a-n representan, para cada incremento de la etapa, el intervalo de tiempo correspondiente mientras que el incremento de la etapa está fuera de línea y está siendo enjuagado y/o lavado. En esta forma, no se saca de la línea toda la etapa al mismo tiempo para el enjuague y/o lavado. Más bien, los incrementos de la etapa se sacan de la línea en diferentes momentos, mientras que los incrementos de la etapa restantes en la etapa, permanecen en operación. Por definición, el análisis de la etapa se diseña para limitar la cantidad de agua de derivación del incremento de la etapa, a un volumen lo suficientemente pequeño para que pueda ser tratado por los otros incrementos de la etapa en tanto que se mantenga en niveles aceptables el rango de contaminación y el volumen de producción de filtrado en las otras etapas. De manera más específica, la capacidad de eliminar los incrementos de la etapa del servicio sin una impunidad relativa al efecto en general del sistema, está dictada por la capacidad de los incrementos de la etapa que operan en paralelo con el incremento de la etapa afectado, para aceptar el agua de derivación procedente del incremento de la etapa (el cual se elimina del servicio, de modo que preferentemente no exista un incremento significativo en la perdida de presión de la etapa, ni incremento significativo en los rangos de filtrado específicos de los incrementos paralelos de la etapa. No existe una regla fija de lo que constituye un incremento "significativo", de la presión en la línea y en el múltiple, aunque las plantas de membrana normalmente están diseñadas para tener una proporción de subida/bajada máxima del 20% para cualquier etapa, y esto podría indicar normalmente la necesidad de un mínimo de seis (6 ea) recipientes idénticos servidos por un múltiple común en cada etapa de la planta con formación ahusada, por etapas, para efectuar las selecciones de lavado del incremento de la etapa en una base de eliminación del servicio, e incrementos de la etapa uno a la vez. Cada etapa puede tener, dependiendo de la aplicación, diversos múltiples que alimentan una formación de recipientes de membrana correspondientes. Normalmente, con referencia a la figura 6, los incrementos de la etapa se seleccionan de modo que la proporción volumétrica de la corriente de alimentación F3 que está siendo manejada por cada incremento de la etapa no sea mayor a aproximadamente el 25%, e incluso más preferentemente, no mayor a aproximadamente el 15%, Tal como se podrá apreciar, la corriente de alimentación de entrada a cada incremento de la etapa, fluctúa normalmente desde aproximadamente 3 hasta aproximadamente 60 GFM. Para una planta de tratamiento de aguas con membranas que tiene un flujo cruzado muy bajo a través de una etapa, puede ser aceptable la adición de más del 20% de volumen de agua de subida antes descrita, debido a las perdidas en la línea, exclusivas de las consideraciones de incrementos de presión en el múltiple, como una función del cuadrado de la velocidad del fluido que atraviesa la tubería. Normalmente un flujo cruzado "bajo", es un flujo cruzado no mayor a aproximadamente 10 ppm. Para un rango de flujo bajo, el sistema de tratamiento de aguas con un contenido superior de sólidos disueltos totales (por ejemplo, al menos aproximadamente 10,000 ppm de TDS), el 44% de incremento en la presión de la línea relacionada con la fricción que se acumula para un 20% de incremento en el rendimiento que adapta el agua de derivación del incremento de la etapa, puede ser únicamente de algunas libras por pulgada cuadrada (psi) tal como se mide en los extremos del recipiente, y las pocas psi que cambian en la presión de transmisión del agua TDS superior, contra una membrana de remoción de TDS, equivale a un incremento insignificante en la producción de filtrado o rango de flujo y puede ser tolerable una subida adicional, la cual puede ser del 33% (4 incrementos de etapa por etapa) o del 50% (3 incrementos de etapa por etapa). También se deben atender las consideraciones del incremento de presión en el múltiple, cuando se elimina un incremento de la etapa del servicio y el agua del incremento de la etapa se distribuye a través de un orificio de conexión con el recipiente más pequeño. En estos casos, puede haber un incremento dramático en la presión debido a un tipo de efecto "torcido", por ejemplo, un incremento en la presión inducido por una turbulencia que es similar al "salto hidráulico" de la velocidad crítica en una tubería. Aunque la pérdida en la línea puede ser tolerable en un flujo de subida del 33% al 50%, las pérdidas del múltiple pueden no ser aceptables con relación a la selección de los incrementos de la etapa para la eliminación del servicio con impunidad. El número de incrementos de la etapa requeridos en todas las etapas de una planta construida para ser completamente lavada de tal forma que se elimine totalmente la necesidad de reajustes de la válvula de presión automática para producir una contrapresión "modelo" o similar, y para la selección en serie de los incrementos de la etapa que serán eliminados del servicio con impunidad, se ajustan preferentemente a seis (6 ea.) o más los recipientes idénticos o subpaquetes del recipiente del múltiple común, excepto para una rara clase de tratamientos de agua de flujo cruzado bajo, con una curva plana de presión versus filtrado, en donde se determinan como aceptables los incrementos de la etapa menores a seis (6 ea.) o más recipientes idénticos o subpaquetes del recipiente del múltiple común. Una configuración de planta alternativa en esta modalidad, incluye, en la etapa analizada, uno o más incrementos en la etapa redundantes. Los incrementos redundantes son operacionales cuando un incremento de la etapa está fuera de línea, pero, de lo contrario, no son operacionales. El número de incrementos redundantes es más pequeño que el número de incrementos de etapa activa en la etapa correspondiente, y más normalmente, es únicamente un incremento redundante para propósitos de costo. Esta configuración de la planta permite que los diversos incrementos analizados tengan una mayor capacidad de diseño de la producción de filtrado que las configuraciones antes mencionadas, ya que el número de incrementos analizados en operación permanece constante durante el enjuague o lavado. Otra modalidad de la planta de membrana disminuye el flujo de corriente de alimentación a todas las etapas e incrementos de la etapa, en forma directa, en forma paralela a y en forma retrasada a una etapa o incremento de la etapa que está siendo lavada. En otras palabras, la presión o velocidad de la bomba establecidas en la bomba que proporciona la corriente de alimentación a la formación de filtración de la primera etapa, se disminuye para proporcionar un rango de flujo deseado. Este método de operación continua de la planta, no es una producción de filtrado óptima pero reduce el potencial de crear rangos de producción inaceptablemente altos de filtrado específico procedentes de las etapas e incrementos de las etapas en forma paralela o en forma retrasada a una etapa o incremento de la etapa en el proceso de lavado, un potencial que resulta de la eliminación de la etapa o incremento de la etapa del servicio derivando el agua a los elementos paralelos y siguientes del sistema, en donde el flujo incrementado incrementa la presión de la línea desde el frente hasta la parte posterior de los recipientes afectados y la presión de la línea incrementada produce un rango de producción de filtrado específico incrementado y un rango de contaminación correspondientemente más alto. El rango de flujo de corriente de alimentación, se disminuye normalmente desde aproximadamente el 5% hasta aproximadamente el 15% e incluso más normalmente desde aproximadamente el 60%. Un factor de competencia que puede permitir el uso de un mayor rango de producción de filtrado en un incremento de la etapa o etapa de corriente descendente paralela, es una concentración inferior de contaminante (por ejemplo, TDS) en la corriente de alimentación hacia dicha etapa/incremento de la etapa. Por ejemplo, con referencia a las figuras 5 y 6, cuando la formación de filtración de la primera etapa 504 saca de la línea la corriente de alimentación F2, tiene una concentración de contaminante más baja debido a la falta de concentración de la membrana de la corriente ascendente. Lo mismo sucede con la formación de la filtración de la tercera etapa, cuando se saca de la línea la formación de la filtración de la segunda etapa. Suponiendo que la concentración del contaminante es X en la corriente de alimentación para la formación de la filtración de la etapa de corriente ascendente (fuera de línea) y suponiendo un factor de concentración en la formación de la filtración de la etapa de corriente ascendente de Y, cuando la formación está en operación, el rango de flujo de la corriente de alimentación para la formación de la filtración de la etapa de corriente descendente seleccionada (la formación de la segunda etapa cuando la formación de la primera etapa está fuera de línea y la formación de la tercera etapa cuando la formación de la segunda etapa está fuera de línea) se sube o incrementa preferentemente un máximo de 1/Y (o puede recibir el volumen de corriente de alimentación normalmente tratado a través de la formación de corriente ascendente cuando está en operación), incluso más preferentemente un máximo de 1/2Y, e incluso más preferentemente un máximo de 1/4Y. En muchas aplicaciones, el rango de flujo incrementado no cambiará en forma significativa el rango de contaminación de la formación de la etapa seleccionada. Una configuración de la planta de membrana alternativa que se encuentra en la modalidad descrita anteriormente, en donde el rango de alimentación se disminuye para controlar el riesgo incrementado que se acumula para los altos rangos de producción de filtrado específicos que ocurrirán en las etapas de corriente descendente o en los incrementos de la etapa paralelos de una planta que está pasando por un lavado de la etapa o del incremento de la etapa debido al proceso de derivación, es la descarga de agua del sistema a través de la válvula automática que precede a las etapas en donde el flujo incrementado además de la adición del agua de derivación produce un inaceptable alto riesgo de contaminación. A manera de ejemplo, con referencia a la figura 5, si la formación de la filtración de la segunda etapa 508 se saca de la línea para lavar el flujo F3, puede mantenerse substancialmente igual descargando la diferencia entre F2 y F3 o combinándola con el filtrado F4 (siempre que el incremento en la concentración de contaminantes en F4 no exceda los requerimientos/especificaciones de filtrado durante un período de monitoreo seleccionado). Otra modalidad de la membrana ejecutada en forma proporcional con las acciones de reajuste de la válvula para la eliminación del servicio y el regreso al servicio que soportan al proceso de lavado automático, es reajustar (o disminuir el tamaño del orificio) una o más de otras válvulas para colocar una contrapresión "modelo" en el sistema (preferentemente en la parte del concentrado) que mimetice las pérdidas de presión de la línea y el múltiple de la etapa o incremento de la etapa aceptado cuando está en línea. Normalmente, se ajusta el tamaño del orificio de la corriente descendente de la válvula de la etapa/incremento de la etapa fuera de línea, para compensar al menos substancialmente la contribución de contrapresión de la etapa/incremento de la etapa fuera de línea cuando está en operación. Más típicamente, el tamaño del orificio se ajusta para crear una contrapresión que es de al menos el 20% de la contrapresión creada por la etapa/incremento de la etapa fuera de línea cuando está en operación. Tal como se podrá apreciar, la contrapresión "modelo" origina una producción de filtrado incrementada. En esta forma, los flujos volumétricos de la corriente de alimentación de entrada, el filtrado de salida y el concentrado de salida de cada etapa de la corriente ascendente, el incremento de la etapa paralela y la etapa de corriente descendente, permanecen substancialmente iguales, o de lo contrario, se ajustan hacia arriba o hacia abajo no más de una cantidad maximizada como la que se observó anteriormente. La válvula de reajuste normalmente se localiza en la parte de la conserva de la planta con membranas. La contrapresión modelo puede crear un ambiente de presión de la etapa afectada perfecto a través de los procesos de eliminar del servicio, lavado y regreso al servicio de la etapa o del incremento de la etapa, y en forma coincidente, permite que la parte delantera de la planta produzca agua concentrada y filtrada en volúmenes perfectos, substancialmente idénticos a los que se encontraban antes, durante y después del lavado. Normalmente, el ajuste (tamaño del orificio) de la válvula de presión de ajuste variable proporciona una contrapresión que es al menos aproximadamente el 10%, y más normalmente al menos el 20% de las pérdidas de presión de la línea y el múltiple de la etapa/incremento de la etapa fuera de línea. Para una etapa típica, la válvula de presión produce preferentemente una contrapresión que es al menos de aproximadamente 25 psi y no más de aproximadamente 100 psi, y más preferentemente, fluctúa desde aproximadamente 25 hasta 50 psi. Para un incremento de la etapa típico, la válvula de presión produce preferentemente una contrapresión que es de al menos aproximadamente 5 psi y no mayor a aproximadamente 20 psi y más preferentemente, fluctúa desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 10 psi. Monitoreo y Control de la Contaminación de la Membrana en una Base de Etapa por Etapa. Tal como se muestra en la modalidad de la figura 1, cualquier etapa de la planta con membranas con formación ahusada de tres etapas 1, puede ser programada para el lavado mediante el PLC 12, en tanto que las etapas 2, 3, 4, restantes permanecen en línea y en el servicio de tratamiento de agua. El agua de una fuente de alimentación 5, sale de la bomba de transmisión de frecuencia variable 6 (la cual puede ser una bomba de presión centrífuga o diferencial) en un rango volumétrico determinado y a una presión que está dictada principalmente por la válvula de estrangulación 7. El otro componente de la presión de la planta, es la resistencia al flujo impartido por el pasaje del agua de alimentación 5 a través de todos los componentes de la etapa en línea de los recipientes 130 al 133 (etapa 1), 63 y 64 (etapa 2), y 134 (etapa 3) y los múltiples 135 (etapa 1), 136 (etapa 2) y 137 (etapa 3). Tal como se muestra en la figura 1, en el caso especifico de un lavado de la tercera etapa 4, el agua de alimentación 5 se desvía a través del cierre de la válvula 8 y la abertura de la válvula 43 a una línea de derivación 9. A través del inicio de la secuencia de lavado de la etapa tres 4, la bomba VFD se reajusta para reducir el flujo de agua de alimentación a la primera etapa 2 de la planta, como una precaución contra la sobre alimentación de la planta debido a la presión reducida que se incrementa para eliminar la tercera etapa 4 del servicio de tratamiento de aguas. Preferentemente, el flujo de agua de alimentación volumétrico es menor a la proporción de bajada seleccionada de la planta, y más preferentemente, es de al menos el 80% del flujo de agua de alimentación cuando la planta está totalmente en operación. Opcionalmente (y en forma alternativa al reajuste de la bomba 6) se puede generar a través del cierre parcial de la válvula de estrangulación 7, una contrapresión artificial equivalente a la contrapresión que se generó previamente a través de la tercera etapa 4 cuando estaba en servicio. Tal como se apreciará, la válvula 43 puede reemplazarse por una contrapresión variable y ajustarse por si misma a un tamaño de orificio que produzca la contrapresión deseada. Al cerrar las válvulas 19 y 44, la tercera etapa puede aislarse completamente de los recipientes del componente delantero de la primera etapa y la segunda etapa 130-133 y 63-63. A través de un proceso de control PLC 12, la tercera etapa 4 (el flujo de agua de alimentación 5 aislado) puede enjuagarse utilizando agua de enjuague de recirculación que es bombeada a través de la bomba de lavado 20 y a través de una apertura de las válvulas 14, 15 y 16. Además, a través del proceso de cerrar las válvulas 14, 15 y 16 del agua de enjuague 13, se puede circular el reactivo de lavado C21, o el reactivo de lavado B22 o el reactivo de lavado A23 a través de la tercera etapa 4 aislada mediante la misma bomba de lavado 20 y mediante la abertura de las válvulas respectivas para cada reactivo 21, 22 ó 23 en una base por secuencias. En forma específica, para llevar a cabo el lavado de una primera, segunda o tercera etapa aislada mediante válvula, se abren las válvulas de lavado de la etapa 17, 18 y 112 y se abren las válvulas del reactivo de lavado seleccionadas en tanto que se cierran las válvulas del sistema de lavado y enjuague. Para circular el reactivo de lavado C21 se abren las válvulas 24, 25 y 26; para circular el reactivo de lavado B22 se abren las válvulas 27, 28 y 29; y para circular el reactivo de lavado A23 se abren las válvulas 30, 31 y 32. Al invertir la secuencia de abertura de la válvula de circuito de lavado 42, se aisla el circuito de lavado 42 se y la etapa lavada regresa a la operación. A manera de ilustración, esto se lleva a cabo para la tercera etapa 4, abriendo la válvula de suministro de agua de alimentación 8 a la tercera etapa 4, cerrando la válvula de derivación 43 y abriendo las válvulas de descarga 19 y 43 del agua de alimentación 5 de la tercera etapa 4. Otros parámetros del sistema cambiados durante la secuencia de lavado, regresan a sus estados previos al lavado. Cuando se utiliza la válvulas de estrangulación 7 para controlar la contrapresión del sistema 1, se reajusta la válvula de estrangulación 7 (o el tamaño de orificio incrementado) a su posición de ajuste original. Cuando la bomba VFD 6 se ajusta durante el aislamiento de la etapa lavada y el proceso de enjuague-lavado, la bomba VFD 6 se regresa a su ajuste de secuencia previo al lavado a través del PLC 12. Tal como se muestra en la figura 1, en el caso específico de un lavado de la segunda etapa 3, se cierran las válvulas 8, 33, 34, 36 y 37, se abre la válvula 10, y la válvula 11 se cierra completa o parcialmente para desviar de este modo el componente del agua de alimentación 5 que sale del tratamiento de la primera etapa 2 hacia la línea de derivación 35. Al iniciar la secuencia de lavado de la segunda etapa 3, la bomba VFD 6 se reajusta preferentemente para reducir el flujo de agua de alimentación a la primera etapa 2 de la planta como una precaución contra una sobrealimentación a la planta debido a la presión reducida que se acumula para eliminar la segunda etapa del servicio de tratamiento de aguas. Opcionalmente, se puede generar cerrando parcialmente la válvula de estrangulación 7, una contrapresión artificial equivalente a la contrapresión que se generó previamente a través de la segunda etapa 3, cuando la segunda etapa estuvo en servicio. Como alternativa, la válvula 10 puede ser una válvula de presión variable que se utiliza para generar la contrapresión deseada. En una configuración el cierre de la válvula 11 se controla mediante el PLC 12 para permitir que la conserva de la primera etapa 1 ingrese a la tercera etapa 4. Además, mediante el cierre de las válvulas 36 y 37 la segunda etapa 3 puede ser completamente aislada del flujo de agua de alimentación 5 y mediante la abertura de las válvulas 38, 39, 40 y 41. La segunda etapa 3 puede conectarse al circuito de lavado 42 y puede llevarse a cabo la secuencia de aberturas y cierres de la válvula para el enjuague 13 y el lavado del reactivo de lavado 21, 22, 23 de la segunda etapa 3. En forma similar al proceso de invertir el proceso de aislamiento descrito para la tercera etapa 4, al invertir la secuencia de abertura de la válvula del circuito de lavado 42 y regresar la segunda etapa 3 a una condición aislada de agua de alimentación total 5 y circuito de lavado 42, se pueden abrir las válvulas de suministro de agua de alimentación 33 y 34 a la segunda etapa 3 pueden, cerrar la válvula de derivación 10 y abrir las válvulas 36 y 37 de la descarga de agua de alimentación 5 de la segunda etapa 3, para regresar la segunda etapa 3 al servicio. Cuando se utilizó la válvula de estrangulación 7 para controlar la contrapresión del sistema 1, la válvula de estrangulación 7 debe regresarse a su posición de ajuste original. Cuando la bomba VFD 6 se ajusta durante el proceso de aislamiento y enjuague-lavado de la segunda etapa 3, la bomba VFD 6 debe regresarse a su ajuste de secuencias previo al lavado mediante el PLC 12. Igual que la segunda y tercera etapas, la primera etapa 2 puede aislarse y derivarse cuando la primera etapa se enjuaga y lava con los reactivos A, B y C. Esto se realiza cerrando las válvulas 45, 48 a 51 y 140 a 143 y abriendo la válvula 46 para dirigir la corriente de alimentación 5 que se encuentra en el circuito de derivación de la primera etapa 144 al múltiple de la segunda etapa 47. Tal como se mencionó anteriormente, aunque se deriva la primera etapa 2, la bomba 6 puede ajustarse para disminuir el volumen de la corriente de alimentación 5 como una precaución contra una sobre alimentación de la planta debido a la presión reducida que se acumula para la eliminación de la etapa uno 2 del servicio de tratamiento de aguas y/o el reajuste de la válvula de estrangulación para proporcionar una contrapresión que replica la pérdida de presión originada normalmente por los componentes de la primera etapa. El aislamiento de la primera etapa 2, puede controlarse mediante PLC dependiendo de la aplicación. A través de la abertura de las válvulas 52, 53, 54, 55 y 56 la primera etapa 2 puede conectarse al circuito de lavado 42 y se puede llevar a cabo la secuencia de abertura y cierre de las válvulas para el enjuague 13 y el lavado del reactivo de lavado 21, 22, 23 de la primera etapa 2. En forma similar al proceso de invertir el proceso de aislamiento descrito para la tercera etapa 4, al invertir la secuencia de la abertura de la válvula del circuito de lavado 42 y regresar la primera etapa 2 a una condición aislada completamente del agua de alimentación 5 y del circuito de lavado 42, se puede abrir la válvula de suministro de agua de alimentación 45 a la primera etapa 2, cerrar la válvula de derivación 46 y abrir las válvulas de descarga 48, 49, 50 y 51 del agua de alimentación 5 de la primera etapa 2 para regresar la primera etapa 2 al servicio. Los ajustes de la bomba VFD 6 y/o la válvula de estrangulación elaborados durante el aislamiento de la primera etapa 2 y el proceso de enjuague-lavado, se regresan al ajuste de secuencias previo al lavado respectivo. Monitoreo y Control de Contaminación de la Membrana sobre una Base de Incremento de la Etapa por Incremento de la Etapa Se pueden analizar una o más de la primera, segunda y/o tercera etapas de la planta con membranas, en una pluralidad de incrementos de la etapa para proporcionar una configuración de la planta en la cual se aislen los incrementos de la etapa, se enjuaguen y laven sobre una base de incremento de etapa por incremento de etapa en lugar de sobre una base de etapa por etapa, como la de la figura 1. Tal como se muestra en la figura 2 y con referencia a la figura 1, cualquier etapa de una planta de tratamiento de aguas de etapas múltiples 1 (tal como la primera, segunda y/o tercera etapas 2, 3 y 4) se muestra como analizada en seis o más segmentos de la etapa 57, 58, 59, 60, 61 y 62 alimentada en forma simultánea desde un múltiple común 200. Las salidas de la conserva, denominadas con el 212 para el incremento 57, 216 para el incremento 58, 220 para el incremento 57, 224 para el incremento 60, 228 para el incremento 61, y 232 para el incremento 62 se recolectan a través del múltiple 204. Las salidas de la conserva se recolectan a través del múltiple 208. En la planta de la figura 1, con las tres etapas analizadas, seis de cada uno de los incrementos de 20.32 cm (8") de la primera etapa, la mitad de los incrementos de 20.32 cm (8") de la segunda etapa cargados con elementos, y un tercio de los incrementos de 20.32 cm (8") de la tercera etapa cargados con elementos podría reemplazar los recipientes mostrados en la figura 1 en cada etapa del diseno de etapa monolítica. Cada incremento 57, 58, 59, 60, 61 y 62 en el diseño de la etapa incrementada, puede estar en la forma de un solo recipiente o en la forma de múltiples recipientes. El proceso de aislamiento de cualquier incremento de la etapa 57, 58, 59, 60, 61 y 62 requiere el cierre específico de las combinaciones de las válvulas 66, 67 y 68 para el incremento de la etapa 57, el cierre específico de las combinaciones de la válvula 69, 70 y 71 para el incremento de la etapa 58, el cierre específico de las combinaciones de la válvula 72, 73 y 74 para el incremento de la etapa 59, el cierre específico de las combinaciones de la válvula 75, 76 y 77 para el incremento de la etapa 60, el cierre específico de las combinaciones de la válvula 78, 79 y 80 para el incremento de la etapa 61, y el cierre específico de las combinaciones de la válvula 81,82 y 83 para el incremento de la etapa 62. La corriente de alimentación para la etapa, la cual se excluye de ingresar a cualquier incremento de la etapa 57, 58, 59, 60, 61 y 62 al cerrar cualquier válvula simple 66, 69, 72, 75, 78 y 81, respectivamente, se redistribuye a través de todo el múltiple de alimentación de la etapa 200. La corriente de alimentación redistribuida sale del múltiple 200 a través de la multiplicidad de válvulas 66, 69, 72, 75, 78 y 81 que permanecen abiertas, a diferencia de la válvula del mismo grupo de las válvulas de alimentación del incremento 66, 69, 72, 75, 78 y 81 que están cerradas como parte de un proceso de aislamiento del incremento. Al iniciar el incremento de la etapa 57, 58, 59, 60, 61 y 62, no es necesario re-ajustar la secuencia de lavado de la bomba VFD 6. Normalmente la caída de baja presión originada por el aislamiento de uno de los incrementos de la etapa y la velocidad de flujo incrementada a través del resto de los recipientes y múltiples restantes del incremento de la etapa en línea, no es lo suficientemente significativa para requerir otras medidas correctivas, tal como el ajuste de la bomba y/o válvula de estrangulación. En otras palabras, la velocidad de flujo incrementada y el volumen a través de los componentes en línea, no son lo suficientemente significativos para dar como resultado un inaceptable rango de contaminación en los incrementos de la etapa en operación. Las válvulas del sistema de enjuague y lavado que se abren para enjuagar y lavar cada uno de los incrementos aislados 57, 58, 59, 60, 61 y 62 son: las válvulas 82, 83 y 99 para el incremento 57; las válvulas 84, 85 y 94 para el incremento 58; las válvulas 86, 87 y 95 para el incremento 59; las válvulas 88, 89 y 96 para el incremento 60; las válvulas 90, 91 y 97 para el incremento 61; y las válvulas 92, 93 y 98 para el incremento 61. La abertura del grupo de válvulas respectivo, conecta el incremento aislado 66, 69, 72, 75, 78 y 81 al circuito de reactivo de enjuague y lavado 42 para el enjuague y lavado de la membrana. A través del análisis de la primera, segunda y tercera etapa en incrementos de fa etapa, normalmente no existe la necesidad de reajustar la posición de la bomba VFD 6 o la válvula de estrangulación 7 para que el sistema opere en forma continua en aproximadamente el mismo rango de producción de filtrado general, sin importar si el incremento de etapa fuera de línea está en la primera, segunda o tercera etapa. Tal como se muestra en la figura 3 con referencia a las figuras 1 y 2, cualquier incremento de la etapa 57, 58, 59, 60, 61 y 62 en la primera, segunda o tercera etapa, puede estar comprendido de un solo recipiente 101 o un grupo de recipientes conectado a un múltiple común 102, en donde el flujo de la corriente de alimentación a través del múltiple hacia el incremento 101 es la válvula del múltiple 103 regulada. Cuando la válvula 103 se cierra, y la válvula de la conserva 104 y la válvula del filtrado 105 se cierran, el incremento 101 es la conexión del incremento 101 al sistema de lavado de reactivo y enjuague 42 mediante la abertura de las válvulas 106, 107 y 108 que permite que la bomba del sistema de lavado 20 opere para circular cualquier agua de enjuague 13 o reactivos específicos 21, 22 ó 23 en forma de corriente o en contra corriente, a través del incremento 101. Todas las otras válvulas que se encuentran en la secuencia de circulación del enjuague 13 o el reactivo 21, 22 y 23 seleccionado, se abren y cierran en forma adecuada, de modo que únicamente un agua de enjuague 13 o una sola agua de reactivo 21, 22 y 23, pase en cualquier momento a través del incremento 101. Sistema de Control de Lógica del Proceso A continuación se describirá, con referencia a las figuras de la 1 a la 4, el agente de tratamiento con membrana o lógica del programa PLC 12. El aislamiento de la tercera etapa y el enjuague y lavado con reactivo requiere que se coloque un indicador de presión 109 en la línea de agua de alimentación 5 que precede la primera etapa del sistema de tratamiento de aguas con membranas 1, un sensor de temperatura 110 en forma próxima al sensor de presión 109 y un medidor de flujo 111 en el flujo del filtrado común 100 procedente de la planta de tratamiento de aguas con membranas 1. En una configuración, se puede colocar un sensor de presión (no mostrado) en la parte de la conserva (o línea) que se encuentra en forma inmediata a la línea de corriente ascendente y/o corriente descendente de cada una de la primera, segunda y tercera etapa para proporcionar una caída de presión a través de cada etapa. En otra configuración, se coloca un medidor de flujo (no mostrado) en la parte de conserva que se encuentra en forma inmediata a la corriente ascendente y corriente descendente de cada una de las primera, segunda y tercera etapas, para proporcionar la entrada del flujo y salida del flujo de conserva de cada etapa. En una configuración, se coloca un medidor de flujo en el múltiple del filtrado en cada una de la primera, segunda y tercera etapas para proporcionar la salida del filtrado de cada una de las etapas. El PLC 12 se adhiere mediante las líneas de alimentación a los diversos sensores y medidores y líneas de control para las diversas válvulas de aislamiento automático descritas anteriormente, las válvulas automáticas del sistema de enjuague y lavado descritas anteriormente, la válvula de presión variable o de estrangulación 7 y la bomba VFD 6. Tal como se describirá más adelante, el PLC 12 se programa para interpretar las entradas de datos procedentes de los diversos sensores y medidores y emitir comandos adecuados a las válvulas de aislamiento, válvulas de enjuague y lavado, válvulas de estrangulamiento y bomba de acuerdo con la lógica de interpretación de datos programados 113 del PLC 12. El chip de la lógica del programa 12 inicia la consulta (paso 114) de los datos del sensor y medidor y el proceso de interpretación, determinando si la presión del sistema P1 109 es mayor a un punto de ajuste de presión del sistema determinado previamente (paso 115). Si P1 es menor o igual al punto de ajuste determinado previamente (paso 115), la lógica del programa 113 regresa al punto de inicio de la consulta (paso 114) y repite nuevamente el paso 115. Si la presión P1 109 es mayor al punto de ajuste, la lógica del programa 113 procede al paso 116. En el paso 116, la lógica PLC 113 determina si el flujo medido F1 111 del filtrado del sistema 100 es menor a un punto de ajuste de flujo del sistema 116. Si el flujo de agua del filtrado 100 es mayor o igual al punto de ajuste 116, la lógica 113 regresa al paso de inicio de consulta 114. Si el flujo de agua de filtrado del sistema 100 es menor al punto de ajuste 116, la lógica 113 procede al paso 117. En el paso 117, la lógica 113 determina si la temperatura del agua de alimentación medida T1 110 es mayor a un punto de ajuste de temperatura del sistema 117. Si la temperatura del agua de alimentación T1 es menor o igual al punto de ajuste, la lógica 113 regresa al paso de inicio de consulta 114. Tal como se podrá apreciar, el agua más fría tiene una mayor viscosidad que el agua más templada. Si la temperatura del sensor del agua de alimentación T1 es mayor al punto de ajuste, la lógica 113 determina que el grado de contaminación de la tercera etapa requiere que la tercera etapa sea lavada y enjuagada. En los pasos 118 y 119, la lógica 113 inicia la secuencia de enjuague y lavado de la tercera etapa. Esto se realiza accesando los comandos almacenados y su secuencia de emisión. Aunque se describirá un grupo específico de comandos y una secuencia de comandos con referencia a los pasos del 120 al 125, quedará entendido a partir de la descripción anterior, que puede ser diferente el ajuste de la secuencia de los comandos y el comando. En el paso 120, la lógica dirige a la bomba VFD 6 para disminuir hasta el punto de ajuste de lavado de la tercera etapa 120. Tal como se podrá apreciar, cada una de las primera, segunda y tercera etapas tendrán normalmente diferentes puntos de ajuste para la bomba y/o válvulas de presión variable, cuando la etapa esté enjuagada y lavada. Normalmente, las etapas se lavan en tiempos diferentes e independientes sin traslape, debido a sus rangos de contaminación substancialmente diferentes. Comúnmente, la primera etapa se enjuaga y se lava en forma menos frecuente que la segunda etapa, y la segunda etapa en forma menos frecuente que la tercera etapa, debido a que las concentraciones de contaminantes incrementan en forma progresiva como resultado de la concentración en la etapa anterior (corriente ascendente). Una vez que la lógica ha confirmado que la bomba ha sido reajustada en forma adecuada (tal como mediante la recepción de una lectura adecuada procedente del sensor de presión P1 y/o medidor de flujo F1 111 o de un reconocimiento del controlador de la bomba), la lógica dirige la abertura de la válvula de derivación del concentrado de la tercera etapa 43 a través del paso 121. Después de confirmar la abertura de la válvula de derivación de concentrado 43 (tal como mediante la recepción de un comando de reconocimiento procedente del controlador de la válvula), en el paso 122, la lógica dirige el aislamiento de la tercera etapa cerrando 122 las válvulas automáticas 8, 19 y 44. Después de confirmar el cerrado de cada una de las válvulas 8, 19 y 44, la lógica, en el paso 123, dirige la ejecución de las aberturas y cierres de la válvula automática 17, 18, 112 y 42 y de la circulación de la bomba 20 de las soluciones de reactivos de enjuague y lavado 13, 21, 22 y 23, que constituyen un lavado de la tercera etapa 123. Al término de lavado de la tercera etapa, la tercera etapa es una válvula aislada de la alimentación de las soluciones de agua de enjuague-lavado 13, 21, 22 y 23 y del suministro de agua de alimentación 5, se cierran las válvulas del sistema de enjuague-lavado 42 y las válvulas de lavado-enjuague de la tercera etapa 18 y 112 y las válvulas del agua de alimentación 19 y 44 y se abre la válvula de derivación del agua de alimentación 43. La tercera etapa lavada del sistema de tratamiento de aguas con membranas, puede regresarse en este momento al servicio.
En el paso 124, la lógica regresa la tercera etapa a servicio, abriendo las válvulas 44, 19 y 17 del agua de alimentación 5 en forma simultánea con el cierre de la válvula de derivación 43 del agua de alimentación 5. Después de confirmar que los comandos se han llevado a cabo, la tercera etapa regresa el agua de alimentación 5 al servicio de tratamiento 124 el cual posteriormente se termina en el paso 125, reajustando la bomba VFD 6 a un punto de ajuste de flujo de filtrado medido F1. En el paso 126, el sistema 1, el cual ya fue regresado completamente al servicio de tratamiento de aguas de alimentación, es operado durante un período de tiempo seleccionado, tal como 15 minutos, para permitir el regreso a las perturbaciones del servicio para el asentamiento antes de que la lógica, en el paso 127, determine si la presión P1 109 es menor al punto de ajuste de presión. Si la respuesta a la solicitud P1 127 es afirmativa, la lógica regresa ai paso de inicio 114. Si la respuesta a la consulta P1 127, es negativa, la lógica ejecuta un comando de alarma en el paso 128 para la intervención de un operador. Aunque el sistema es para tratar agua a través de las primera, segunda y tercera etapas, una lectura de presión aberrante indica un problema potencial del sistema. Tal como se podrá apreciar, se puede utilizar la lógica para enjuagar y lavar un incremento de etapa en la tercera etapa utilizando los mismos puntos de ajuste y/o de la primera y/o segunda etapa o un incremento de etapa de la misma utilizando diferentes puntos de ajuste. Los diversos puntos de ajuste de la figura 4, se determinan durante un proceso de "sacudir" para una nueva planta de tratamiento de aguas con membranas. Durante la sacudir, se lleva a cabo un estudio de producción de filtrado y presión de la planta etapa por etapa para diferentes rangos de flujo de agua de alimentación en recuperaciones de filtrado con un porcentaje bajo y medio, a una temperatura de agua de alimentación determinada. Estos datos sirven como un comparador de , línea de base, o "estándar", contra los cuales la planta puede compararse en ocasiones futuras, por ejemplo después de un procedimiento de lavado futuro. En otras palabras se determinan los puntos de ajuste con base en los datos. Cuando la producción de filtrado de una planta, o de etapas e incrementos de la etapa se identifican como comparativamente bajos, se pueden realizar determinaciones del grado de contaminación y la necesidad de enjuague y lavado. Se debe observar que los comparadores de la curva de filtrado versus presión de las diferentes etapas de una planta de tratamiento de aguas con membranas de formación ahusada se crean en rangos bajos de recuperación de filtrado para disminuir el potencial de sesgado estándar del desempeño de la planta debido al precipitado y formación de emulsión e interferencia de oclusión . Se puede utilizar un número de variaciones y modificaciones de la presente invención. Podría ser posible proporcionar algunas características de la presente invención sin proporcionar otras. Por ejemplo en una modalidad alternativa, la presente invención aplica a corrientes de alimentación no acuosas, tal como solventes y soluciones industriales. En otra modalidad alternativa, el agente de tratamiento con membranas se implementa en un software, hardware (en la forma de un circuito lógico tal como un Circuito Integrado Específico de Aplicación) o como una combinación de los mismos. La presente invención, en diversas modalidades, incluye componentes, métodos, procesos sistemas y/o aparatos tal como se describen e ilustran substancialmente en la presente invención, incluyendo diversas modalidades, subcombinaciones y subgrupos de los mismos. Los expertos en la técnica comprenderán como realizar y utilizar la presente invención, después de la comprensión de la presente descripción. La presente invención, en varias modalidades, incluye proporcionar aparatos y procesos en la ausencia de artículos no ilustrados y/o descritos en la presente invención o en diversas modalidades de la misma, que incluyen la ausencia de dichos artículos y puede haberse utilizado en aparatos o procesos previos, por ejemplo, para mejorar el desempeño, lograr una facilidad y/o reducción de costo de la implementación. La descripción anterior de la presente invención se ha presentado con propósitos de ilustración y descripción. Lo anterior no pretende limitar la presente invención a la forma o formas aquí descritas. Por ejemplo, en la Descripción Detallada anterior, se agrupan diferentes características de la presente invención en una o más modalidades con el propósito de racionalizar la descripción. Este método de descripción no se deberá interpretar como que refleja la intención de que la invención reclamada requiera más características de las que se mencionan de manera expresa en cada reivindicación. Más bien, tal como lo reflejan las reivindicaciones que se encuentran a continuación, los aspectos inventivos dependen menos de todas las características de una sola modalidad descrita anteriormente. Por lo tanto, las reivindicaciones que se encuentran a continuación están incorporadas en esta Descripción Detallada, permaneciendo cada reivindicación como una modalidad de la presente invención preferida por separado. Además, aunque la descripción de la presente invención ha incluido la descripción de una o más modalidades y ciertas variaciones y modificaciones, otras variaciones y modificaciones están dentro del alcance de la presente invención, por ejemplo, pueden estar dentro de las habilidades y conocimiento de los expertos en la técnica después de la comprensión de la presente descripción. Se pretende obtener derechos que incluyan las modalidades alternativas hasta un grado permitido, incluyendo estructuras, funciones, rangos o pasos alternativas, intercambiables y/o equivalentes a los reivindicados, ya sea que las estructuras, funciones, rangos o pasos alternativos, intercambiables y/o equivalentes estén o no descritos en la presente invención, y sin pretender dedicar en forma pública cualquier sujeto o materia que se pueda patentar.