La palabra es mitad de quien la pronuncia, mitad de quien la escucha. Michel Eyquem de Montaigne (1533-1592). Escritor y filósofo francés.
13/04/2009 - 15:19h

El funcionamiento de una desaladora IV: tratamiento del agua por ósmosis inversa

El funcionamiento de una desaladora: tratamiento del agua por ósmosis inversaLas fases de la ósmosis inversa
 

 

La etapa de ósmosis inversa consta de las siguientes fases principales:

Bombeo de alta presión

 

 

Las siete bombas de alta presión instaladas en esa planta son de tipo centrífugas, construidas en aleaciones de acero inoxidable del tipo dúplex y accionadas por un motor eléctrico de 1.000 kW.

Estos equipos están diseñados para un punto óptimo de caudal de 89 m2/h a una altura de 64.4 bar. Tienen un rendimiento hidráulico en el punto de diseño del 80%.  

Bastidores de ósmosis inversa  

El agua impulsada por los grupos de bombeo se conduce a los siete bastidores de membranas de ósmosis inversa. Cada uno de los bastidores tiene una capacidad de producción nominal de 9.000 m3/día y cuenta con 96 tubos de presión cuyas características nominales son:
 

-       Presión nominal: 1.000 psi (69bar)

-       Código de diseño: ASME sect. X

-       -Alimentación-Rechazo: puerto final

-       Acabado: laca de poliuretano color azul.
 
A su vez, cada uno de los tubos de presión contiene ocho membranas de arrollamiento en espiral, en un diseño híbrido. Tras la entrada del agua sucia en los tubos de presión se obtienen dos flujos. Por un lado agua de rechazo, que en este caso constituye el 55% del total, el cual pasa a un colector y seguidamente al recuperador isobárico. Y por otro , agua permeada que se conduce hasta un colector central que ocupa el eje geométrico de las membranas, saliendo de cada tubo de presión por una manguera hacia un colector común.
 

Cada caja de presión va provista de una toma de muestras con lo que se puede efectuar el control de la calidad del agua que produce cada tubo.  

Recuperación de la energía  

El bombeo de alta presión está dispuesto conjuntamente y en paralelo con un sistema de recuperación dinámica de presión, que aprovecha la energía residual del agua de rechazo de cada tren, para transmitirla a una parte del agua de alimentación.
 

Dado que el caudal de agua que pasa por el sistema de recuperación de energía e prácticamente igual al del agua de rechazo, con esta solución, la bomba de alta presión solo tiene que elevar l a la presión requerida una caudal casi igual al del permeado.

En seis de las siete líneas se han dispuesto en para ello 10 sistemas de recuperación de tipo convertidores hidráulicos dinámicos.

Cada uno de estos  diez sistemas está compuesto por un cilindro cerámico rotatorio  que gira a 1.200-1.800 rpm, y que contienen las cámaras isobáricas en las que la salmuera, por desplazamiento positivo, impulsa al agua marina filtrada hacia la entrada de la ósmosis inversa, previo paso por la bomba booster que compensa las pérdidas que se producen en el circuito.
 
En este sistema, las entradas y salidas de agua de alimentación y salmuera, tanto en los circuitos de alta como de baja presión, se regulan mediante unas lumbreras que están en la posición de apertura o de cierre en función del giro del rotor.
 
En la otra línea restante se ha instalado el intercambiador de presión. Gracias a estos sistemas se consigue rebajar considerablemente el coste energético de la producción de agua.
 

Bombeo de alimentación  

Se han instalado siete bombas de alimentación a EIRs, así como siete bombas booster centrífugas, una por línea, construidas en acero inoxidable y accionadas por un motor eléctrico de 100 kw de potencia y 400 v.
 
Todas las tuberías y válvulas de alta presión situadas en la alimentación y rechazos de los módulos de ósmosis inversa se han construido en acero inoxidable de tipo dúplex y están diseñados para soportar una presión máxima de 100 kg/cm2.
 

Sistema de limpieza química de las membranas 

Con el funcionamiento normal, los módulos de ósmosis inversa se van ensuciando, por lo que el caudal producido por el mismo va disminuyendo. El atascamiento debido a materias coloidales, a pequeñas precipitaciones de hierro, etc. hace necesarias operaciones de limpieza para recuperar las propiedades perdidas de las membranas.  

En este caso se dispone de un equipo de limpieza química formado por:

-       Dos bombas de limpieza química´-un filtro de cartuchos con una selectividad de cinco micras para evitar que la solución de limpieza que llega a los bastidores contenga impurezas o reactivos sin disolver que pueden dañar las membranas.

-       -un depósito de PRFV de 25.000 litros de capacidad en el que se gestionan las soluciones de limpieza con agua procedente de la línea de retrolavado y los reactivos adecuados. Asimismo, este depósito se emplea para neutralizar las soluciones limpiadoras antes de realizar su vertido.
 -       Los componentes electromecánicos y de ensamblaje necesarios para hacerlos funcionar.
 
 
Depósitos de equilibrio ósmico, de desplazamiento y lavado  
La desalinizadora de Escombrerars dispone de ocho depósitos de equilibrio osmótico y desplazamiento de 55 m3 de volumen unitario.
 
El depósito de equilibrio osmótico permite mantener la presión en las cajas, evitando que el fenómeno de ósmosis directa dañe las membranas por el lado del permeado. DE igual forma, estos depósitos son una reserva de agua para las operaciones de desplazamiento y limpieza de las membranas. En estos casos, el agua tratada se dirige mediante bombas a los bastidores para efectuar el desplazamiento y el lavado cuando sean necesarios.
 
En concreto, dicho desplazamiento se realiza mediante siete bombas, una por línea, independientemente de que la parada se haya realizado de forma voluntaria o motivada por la señal de una anomalía.
 
Durante las operaciones de retrolavado se requiere la dosificación de bisulfito sódico, para lo que se dispone de siete bombas dosificadores.
 
El diseño previsto permite mantener siempre lleno el depósito y que, cuando sea necesario, el agua retorne por gravedad a los módulos de ósmosis inversa.
 

Dosificación de reactivos 

Dosificación de bisulfito sódico
 El efecto del bisulfito sódico es suficiente para mantener en niveles prácticamente nulos la actividad biológica debida a la aparición de baterías aerobias  para reducir el potencial Redox de manera que se puedan contrarrestrar los efectos nocivos de sustancias como el oxígeno disuelto presente en el agua y el cloro libre procedente de la alimentación de agua.
 

Las membranas, especialmente las de poliamida, son muy sensibles a los oxidanes y especialmente al Cl2, que puede encontrarse en el agua si ha sido sometida a un proceso de cloración. En consecuencia, la misión del bisulfito sódico es evitar mediante neutralización, la presencia de agentes oxidantes den el interior de los módulos de ósmosis inversa.  

Dosificación de dispersante

El objetivo de adicionar dispersante es evitar la precipitación de sale que podrán dar lugar  incrustaciones en el interior de las membranas de ósmosis inversa. Se realiza mediante la dosificación de productos químicos que se agregan al agua ultratratada, consiguiendo bloquear y retardar la tendencia del calcio, magnesio, bario y otros iones a formar sales poco solubles en agua. Su actuación se centra principalmente en la inhibición de precipitados de sales derivadas de los sulfatos.
 
Con objeto de que la fiabilidad de este servicio sea total, se han previsto 21 bombas dosificadoras para bisulfito y 14 para dispersante, así  como bombas de trasiego y dos depósitos de almacenamiento de 20 m3, con autonomía para 20 días, de donde se alimentan cada uno de los 14 depósitos de 2 m3 ubicados en la nave de ósmosis.
 
Los sistemas de trasvase consisten en bombas centrífugas de acople magnético para transferir el producto químico sin fugas del camión cisterna al depósito de almacenamiento, donde se suministró para cada producto -hipoclorito sódico, cloruro férrico, dispersante y bisulfito sódico- una  cabina de trasiego completamente montada, y donde además se incluyó una estructura en acero inoxidable con tejadillo para ala intemperie y cierre laterales, para la protección de la bomba centrífuga.
 

Los sistemas de dosificación se asaron en las bombas dosificadoras de membrana tipo sigma, controladas a partir de Profibus para centralizar los procesos de control. Estas bombas dosificadoras se suministraron para cada producto, montadas en bancadas de dosificación completamente equipadas, con la valvulería correspondiente, válvulas de seguridad para evitar riesgos, válvulas de contrapresión para garantizar una dosificación precisa, indicadores de presión para calibrar los equipos y tener un valor de referencia de la presión de trabajo, amortiguadores de impulsos para dar una dosificación continua, probetas de calibración para las bombas dosificadoras y caja de conexiones eléctrica todo siempre formando varias líneas de dosificación una de reserva.

 

 

 
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