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3/04/2009 - 10:00h
El funcionamiento de una desalinizadora III: pretratamiento del agua
La desalinizadora de Escombreras dispone de un sistema de pretratamiento avanzado y más exhaustivo que en otras instalaciones desalinizadoras, dadas las especiales características del agua sucia. Incluye las siguientes etapas: en primer lugar, el agua sucia procedente de la captación entra directamente en la cámara de mezcla y coagulación y se dirige a la cámara de floculación como paso previo al sistema de flotación con aire disuelto.
A continuación el agua es sometida a una filtración con carbón activo mediante filtros de carbón horizontales y seguidamente pasa por un segundo sistema de filtración, en este caso por anillas. Finalmente la última etapa del pretratamiento está basada en membranas de ultrafiltración sumergidas.
El pretratamiento se ha configurado en dos líneas idénticas, siendo el caudal de entrada de agua sucia de 6.393 m3/h para la producción máxima actual de la planta.
Cámaras de mezcla, coagulación y floculación
Como equipos de floculación, se ha optado por la instalación de agitadores verticales de la marca Agitaser, con motor de 5.5 kW-1.500 rpm, reductor con velocidad de salida a 98 rpm, eje de 7,5 m de longitud y hélice de 1.200 mm de diámetro. En total se han instalado5 por cada cámara de floculación.
Respecto a los reactivos químicos a dosificar, se emplea cloruro férrico como elemento coagulante para eliminar coloides y reducir el SDI. SU dosificación está regulada automáticamente por el sistema de control, en función del caudal de agua a tratar y del ¨S¨DI requerido en la entrada a las membranas de ósmosis inversa.
Por otro lado, la dosificación de floculante se realiza en línea a la entrada del sistema de flotación con aire disuelto, siempre que sea necesario.
El almacenamiento del coagulante y del floculante se realiza en dos depósitos de 0 m2 cada uno, construidos en PRFV y dimensionados para una autonomía de entre 15 y 30 días. Están equipados con medidor de nivel, rebose, vaciado, y los elementos de seguridad necesarios para el reactivo a almacenar. Su suministro corrió a cargo e la empresa MIpsa.
Y para su dosificación se dispone de seis bombas dosificadores ProMinent, tres para la dosificación de coagulante y otras tres bombas para el floculante, además de una bomba para el transvase de coagulante del camión al depósito.
Sistema de flotación con aire disuelto
La adición del coagulante y floculante antes de la flotación asegura una clarificación apropiada del efluente antes de su entrada a las membranas de ultrafiltración. Con el sistema de flotación por aire disuelto -tecnología DAF- se consigue reducir sustancialmente las partículas coloidales sólidos en suspensión, así como aceites y grasas que puedan llegar ocasionalmente en el agua sucia.
Se han instalado dos equipos Megacell Vertical MCV 400 de KWI -representados por Ecote en España-, compuestos de 20 módulos de polipropileno cada uno, los cuales se instalan directamente sobre hormigón. Cada módulo, a su vez, cuenta con 20 elementos especiales en U que permiten combinar dos tipos de clarificación con lamelas: co-corriente y contra-corriente. El resultado es una gran capacidad hidráulica y una gran capacidad de carga de sólidos con una excelente eficiencia en la clarificación. Cada equipo tiene una capacidad hidráulica máxima de 4.000 m3/h.
Para la presurización se dispone de cinco tubos de disolución de aire ADT que utilizan agua clarificada, independientes para cada línea, y tres bombas de presurización Sulzer -una por equipo más otra de reserva.
Su funcionamiento es el siguiente: el agua presurizada con microburbujas de aire, se combina con el agua sin tratar en la zona de entrada al flotador, circulando después por los paquetes de lamelas, en co-corriente. El agua sucia se distribuye homogéneamente a lo largo del clarificador y el agua clarificada se recoge de cada uno de los módulos por los dos laterales de los canales de hormigón. El fango flotado se recoge en la parte superficial del flotador y es extraído mediante un rascador superficial de material plástico y palas de extracción en acero inoxidable AISI 316L/SMO 254.
Tras la flotación, el agua es impulsada a los filtros de carbón activo o a las filtros de anillas, según las necesidades, mediante 4 bombas centrífugas horizontales Sulzer de 676 l/s de capacidad a 35 m.
Sistema de filtración con carbón activo
El sistema de filtración con carbón activo consta de 14 filtros de carbón horizontales, de 7.040 mm de longitud y 2.800 mm e diámetro cada uno, colocados en dos filas paralelas y con el espacio suficiente para la ampliación a dos filtros más. Estos filtros, están construidos en políester laminado -de baja emisión de estireno- reforzado con fibra de vidrio y orientación óptima de la fibra, y su presión de diseño es de cuatro bares. La distribución inferior es de tipo Calplas con brazos y colectores y distribución de flujo uniforme, y la distribución superior es con brazos KSH, especialmente diseñada para este proyecto, y enviando asimismo la pérdida de carbón durante la fase de lavado. Los filtros disponen, además, de tres entradas de hombre, dos visores de 6--, boca de vaciado, cáncamos de elevación, conexión para purga y válvula de seguridad.
El carbón activo que se utiliza es granulado y elaborado en base mineral, siendo un producto de gran dureza y resistencia a la abrasión.
La finalidad principal de los filtros de carbón activo es la de eliminar aceites, grasas e hidrocarburos, eliminar olores y sabores, así como herbicidas y pesticidas.
Para los contralavados de los filtros, únicamente con agua, se dispone de dos bombas centrífugas horizontales de 108 l/s a 77 m.
El proceso se ha configurado de tal manera que exista la posibilidad de trabajar con los filtros de carbón en continuo o en by-pass, de modo que el agua sucia pase directamente del flotador a los filtros de anillas.
Sistema de filtración por anillas
El agua, procedente del flotador o de los filtros de carbón activo, se conduce a continuación al sistema de filtración de anillas que consta de diez módulos montados en paralelo. Cada uno de estos módulos consta a su vez de seis filtros con ocho espinas de filtración en su interior, formando un conjunto de 506.880 cm2 de área filtrante total. El grado de filtración seleccionado para esta aplicación es de 100 micras. El sistema está construido en materiales poliméricos resistentes al agua de mar. Al igual que en los casos anteriores, también se ha previsto espacio para una futura ampliación de dos módulos más.
La función principal de estos filtros es la protección de las membranas de ultrafiltración y la reducción de biofouling, asegurando un funcionamiento óptimo y reduciendo los tiempos de lavado.
El modo de filtración es como sigue: durante el proceso de filtración las anillas están fuertemente comprimidas en forma conjunta por el resorte y la presión diferencia, de esta forma se fuerza al agua a fluir a través de los pasajes que se forman entre las anillas ranuradas.
El retrolavado de estos filtros, al igual que en los anteriores, se realiza también con agua. Durante esta operación se forma una contrapresión que provoca que el pistón suba y libere a las anillas comprimidas. En forma simultánea, múltiples boquillas inyecta chorros sobre las anillas liberadas, provocando que giren y liberen los sólidos retenidos, los que son derivados hacia el exterior a través del drenaje.
Ultrafiltración
El último paso del pretratamiento lo constituye la ultrafiltración por membranas de fira hueca sumergidas , cuya finalidad es garantizar un agua de calidad constante en la ósmosis inversa de forma que se mejore su funcionamiento. Así, se consigue que el agua de entrada a los bastidores de ósmosis inversa tenga unos valores de SDI menores de tres, una turbidez inferior a 0,1 NTU, además de estar libre de partículas y patógenos.
La ventaja de la utilización de las membranas de ultrafiltración frente a los sistemas convencionales de filtración multicapa son varios: por una parte, se consigue una calidad constante, sin posibilidad de caminos preferenciales o sin que variaciones en la calidad del influente afecten a la calidad del efluente.
Por otra parte, la altísima calidad del agua ultrafiltrada permite trabajar con flujos más altos, reducir la frecuencia de las limpiezas químicas, alargando la operatividad de la planta y la vida útil de las membranas de ósmosis.
La elección de fibra hueca sumergida frente a otros sistemas presurizados se debe a sus menores costes de explotación y su mejor comportamiento ante variaciones de la calidad del agua sucia, algo fundamental cuando se trata de tomas abiertas o de tomas en las que puedan producirse cargas puntuales excesivas de sólidos o incluso algas.
El diseño de la planta consta de siete trenes de ultrafiltración con siete casetes por tren que contienen, en conjunto, .499 módulos de membranas. Estas membranas presentan un tamaño de poro de 0.02 micras nominales y 0.1 micras absolutas, y están fabricadas en PVDF, siendo resistentes al CL2 y a oxidantes.
La aireación de las membranas de ultrafiltración se realiza mediante dos soplanes de émbolos rotativos. Una de las ventajas del sistema de membranas adoptado es que sólo airea cuando se produce el contralavado con lo que el consumo específico de aire es el más bajo del mercado.
El agua procedente de los filtros de anillas entra en un canal de reparto que va alimentando individualmente cada tren. Cada uno de estos trenes está contenido en un tanque de membranas que puede ser aislado para efectuar rutinas de mantenimiento, limpiezas lavados, etc.
Los trenes operan en paralelo. En cada uno de ellos, una bomba de permeado aspira de un colector que se encuentra conectado a cada uno de los casetes de membranas. Al entrar en servicio, las bombas generan un vacío en el interior de las fibras que es ocupado por el agua, tras atravesar las membranas. De esta manera, se produce una filtración fuera-dentro a muy baja presión , otra de las ventajas del sistema adoptado. Cada una de esas siete bombas está equipada con un variador de velocidad para regular el caudal de producción conforme al nivel de líquido en el tanque de membranas. El caudal que pasa a través de las membranas es monitorizado en función de la presión de vacío aplicada en las membranas.
También se han instalado ocho bombas de vacío para la tubería de permeado de ultrafiltración, que permiten mantener dicha tubería en carga.
Operaciones de retrolavado y limpieza química
Con el fin de prevenir la acumulación de partículas en la superficie de las membranas, es necesario llevar a cabo un contralavado de forma periódica, para lo que se emplean dos bombas hidráulicas. Durante esta operación se emplea agua ultrafiltrada sin la adición de ningún reactivo químico y se inyecta aire para generar una turbulencia que ayude a la limpieza.
Por otra parte, durante la operación normal de la planta se puede producir un ensuciamiento de las membranas, por lo que se dispone de un sistema automático de limpieza química adicionando hipoclorito sódico y ácido cítrico, en función de que el ensuciamiento sea microbiológico o por precipitados químicos, respectivamente.
Fuente: Infoenviro
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