Sistema de limpieza de las membranas.

INTRODUCCIÓN:

El proceso se inicia con la entrada de agua del mar Mediterráneo a través de la conducción submarina de entrada a la planta, que conecta directamente con la cántara de captación, es decir, la entrada de agua se realiza a través de la torre de toma conectada a la conducción de entrada y conducida hasta la cántara de captación. En la cántara de captación el agua va a permanecer el tiempo de retención necesario para favorecer la sedimentación de los posibles elementos sólidos que entran con el agua.

El agua tras su entrada en la cántara de captación es bombeada a través de las 9 líneas de producción; que son totalmente independientes unas de otras, hasta los filtros de arenas para la eliminación de los sólidos en suspensión que dañarían a las membranas de osmosis inversa. Con esto conseguimos una filtración previa del agua de mar y por tanto el agua llega al resto de la instalación con unas características que permitirían su ingreso directamente sin ningún tipo de tratamiento adicional.

Estas características son: agua con poca o ninguna contaminación microbiológica y agua con bajo índice de ensuciamiento (SDI), en el apartado correspondiente a materias primas se detallan las características de esta agua.

Aunque el agua podría entrar directamente en las membranas (por debajo de SDI con un valor de 3,5), es recomendable tener un agua bruta lo más limpia posible, con el fin de prolongar el tiempo entre lavados de membranas así como la vida útil de las mismas. Por ello se realiza una filtración entre otros tratamiento previo a su entrada a las membranas de osmosis inversa.

Es necesario realizar una remineralización del permeado para hacerlo potable. Esta remineralización consiste en añadir cal, de forma que se aumente el contenido en calcio del agua y se recupere la alcalinidad. La alcalinidad se recupera a parir del CO2

formado previamente al acidificar el agua de alimentación. La alcalinidad del agua bruta, se comporta como cualquier ión, no atraviesa las membranas.

Sin embargo, si añadimos ácido a la alimentación, estaremos convirtiendo parte de esta alcalinidad en dióxido de carbono, el cual es totalmente permeable y se distribuye por igual en permeado y rechazo. Por tanto, se acidifica el agua bruta, para lo que se utiliza ácido sulfúrico dado su reducido coste. Se añade desde una serie de dos tanques en una instalación cercana a las conducciones del agua de alimentación hasta la filtración. Esta instalación de acidificación del agua bruta, no es más que la formada por dos tanques de almacenamiento del ácido sulfúrico y su distribución a las distintas líneas de producción o entrada de agua a planta.

El agua que llega a la planta tiene un índice SDI y una turbidez que pueden acarrear problemas, por lo que es conveniente incluir una filtración grosera con lechos de arena y posteriormente se realiza una micro-filtración con un paso de 5 micras en el mismo filtro, para poder garantizar un nivel de filtración mínimo de 5 micras que es el exigido por el fabricante de las membranas de osmosis inversa. La micro-filtración se realiza en un microfiltro por línea de producción, donde su principal ventaja frente a la micro- filtración por cartuchos no es más que la sustitución de esta malla por un paso metálico de 5 micras que previene o evita el ensuciamiento, reduciéndose los paros para el mantenimiento del mismo. De esta forma se evita la reposición constante de los cartuchos de filtración.

Seguidamente se somete al agua a una desinfección, consistente en este caso en la aplicación de luz ultravioleta al agua filtrada. Elegimos ese sistema en lugar del convencional de cloración-decloración, ya que aunque la cloración es más barata que la ultravioleta, pero las membranas son muy sensibles a la acción oxidante del hipoclorito) el coste de la cloración-decloración se acerca al de la desinfección ultravioleta y a su vez presenta una serie de desventajas.

El agua tras el paso por la filtración grosera y la micro-filtración está en las condiciones idóneas para ser desinfectada que es el paso previo antes de entrar en las bomba de alta y ser impulsada a través de los módulos de osmosis inversa.

La planta de desinfección consta de su bomba de impulsión por las distintas ramas de desinfección, conduciéndolos hasta las nueve lámparas de desinfección por cada línea de producción, teniéndose un total de 81 lámparas de luz ultravioleta (UV), por tanto elegimos la luz ultravioleta, ya que es más fácil de controlar que la adicción de dos reactivos, y por otro lado el agua de rechazo no va a contener ningún reactivo a parte del ácido sulfúrico añadido. Evitándose la formación del azufre coloidal y catión ferroso (insoluble) en el caso de que el agua entre con un contenido en ácido sulfhídrico o catión ferroso por cualquier variación del agua de alimentación, produciéndose la precipitación de estos sobre las membranas.

Tras el paso del agua por todo el pre-tratamiento, el agua ya esta en condiciones de ser conducida y elevada de presión para su entrada en los módulos de osmosis inversa.

El agua de las nueve líneas de producción es bombeada por una bomba de alta que la distribuye y fuerza su paso a través de los distintos módulos de osmosis inversa; cada modulo de osmosis contiene un total de 94 tubos de presión; de un solo paso cada modulo, con una longitud aproximada cada uno de ellos de 7 metros. En total, la instalación consta de 9 módulos de osmosis inversa por cada línea de producción y cada una de ellas con su correspondiente bomba de alta-recuperador. Sin embargo el agua que no atraviesa las membranas, conocida como rechazo o salmuera, conserva una gran parte de la alta presión que se le transmite, por lo que es conveniente trasmitir esta presión a parte del agua de alimentación. Esto se realiza tradicionalmente mediante una turbina Pelton que transforma la presión del rechazo en un chorro a alta velocidad que hace girar una turbina solidaria a la bomba de alta presión.

En el mercado nos encontramos con la empresa Sulzer Pumps, la cual nos suministra una bomba de alta presión con el sistema de turbina Pelton integrada de esta forma, evitamos la compra de la turbina por otro lado y se produce una mayor eficiencia del paso de la salmuera directamente por la Bomba y turbina Pelton.

El permeado sale de las membranas a presión atmosférica y es conducido para su tratamiento final antes de ser transferido a la red municipal de agua.

El postratamiento consta de la adicción de cal apagada, la cual se añade desde un silo a una cámara donde se mezcla con parte del permeado para la previa dilución de la cal y posteriormente es inyectado al permeado. Como último acondicionamiento se le añade hipoclorito sódico en una cantidad marcada por la ley según el pH del producto. Y por ultimo es bombeado a la red de distribución municipal.

En la osmosis inversa se producen dos corrientes la de producto y la de rechazo, la producto ya se ha descrito su tratamiento, pero la de rechazo es un gran problema medioambiental debido a su alto contenido en sales que al ser vertidas al mar aumentan la concentración de sal, en el punto de vertido para ello se tiene realizar su vertido a la mar previa dilución con agua de mar, para evitar el choque salino en el ambiente marino, afectando a la flora y fauna. Tras esta dilución es bombeado a través del emisario submarino y la salida se realiza a través de 21 bocas de salida separadas entre si unos 5 metros con un caudal de 1,36 m3/s, a una profundidad de 25 metros.