ES2299349A1

ES2299349A1 - Metodo y dispositivo para la desalinizacion de agua salada.

Info

Publication number: ES2299349A1
Application number: ES200601299A
Authority: ES
Inventors: Salvador Merce Vives
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2008-05-16
Anticipated expiration: 2026-05-19
Also published as: ES2299349B1

Abstract

Método y dispositivo para la desalinización de agua salada. El método consiste en hacer llegar el agua salada al interior de un cilindro giratorio (1) de revolución cuya pared lateral es una membrana semipermeable de filtrado. Este cilindro (1) está a su vez incluido en al menos otro cilindro envolvente (2) que contiene el agua que atraviesa la membrana por efecto de la fuerza centrífuga al girar a elevada velocidad el cilindro (1), realizándose el proceso de filtración por ósmosis inversa. El cilindro interior (1) posee tabiques radiales (5) con los que se evita el efecto de ciclón. Las moléculas de agua son así obligadas a expandirse radialmente atravesando la membrana del cilindro giratorio (1). Si el cilindro envolvente (2) es giratorio y tiene por pared una membrana semipermeable se realiza una doble filtración. Existen medios de extracción de la sal que no atraviesa la membrana, y medios de evacuación del agua desalinizada.

Description

Método y dispositivo para la desalinización de agua salada.

Objeto de la invención

La presente invención, según lo expresa el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un método y dispositivo para la desalinización de agua salada, mediante un sistema basado en el proceso de ósmosis inversa al hacer pasar el agua salada a través de membranas semipermeables.

La presente invención trata sobre un sistema de ósmosis inversa basado en cilindros concéntricos. Al menos el interior tiene como pared una membrana semipermeable y la fuerza centrífuga expande las moléculas de agua radialmente hacia fuera atravesando la membrana o membranas. El agua desalinizada es recogida en un depósito externo.

Antecedentes de la invención

El sistema general de ósmosis inversa se utiliza mucho en los diferentes tratamientos de desalinización del agua, mediante cámaras presurizadas. En estos casos, el gasto de energía necesario es muy elevado ya que la presión ejercida sobre el agua salada tiene que ser constante y mantenida mediante bombas de presión durante todo el proceso de desalinización. De esta manera se consigue que el agua salada de la primera cámara se desplace hasta la segunda cámara atravesando la membrana de filtrado con un elevado coste energético.

La desalinización del agua salada se realiza convencionalmente por dos sistemas generales: la evaporación del agua y recogida con recondensación de vapor, mediante filtración del agua a través de filtros o, en caso de desalinización por ósmosis inversa, a través de membranas semipermeables.

La desalinización por ósmosis inversa se utiliza en diversos equipos de potabilización de agua marina en barcos y en diferentes áreas costeras para proveer a poblaciones cercanas de agua potable.

La desalinización por ósmosis inversa implica que el agua salada debe forzarse a través de filtros o membranas aplicando una gran presión, lo que requiere un gran aporte de energía. Para solucionar el alto coste de energía, en la patente de invención europea con número de solicitud 96907525 se describe una planta de desalinización de agua con un sistema hidrostático por ósmosis inversa, que por medio de pozos perforados en el subsuelo se establece una columna de agua cuyo peso ejerce una presión sobre los módulos osmóticos, de manera que se produce el fenómeno de ósmosis inversa, sustituyendo así a las bombas impulsoras de las plantas tradicionales. No obstante, aunque teóricamente esta planta reduce el coste de energía del metro cúbico de agua desalinizada, requiere todavía costes de energía altos, debido a que es necesario bombear el agua desde el fondo de los pozos, lo cual implica un gasto energético adicional.

Descripción de la invención

La presente invención trata de solucionar los problemas antes mencionados mediante un sistema de ósmosis inversa basado en la utilización de cilindros concéntricos, siendo giratorio al menos el interior y teniendo su pared definida por una membrana semipermeable. Al girar a suficiente velocidad, genera en la masa de agua existente en los cilindros o depósitos una fuerza centrífuga que permite expandir las moléculas radialmente hacia fuera, de manera que exista un coste energético muy bajo, con un mayor rendimiento que el conseguido actualmente. Este mayor rendimiento es logrado debido a que una vez los cilindros han adquirido el movimiento angular suficiente, y por tanto la masa de agua conserva la energía cinética suficiente, la única energía que consumirá el sistema será la necesaria para vencer las pérdidas por rozamiento en el giro de los cilindros.

De acuerdo con la invención, este objetivo se consigue acoplando al menos dos depósitos o cilindros concéntricos, separados mediante una membrana de filtración. En el caso de dos cilindros, el interior preferentemente se encuentra dividido en diversas zonas mediante la utilización de álabes o tabiques radiales cuya función es la de mantener el agua sectorizada en varias zonas y evitar cualquier efecto ciclón. Este cilindro interior cuya superficie lateral es una membrana semipermeable, recibe el agua salada previamente tratada y limpia de residuos, que será desalinizada.

El agua que llega constantemente al cilindro interior es empujada por fuerza centrífuga al girar rápidamente, de manera que el agua se desplaza atravesando la membrana semipermeable y realizándose el proceso de ósmosis inversa, quedándose la sal retenida en la membrana. El agua desalinizada que ha atravesado la membrana que se encuentra en el exterior del cilindro giratorio es evacuada para que exista así un proceso continuo. La evacuación se realiza preferentemente por rebosamiento del agua filtrada o desalinizada. Existen también medios de extracción de la sal retenida por la membrana.

Este sistema de osmosis inversa para la desalinización del agua parte de al menos un cilindro giratorio, cuya superficie lateral esté constituida por una membrana semipermeable, pasando el agua desalinizada a otro recipiente contenedor que también puede ser cilíndrico y coaxial con el anterior y girar al ser solidario de la misma base, o ser fijo. La fuerza centrífuga necesaria para conseguir llevar a cabo este proceso, se reduce notablemente debido a que sólo se aplica para vencer el arranque y para superar las pérdidas por fricción del sistema.

En el caso en que la superficie exterior concéntrica al cilindro interior sea también giratoria, su superficie lateral puede estar materializada también por otra membrana ocupa la cámara anular entre ambas superficies cilíndricas atravesaría la membrana semipermeable del cilindro exterior, siendo recogida en otra cámara adyacente limitada también por una superficie cilíndrica fija o rotatoria, consiguiendo así una mayor desalinización.

Para facilitar la comprensión de las características de la invención y formando parte integrante de esta memoria descriptiva, se acompaña una hoja de planos en cuyas figuras, con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

Breve descripción de los dibujos

Figura 1.- Es una vista esquemática en planta de un dispositivo para la desalinización de agua salada, objeto de la invención, con una sola membrana semipermeable y siendo también giratorio el cilindro exterior receptor del agua filtrada.

Figura 2.- Es una vista esquemática seccionada en alzado de lo mostrado en la figura 1, incluyendo unos medios de evacuación del agua filtrada.

Descripción de la forma de realización preferida

Haciendo referencia a la numeración adoptada en las figuras, podemos ver que el método que la invención propone para la desalinización de agua salada mediante el paso de ésta a través de membranas semipermeables según el proceso conocido como ósmosis inversa, se puede desarrollar con total eficacia y elevado rendimiento al disponer un cilindro giratorio (1) al que se hace llegar el agua a desalinizar, cuya pared lateral es una membrana semipermeable y está sumergido en el agua que atraviesa la membrana contenida en otro cilindro envolvente (2) coaxial. Ambos cilindros (1) y (2) son solidarios de la base (3) y el conjunto gira a gran velocidad mediante un motor de accionamiento no representado en el esquema, conectado al eje (4).

El cilindro interior (1) está ventajosamente dividido en compartimentos mediante los tabiques radiales (5) para evitar el efecto ciclón.

La fuerza centrífuga generada por el giro a altas revoluciones del conjunto, provoca la expansión radial de las moléculas de agua salada atravesando el agua la membrana semipermeable del cilindro (1) y quedando la sal retenida en el interior de este cilindro (1). La sal se extrae con medios no representados en las figuras.

El agua desalinizada que atraviesa la membrana semipermeable, llena el compartimento anular (6) entre los cilindros (1) y (2) y rebosa para ser recogida y canalizada como se ve esquemáticamente en la figura 2.

Claims

1. Método para la desalinización de agua salada, mediante el proceso de ósmosis inversa al pasar el agua salada a través de membranas semipermeables de filtrado, caracterizado porque consiste en hacer llegar el agua salada, previamente tratada y libre de residuos, al interior de un cilindro (1) de revolución de eje (4) vertical y cuyas paredes están definidas por una membrana semipermeable, quedando a su vez sumergido en al menos otro cilindro (2) envolvente conteniendo el agua que atraviesa la membrana por efecto de la fuerza centrífuga al girar a elevada velocidad el cilindro (1), teniendo el cilindro envolvente (2) medios de evacuación del agua desalinizada y el cilindro giratorio (1) unos tabiques radiales (5) que mantienen el agua salada entrante en varias zonas evitando efectos de ciclón y obligando a las moléculas a expandirse radialmente para atravesar la membrana, contando además con medios de extracción de la sal retenida por dicha membrana.

2. Método para la desalinización de agua salada, según reivindicación 1, caracterizado porque el cilindro envolvente (2) es también giratorio al ser solidario del primero (1) para no perturbar el flujo de agua que atraviesa la membrana.

3. Método para la desalinización de agua salada, según la reivindicación 2, caracterizado porque el cilindro envolvente (2) es giratorio, concéntrico al interior (1) y su superficie cilíndrica es otra membrana semipermeable que proporciona una segunda filtración por ósmosis inversa al pasar el agua procedente de la primera filtración al interior de otra envolvente contenedora del agua más desalinizada.

4. Método para la desalinización de agua salada, según reivindicación 3, caracterizado porque esta segunda envolvente es también giratoria.

5. Dispositivo para la desalinización de agua salada, caracterizado porque incluye al menos un cilindro giratorio (1) solidario de una base (3), cuya pared es una membrana semipermeable en cuyo interior se recibe el agua salada que es desalinizada al atravesar la membrana por la fuerza centrífuga generada, llenando el compartimento anular (6) limitado exteriormente por una envolvente coaxial (2) de menor altura y solidaria de la misma base (3) giratoria, rebosando por la embocadura libre de dicha envolvente coaxial (2) giratoria para ser recogida en una canaleta de descarga.

6. Dispositivo para la desalinización de agua salada, según reivindicación (5), caracterizado porque el cilindro giratorio (1) incluye interiormente tabiques radiales (5).