ES2375002A1 - Perfeccionamientos en el objeto de la patente n. p200600257 por: planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero. - Google Patents
Perfeccionamientos en el objeto de la patente n. p200600257 por: planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero. Download PDFInfo
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Abstract
Perfeccionamientos en el objeto de la patente n°P200600257 por: planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, consistentes en: un módulo de tratamiento térmico (23), del rechazo de la segunda ósmosis inversa (9), constituido por evaporadores o cristalizadores; un módulo de tratamiento químico (21) del rechazo de la primera ósmosis (1), para precipitar las sales incrustantes de calcio y magnesio, y obtener un lodo aplicable al agua producto para la mejora de su SAR; un depósito mezcla (22) para mezclar el lodo de sales; suministro de energía y calor necesarios realizado por cualquier tipo de sistema generador de energía (12), tal como turbinas, pilas de combustible, motores, etc.; filtros o membranas selectivas para eliminación del boro; y módulo de depuración (24) para ajustar la salinidad u otros parámetros de dicho efluente a los requerimientos del proceso de ultrafiltración.
Description
Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº
P 200600257 por: "Planta desaladora-depuradora de
aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida
cero".
El presente certificado de Adición se refiere a
unos perfeccionamientos en el objeto de la Patente nº
P-200600257, relativa a una planta
desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos
industriales con descarga líquida cero.
Como queda expresado en la descripción de la
patente citada, se trata de una planta cuya finalidad es conseguir
agua dulce y potable mediante el desalado o depurado de aguas de
distintas procedencias sin generar residuo líquido alguno,
integrando para ello procesos de ósmosis inversa (OI) o filtración
con tratamiento químicos complejos de las salmueras o residuos y con
procesos de centrifugación y de alto vacío, siendo los
perfeccionamientos que se preconizan relativos a varios aspectos de
la instalación, los cuales, una vez que se ha incidido en ellos,
optimizan el rendimiento del sistema en su conjunto, ampliando y
diversificando el abanico de posibilidades para su utiliza-
ción.
ción.
Más en particular, las mejoras preconizadas se
refieren a los siguientes aspectos:
- 1º. Incluir la posibilidad de que el elemento
que suministra la energía al proceso sea, además del motor de
combustión descrito en la patente principal, cualquier otro tipo de
planta de cogeneración de energía, como puede ser el empleo de pilas
de combustible, turbinas, biomasa, etc.
- 2º. Modificación del tratamiento térmico que
se le da a la salmuera tras la segunda ósmosis inversa para evaporar
el agua con alto vacío. Dicho tratamiento se podrá realizar de una
forma más eficiente mediante el uso de evaporizadores o
cristalizadores de uno o varios efectos y, posteriormente, tras
aplicar una centrifugación de empuje, someter dicho vertido
cristalizado al tratamiento de un secadero de lecho fluido, de forma
que la sal salga seca y con una granulometría interesante para el
mercado. No obstante, el secado con "spray dryer" se seguirá
empleando en aquellos residuos que por su naturaleza así lo exijan.
Este tratamiento se aplicará tras la primera ósmosis inversa en el
caso de que la concentración de sales del vertido sea muy
importante. Se contemplan, en definitiva, hasta un total de nueve
opciones, que se indican a continuación:
- Empleo de cristalizador directo.
- Empleo de cristalizador y centrifugación posterior.
- Empleo de cristalizador y secadero de lecho fluido.
- Empleo de cristalizador, centrifugación y secadero de lecho fluido.
- Empleo de evaporador y posteriormente cristalizador directo.
- Empleo de evaporador, cristalizador y centrifugación.
- Empleo de evaporador, cristalizador y secadero de lecho fluido.
- Empleo de evaporador, cristalizador, centrifugación y secadero de lecho fluido.
- Empleo de evaporador y a continuación spray dryer.
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- 3º. Las sales incrustantes producidas por el
tratamiento químico, en algunos casos se secarán con un filtrado y
secadero ecológico o también con filtros prensa o de rotación cuando
se requiera automatización. Las posibilidades de tratamiento químico
que se contemplan son:
- Proceso de reacción, proceso de decantación y proceso de lavado.
- Reacción, decantación y empleo de filtros prensa u otro tipo.
- Reacción, decantación, lavado, filtrado ecológico y secado.
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- 4º. En el caso del agua obtenida del proceso
que vaya destinada a la agricultura o al mantenimiento de campos de
golf, las sales incrustantes no serán sometidas a un proceso de
secado, sino que, en forma de lodo, serán incorporadas al agua
desalada, de forma que se mejore su SAR (medida de la concentración
de sodio con respecto al contenido de calcio y magnesio, indicador
de la calidad de agua para el riego), ahorrándose de este modo la
incorporación posterior de estos fertilizantes al cultivo y
disminuyendo la aportación de otros fertilizantes y/o enmendantes.
Cuando se aplique esta mejora del SAR, la opción realizada del
tratamiento químico será la consistente en proceso de reacción,
proceso de decantación y proceso de lavado. Para la aplicación de
esta mejora se incluye en el proceso global un depósito mezcla en el
que se mezclará agua proveniente del depósito principal de
almacenamiento con una determinada cantidad de residuo de sales
incrustadas, obteniéndose así un agua con SAR corregido apta para
el
riego.
riego.
- 5º. Se incluyen en determinadas partes del
proceso, membranas selectivas para la eliminación del boro.
- 6º. En los casos de tratamiento de vertidos
con carga orgánica elevada, se contempla la acomodación previa del
efluente a depurar para ajustar la salinidad u otros parámetros del
mismo a los requerimientos del proceso de ultrafiltración, bien sea
presurizada o bien sumergida (biorreactores de membrana) mediante la
recirculación de parte del agua producto de nuestro proceso de
desalación.
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Tal como se indica en la patente principal, las
plantas desaladoras y depuradoras de aguas existentes en la
actualidad presentan una serie de inconvenientes, de los cuales los
más importantes son el alto costo económico y energético que se ha
de asumir para la obtención del agua desalada o depurada y, por otro
lado, la producción de un caudal de rechazo que, según el tipo de
tratamiento empleado, puede alcanzar hasta el 50% del volumen total
del agua tratada en el proceso. Este rechazo, además, incluye una
serie de productos biocidas, anti-incrustantes y
anti-espumantes que pueden llegar a ser muy
perjudiciales para la flora y fauna del entorno donde se vierta.
Todos estos inconvenientes limitan en gran
medida la posibilidad de obtener agua apta para el consumo humano o
para la realización de actividades diversas, debiéndose optar por el
abastecimiento de agua mediante trasvases o incluso transporte
mediante vehículos.
Los tipos más comunes de plantas de desalación
existentes en la actualidad emplean, para la obtención de agua, un
tratamiento de evaporación del agua, precipitándose de este modo las
sales. En estos casos se obtiene un rendimiento muy bajo y altos
costos de producción y con un gran consumo de energía. Las plantas
de ósmosis inversa mejoran los rendimientos (se obtiene hasta un 70%
del agua salobre tratada) aunque, sin embargo, el rechazo obtenido
posee una cantidad de sales disueltas mucho mayor, de modo que queda
muy limitada su ubicación a causa de los perjuicios medioambientales
que se pueden provocar al entorno.
Tal y como se indica en la patente principal,
mediante la invención que en ella se describe, quedan resueltos en
gran medida los problemas que se indican, haciendo de estas plantas
desaladoras o depuradoras una opción mucho más atractiva tanto en lo
económico como en lo relativo al medioambiente para la obtención de
agua apta para el consumo humano.
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La planta desaladora-depuradora
de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero,
según el presente certificado, resuelve aún mejor la problemática
descrita, gracias a los perfeccionamientos que preconiza, los cuales
están basados en la modificación tanto de la disposición como de la
configuración de varios módulos de los procesos integrantes de la
planta, de modo que se mejora en gran medida el rendimiento total de
la planta, a la vez que se amplia de forma importante el abanico de
posibilidades de su aplicación.
Para ello y de forma concreta, la principal de
estas mejoras cosiste en la sustitución de las cámaras de alto vacío
existentes a la salida del segundo tratamiento de ósmosis inversa (o
de la primera ósmosis, según la concentración de sales del fluido),
por evaporadores o cristalizadores, dado que han demostrado un
funcionamiento bastantes aceptable con rendimientos mayores y un
consumo energético mucho menor. El rechazo obtenido en estos casos
señalados con una alta concentración de sales, recibirá un
tratamiento consistente en el paso por un evaporador y a
continuación por un cristalizador que podrá ser de uno o más
efectos. En otra opción, prevista en principio para determinados
residuos industriales, tras los tratamientos indicados se hará pasar
el rechazo por un secadero de spray. Una tercera opción para el
tratamiento a la salida de la segunda ósmosis (o de la primera,
según la concentración de sales), será el empleo de un evaporador de
película fina. El objetivo de este tratamiento será la obtención de
una sal cristalizada sin fase líquida, que sea fácilmente manejable
y valorizable.
La elección del empleo de una u otra opción de
las indicadas se basará en las necesidades de obtener una
determinada granulometría de las sales, de modo que se optimice su
revalorización y también en el tipo de sales que vayan disueltas en
el agua a tratar inicialmente.
Otro de los perfeccionamientos preconizados
consiste en la modificación del secadero donde se envían las sales
incrustantes, peligrosas para el correcto funcionamiento de la
planta, pasando a ser un secadero ecológico o un filtro de prensa,
según sea conveniente, una vez que se ha comprobado la dificultad
existente para la centrifugación de ciertos tipos de lodos.
\newpage
Estas sales incrustantes irán incluidas en un
lodo obtenido del rechazo del tratamiento
físico-químico empleado para su precipitación.
Dicho lodo, al tener una gran cantidad de calcio y magnesio
(nutrientes habituales de muchos tipos de plantación) puede ser
reutilizado como producto final para aplicaciones agrícolas o
mantenimiento de césped en los campos de golf, sin necesidad de ser
filtrado ni de ningún otro tipo de
post-tratamiento.
En el caso del empleo de la planta para
depuración de aguas residuales industriales, la salmuera proveniente
de la ósmosis inversa pasará a recibir, en unos casos, un
tratamiento en secaderos de spray o pasará a un cristalizador,
posteriormente se le realizará una centrifugación y, finalmente, se
lleva a un secadero de lecho fluido, de la misma forma que en el
caso anterior.
Por último, mencionar la posibilidad de emplear
cualquier método válido de suministro de energía, tales como pilas
de combustible, biomasa o instalaciones anexas que obtengan energía
mediante energías renovables.
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Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características de la invención, se acompaña a la presente memoria
descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de
planos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha
representado lo siguiente:
En la patente principal, las figuras número 1 y
2 muestran, en sendos diagramas de bloques, representaciones
esquemáticas de la planta objeto de la invención en su variante como
desaladora y como depuradora respectivamente.
En el presente certificado de adición, la figura
número 1.- Muestra un diagrama de bloques en el que se ha
representado esquemáticamente y de manera simplificada los
principales módulos de la planta que intervienen en los
perfeccionamientos objeto de la presenta adición, para un proceso
estándar de flujo.
La figura número 2.- Muestra un diagrama de
bloques, esquematizado y simplificado de los módulos de la planta
que intervienen en el proceso para realizar el ajuste del SAR en el
agua producto, en el que se aprecia la incorporación del depósito de
mezcla.
La figura número 3.- Muestra un diagrama de
bloques, esquematizado y simplificado de los módulos de la planta,
en su variante como depuradora de aguas con elevada carga orgánica,
apreciándose la incorporación previa al proceso estándar del módulo
adicional de depuración.
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Así, como puede observarse en la figura 1, que
representa el proceso estándar que realiza la planta objeto de la
invención, el agua a desalar recibe, inicialmente, un primer
tratamiento en la planta (1) de ósmosis inversa, donde además se
miden los parámetros necesarios del agua para un correcto
funcionamiento de todo el proceso. De la planta de ósmosis (1) se
obtendrá agua dulce que se dirigirá al depósito principal de
almacenamiento (2), obteniéndose asimismo un rechazo que será
llevado a un módulo (3) para recibir una serie de tratamientos
químicos, gracias a los que se eliminará gran parte de las sales
incrustantes de calcio y de magnesio que posee, y que son
perjudiciales para el sistema.
El citado tratamiento consistirá en una fase de
reacción y otra de decantación, aplicándose tratamientos posteriores
de lavado y/o filtrado y/o secado, en función de la tecnología
apropiada para la aplicación concreta, contemplándose tres
posibilidades u opciones diferentes:
- Proceso de reacción, proceso de decantación y proceso de lavado.
- Reacción, decantación y empleo de filtros prensa u otro tipo.
- Reacción, decantación, lavado, filtrado ecológico y secado.
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Como resultado del proceso de tratamiento
químico se obtendrá una salmuera concentrada sin sales incrustantes
que pasará al siguiente módulo del proceso, así como un residuo de
sales secas.
Tal y como queda reflejado en la figura 2, el
depósito (5) que almacena los lodos de sales incrustantes ofrecerá
la posibilidad de desviar parte de esos lodos hacia un depósito
mezcla (22) donde se mezclará con agua dulce con el fin de obtener
agua para riego con un valor de SAR (medida de la concentración de
sodio con respecto al contenido de calcio y magnesio, indicador de
la calidad del agua para riego) muy adecuado para ciertos tipos de
plantaciones y también para el mantenimiento del césped de campos de
golf. Esta agua se podrá destinar directamente al riego, sin
necesidad de adición de otros productos fertilizantes, propiciándose
así una ventaja añadida al sistema.
\newpage
Siguiendo con la figura 1, la salmuera obtenida
como rechazo en la primera planta de ósmosis inversa (1), ya libre
de sales incrustantes una vez que ha pasado por el módulo (21) de
tratamiento químico, se dirigirá ahora hacia la segunda planta de
ósmosis inversa (9), de donde nuevamente se obtendrá un caudal de
agua dulce que será llevado al depósito principal de almacenamiento
(2) y un nuevo rechazo de salmuera con alta concentración de
sales.
Este nuevo rechazo de salmuera con alta
concentración de sales se dirigirá ahora hacia un segundo módulo o
depósito de tratamiento químico (10) o, en su defecto, directamente
a un módulo de tratamiento térmico (23) que sustituye a las cámaras
de alto vacío, el cual podrá estar constituido por cualquiera de las
siguientes disposiciones:
- Cristalizador directo.
- Cristalizador y centrifugación posterior.
- Cristalizador y secadero de lecho fluido.
- Cristalizador, centrifugación y secadero de lecho fluido.
- Evaporador y posteriormente cristalizador directo.
- Evaporador, cristalizador y centrifugación.
- Evaporador, cristalizador y secadero de lecho fluido.
- Evaporador, cristalizador, centrifugación y secadero de lecho fluido.
- Evaporador y a continuación spray dryer.
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Por su parte, el calor necesario para el citado
módulo (23) de tratamiento térmico viene dado por el sistema de
energía (12) que se haya dispuesto (motor, biomasa, turbina, pila de
combustible...), siendo empleado en el tratamiento por medio de
intercambiadores de calor y conductos que direccionan el aire
caliente hacia donde se necesite, para Luego reconducirlo hacia un
sistema de aprovechamiento del calor residual.
Una parte del agua obtenida a lo largo del
proceso será destinada a realizar un barrido de las instalaciones, a
fin de eliminar cualquier resto que pudiera haber quedado en alguna
parte del circuito.
Cabe señalar, que, en los módulos de filtrado de
la planta (no representados en las figuras de la adición), se
disponen de filtros o membranas selectivas para la eliminación del
boro que pudiera existir contenido en el agua a tratar.
Por último, en la variante de la planta como
depuradora de aguas, cuando éstas sean de elevada carga orgánica, se
contempla la incorporación, previa al proceso normal, de un módulo
adicional de depuración (24) en función del tipo de aguas residuales
que se trate. Dicho módulo (24), representado en la figura 3, está
destinado a ajustar la salinidad u otros parámetros del efluente a
los requerimientos del proceso de ultrafiltración, ya sea
presurizada o bien sumergida, mediante la recirculación de parte del
agua producto del proceso normal de depuración.
Descrita suficientemente la naturaleza de la
presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se
considera necesario hacer más extensa su explicación para que
cualquier experto en la materia tenga suficiente información para
que comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan así
como para poder proceder a la reproducción de la misma, haciendo
constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la
práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de
la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente
la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o
modifique su principio fundamental.
Claims (15)
-
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1. Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P200600257 por: planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, caracterizados por el hecho de consistir en que, en la versión de la planta como desaladora, se incorpora un módulo de tratamiento térmico (23), al que es conducido el rechazo obtenido de la segunda planta de ósmosis inversa (9), y que sustituye a las cámaras de alto vacío. - 2. Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P200600257 por: planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, según la reivindicación 1, caracterizados porque el módulo de tratamiento térmico (23) está constituido por un cristalizador directo.
- 3. Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P200600257 por: planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, según la reivindicación 1, caracterizados porque el módulo de tratamiento térmico (23) está constituido por un cristalizador y centrifugación posterior.
- 4. perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P200600257 por: planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, según la reivindicación 1, caracterizados porque el módulo de tratamiento térmico (23) está constituido por un cristalizador y secadero de lecho fluido.
- 5. Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P200600257 por: planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, según la reivindicación 1, caracterizados porque el módulo de tratamiento térmico (23) está constituido por un cristalizador, centrifugación y secadero de lecho fluido.
- 6. Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P200600257 por: planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, según la reivindicación 1, caracterizados porque el módulo de tratamiento térmico (23) está constituido por un evaporador y posteriormente cristalizador directo.
- 7. Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P200600257 por: planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, según la reivindicación 1, caracterizados porque el módulo de tratamiento térmico (23) está constituido por un evaporador, cristalizador y centrifugación.
- 8. Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P200600257 por: planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, según la reivindicación 1, caracterizados porque el módulo de tratamiento térmico (23) está constituido por un evaporador, cristalizador y secadero de lecho fluido.
- 9. Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P200600257 por: planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, según la reivindicación 1, caracterizados porque el módulo de tratamiento térmico (23) está constituido por un evaporador, cristalizador, centrifugación y secadero de lecho fluido.
- 10. Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P200600257 por: planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, según la reivindicación 1, caracterizados porque el módulo de tratamiento térmico (23) está constituido por un evaporador y a continuación spray dryer.
- 11. Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P200600257 por: planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, según la reivindicación 1, caracterizados porque incorpora un módulo de tratamiento químico (21) al que será llevado el rechazo obtenido de la primera planta de ósmosis inversa (1), para precipitar las sales incrustantes de calcio y magnesio.
- 12. Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P200600257 por: planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, según la reivindicación 1, caracterizados porque incorpora un depósito mezcla (22) para mezclar el lodo de sales incrustantes producido con el caudal, también producido de agua dulce, obteniéndose un agua enriquecida con una cantidad de sales controlada.
- 13. Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P200600257 por: planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, según la reivindicación 1, caracterizados porque incorpora un sistema generador de energía (12), tal como turbinas, pilas de combustible, motores, etc. para el suministro de la energía y el calor necesarios para la realización de todo el proceso.
- 14. Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P200600257 por: planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, según la reivindicación 1, caracterizados porque incorpora módulos de filtrado dotados de filtros o membranas selectivas para la eliminación del boro que pudiera existir contenido en el agua a tratar.
- 15. Perfeccionamientos en el objeto de la patente nº P200600257 por: planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero, según la reivindicación 1, caracterizados porque, en la variante de la planta como depuradora y para el caso de vertidos con carga orgánica elevada, incorpora un módulo adicional de depuración (24) del efluente a depurar, para ajustar la salinidad u otros parámetros de dicho efluente a los requerimientos del proceso de ultrafiltración.
Priority Applications (2)
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ES200802271A ES2375002B1 (es) | 2008-07-30 | 2008-07-30 | Perfeccionamientos en el objeto de la patente n. p200600257 por: planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero. |
PCT/ES2009/000369 WO2010018249A1 (es) | 2008-07-30 | 2009-07-16 | Planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero perfeccionada |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ES200802271A ES2375002B1 (es) | 2008-07-30 | 2008-07-30 | Perfeccionamientos en el objeto de la patente n. p200600257 por: planta desaladora-depuradora de aguas salobres y residuos industriales con descarga líquida cero. |
Publications (2)
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Family Applications (1)
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