MX2010010844A - Sistema y metodo de baja energia para desalinizar agua de mar. - Google Patents

Sistema y metodo de baja energia para desalinizar agua de mar.

Info

Publication number
MX2010010844A
MX2010010844A MX2010010844A MX2010010844A MX2010010844A MX 2010010844 A MX2010010844 A MX 2010010844A MX 2010010844 A MX2010010844 A MX 2010010844A MX 2010010844 A MX2010010844 A MX 2010010844A MX 2010010844 A MX2010010844 A MX 2010010844A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
membrane
ion exchange
stream
concentration
electrodialysis
Prior art date
Application number
MX2010010844A
Other languages
English (en)
Inventor
Li-Shiang Liang
Gary C Ganzi
Frederick C Wilkins
Swee Hoe Chua
Original Assignee
Siemens Water Tech Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Water Tech Corp filed Critical Siemens Water Tech Corp
Publication of MX2010010844A publication Critical patent/MX2010010844A/es

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
    • B01D61/46—Apparatus therefor
    • B01D61/48—Apparatus therefor having one or more compartments filled with ion-exchange material, e.g. electrodeionisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
    • B01D61/46—Apparatus therefor
    • B01D61/48—Apparatus therefor having one or more compartments filled with ion-exchange material, e.g. electrodeionisation
    • B01D61/485—Specific features relating to the ion-exchange material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2317/00—Membrane module arrangements within a plant or an apparatus
    • B01D2317/02—Elements in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/4604—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods for desalination of seawater or brackish water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
    • C02F1/4674—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation with halogen or compound of halogens, e.g. chlorine, bromine
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • C02F1/4693—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • C02F1/4693—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis
    • C02F1/4695—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis electrodeionisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • C02F2001/422—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange using anionic exchangers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • C02F2001/425—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange using cation exchangers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/005—Processes using a programmable logic controller [PLC]
    • C02F2209/006—Processes using a programmable logic controller [PLC] comprising a software program or a logic diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00—General aspects of water treatment
    • C02F2301/08—Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/16—Regeneration of sorbents, filters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/131—Reverse-osmosis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Abstract

Un sistema y proceso de baja energía para desalinización de agua de mar en donde el sistema tiene al menos un aparato de electrodiálisis que produce agua parcialmente desalmada y un producto secundario de salmuera, un suavizador de intercambio iónico, y al menos un aparato de electrodesionización; el suavizador trata la corriente de agua parcialmente desalmada para remover o reducir la cantidad de material de incrustación a fin de mantener la eficiencia del aparato de desionización y reducir el consumo de energía; el suavizador tiene la capacidad para remover una relación superior de iones de calcio a iones de magnesio de lo que es posible en la corriente parcialmente desalmada, reduciendo así el tamaño del suavizador y el uso de energía; el aparato de desionización produce agua de producto con las propiedades deseadas; la corriente de salmuera puede ser utilizada para regenerar el suavizador.

Description

SISTEMA Y METODO DE BAJA ENERGIA PARA DESALINIZAR AGUA DE MAR CAMPO DE LA INVENCION La invención se refiere a sistemas y métodos que desalinizan agua de mar y, en particular, a sistemas y métodos de bajo consumo de energía para desalinizar agua de mar involucrando dispositivos de electrodiálisis en etapas y dispositivos de electrodesionización que tienen pares de medias celdas de potencial basado en la concentración e incluyendo el intercambio iónico en varias configuraciones alternativas. Otras fuentes de agua pueden ser desalinizadas a través de los sistemas y métodos aquí descritos .
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los métodos de osmosis inversa (RO) y térmicos (destilación) dominan la producción de agua dulce a partir de agua de mar. Un estudio reciente ha demostrado de cierta forma que más de la mitad de la desalinización del agua de mar se realiza mediante RO . El uso de dispositivos de recuperación de energía en sistemas de osmosis inversa ha reducido adicionalmente el consumo de energía. No obstante, la tecnología de osmosis inversa por lo regular requiere al menos aproximadamente 2.5 kWh/m3. Los procesos térmicos continuarán siendo de un alto consumo de potencia debido al cambio de fase necesario para la desalinización . Si está disponible calor residual, entonces procesos tales como la destilación por membrana se pueden utilizar con requerimientos de potencia tan bajos como 1.5 kWh/m3.
La electrodiálisis (ED) generalmente se considera conveniente para desalinización de agua salobre y agua residual, pero demasiado costoso para uso con agua de mar. Cierta investigación indica que ED tiene el potencial para aplicaciones de agua de mar bajo condiciones cuidadosamente controladas. No obstante, ED no se ha reducido a un método económico para desalinización de agua de mar.
La el'ectrodiálisis desaliniza agua mediante la transferencia de iones y algunos productos orgánicos cargados a través de membranas de iones selectivas bajo la fuerza motriz de un voltaje de corriente directa. Un aparato ED consta de una membrana de transferencia de aniones y membranas de transferencia de cationes acomodadas en celdas. Cada celda está delimitada por una membrana de transferencia de aniones y cationes y están combinadas en pares de celdas, dos celdas adyacentes. Las membranas son eléctricamente conductoras e impermeables al agua. Las pilas de membranas constan de muchas, en ocasiones cientos de pares de celdas, y un sistema ED consta de muchas pilas. Cada pila de membranas tiene un electrodo DC en cada extremo de la pila, un cátodo y un ánodo. Bajo un voltaje DC, los iones se, mueven al electrodo de carga opuesta. Existen dos tipos de celdas, celdas de dilución y celdas de concentración. En una celda de dilución, los cationes pasarán a través de la membrana de transferencia de cationes que mira frente al ánodo, pero serán detenidos por la membrana en par de la celda adyacente en la dirección que es una membrana de transferencia de ánodo en la celda adyacente que mira frente al cátodo. De manera similar, los aniones pasan a través de la membrana de transferencia de aniones que mira frente al cátodo, pero serán detenidos por la membrana de transferencia de cationes que mira frente al ánodo. De esta forma, la sal en la celda de dilución será removida y en las celdas adyacentes de concentración, los cationes estarán entrando desde una dirección y los aniones desde la dirección opuesta. El flujo en la pila es acomodado de manera que los -flujos diluidos y concentrados se mantienen separados, y de esta forma, se produce una corriente de agua desalinizada .
En el proceso ED, por lo regular se acumula material en la superficie de la membrana en la dirección del campo eléctrico, lo cual puede, y por lo regular asi es, reducir la eficiencia del proceso. Para combatir este efecto, se desarrolló la electrodiálisis inversa (EDR) y es el principal método de uso en la actualidad. En EDR, los electrodos son invertidos en polaridad sobre una base regular, por ejemplo, cada quince minutos. Los flujos también son cambiados simultáneamente, el concentrado se convierte en el flujo diluido y viceversa. De esta forma, los depósitos de suciedad son removidos y enjuagados.
Con membranas univalentes especificas, se puede concentrar cloruro de sodio de agua de mar mediante ED. La sal de mesa se puede producir a través de este proceso utilizando, por ejemplo, membranas Neosepta ACS y CIMS (Astom Corporation, Tokio, Japón) .
Una vez que la concentración en las celdas de dilución cae por debajo de aproximadamente 200 miligramos/litro (mg/1) , la resistencia eléctrica se ubica a un nivel en que la demanda de potencia se vuelve cada vez más costosa. Para superar esto, y para poder producir agua de alta calidad, se desarrolló la electrodesionización (EDI), en ocasiones denominada electrodesionización continua (CEDI) . En este método, las celdas son rellenadas con medios de intercambio iónico, por lo regular perlas de intercambio iónico. Los medios de intercambio iónico es del orden de magnitud más conductora que la solución. Los iones son transportados por las perlas a la superficie de la membrana para transferencia a las celdas de concentración. EDI tiene la capacidad para producir agua más pura que ED con menos potencia, cuando la concentración de alimentación se reduce suficientemente.
Los procesos ED para desalini zación de agua tienen ventajas sobre RO . Debido a que no utilizan presión para mover la solución y el soluto a través de la membrana, y por lo tanto, son menos propensos a incrustación u otra acumulación en la superficie de la membrana, éstos requieren menos pretratamiento, lo cual reducirá los costos operativos. Éstos tendrán una recuperación de agua de producto más elevada y una concentración de salmuera más elevada, es decir, menos salmuera para desechar. En algunos casos, se puede producir un producto tal como sal de mesa.
El diseñador y operador del proceso enfrenta el problema, cuando utiliza ED/EDI, de reducir costos operativos y de capital, incluyendo materiales. El equipo de desencolado es un método para reducir costos de capital, y cuando se gana eficiencia, de los costos operativos. A fin de emplear las ventajas de ED y EDI para desalinización de agua de mar, se desarrolló un sistema y método innovadores que reducen cierto tamaño del equipo del proceso, particularmente, el tamaño del suavizador de intercambio iónico.
SUMARIO DE LA INVENCION Aquí se describe un sistema de bajo consumo de energía y proceso para la desalinización de agua.
En una modalidad, el sistema comprende un dispositivo de electrodiálisis y un segundo dispositivo de electrodiálisis que contiene membranas monoselectivas para desalinizar parcialmente el agua de mar que está siendo tratada. La corriente diluida de ambos es enviada a un suavizador de intercambio iónico en donde el calcio y otros iones de incrustación son removidos o reducidos en concentración. El efluente desde el suavizador es enviado a un dispositivo de electrodesioni zación para producir el producto de agua final. El suavizador de intercambio iónico tiene la propiedad de que a una concentración de saturación de 2 miligramos por litro de iones de calcio, la relación de iones de calcio a iones de magnesio en el efluente de intercambio iónico es menor que la relación de iones de calcio a iones de magnesio en la corriente diluida de afluencia. El concentrado de la segunda electrodiálisis se puede utilizar para regenerar el suavizador.
En una modalidad, el sistema comprende un dispositivo de electrodiálisis que contiene membranas monoselectivas para desalinizar parcialmente el agua de mar que se está tratando. La corriente diluida de ambos es enviada a un suavizador de intercambio iónico donde el calcio y otros iones de incrustación son removidos o reducidos en concentración. El efluente del suavizador es enviado a un dispositivo de electrodesionización para producir el producto de agua final. El suavizador de intercambio iónico tiene la propiedad de que a una concentración de saturación de 2 miligramos por litro de iones de calcio, la relación de iones de calcio a iones de magnesio en el efluente de intercambio iónico es menor que la relación de iones de calcio a iones de magnesio en la corriente diluida de afluencia. El concentrado de la electrodiálisis se puede utilizar para regenerar el suavizador.
En modalidades aquí descritas, la relación de iones de calcio a iones de magnesio en el efluente de intercambio iónico es menor que 0.02.
En modalidades aquí descritas, la relación de iones de calcio a iones de magnesio en el efluente de intercambio iónico es menor que 0.01.
En modalidades aquí descritas, la relación de iones de calcio a iones de magnesio en el efluente de intercambio iónico es menor que 0.05.
En aspectos de esta descripción, el dispositivo de electrodesionización comprende un primer compartimiento de vaciado conectado de manera fluido a una fuente de agua que tiene sólidos disueltos en la misma, el compartimiento de vaciado definido al menos parcialmente por una membrana selectiva catiónica y una primera membrana selectiva aniónica; un primer compartimiento de concentración conectado de manera fluida corriente abajo desde una fuente de un primer liquido acuoso tiene una primera concentración de sólidos disueltos, y en comunicación iónica con el primer compartimiento de vaciado a través de la membrana selectiva catiónica; y un segundo compartimiento de vaciado conectado de manera fluida corriente abajo desde una fuente de un segundo líquido acuoso que tiene una segunda concentración de sólidos disueltos que es mayor que la primera concentración de sólidos disueltos, y en comunicación iónica con el primer compartimiento de concentración a través de una segunda membrana selectiva aniónica .
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Las figuras acompañantes no pretenden estar dibujadas a escala. En las figuras, cada componente idéntico o casi idéntico ilustrado en las diversas figuras es representado por un número similar. Para propósitos de claridad, cada uno de los componentes puede no estar etiquetado en cada figura.
En las figuras: La figura 1 es un diagrama de flujo esquemático de un sistema de acuerdo con una o más modalidades de la invención ; La figura 2 es un diagrama de flujo esquemático de un sistema de acuerdo con una o más modalidades adicionales de la invención; La figura 3 es un diagrama de flujo esquemático de un sistema de desalinización de agua de mar de acuerdo con una o más modalidades de la invención; La figura 4 es una representación esquemática de una porción de un dispositivo de electrodesioni zación que puede ser utilizado en uno o más sistemas de acuerdo con uno o más aspectos de la invención; La figura 5 es una representación esquemática de una porción de un dispositivo de electrodesionización de acuerdo con uno o más aspectos de la invención; Las figuras 6A y 6B son representaciones esquemáticas de porciones de dispositivos de desionización continua sin electrodos de acuerdo con uno o más aspectos de la invención; La figura 7 es un gráfico que ilustra los requerimientos de energía pronosticados de acuerdo con uno o más aspectos de la invención; La figura 8 es una representación esquemática de un módulo de electrodesioni zación (EDI) mejorado por Donnan de' acuerdo con uno o más aspectos de la invención; Las figuras 9A y 9B son representaciones esquemáticas de un sistema de acuerdo con uno o más aspectos de la invención; Las figuras 10A y 10B son representaciones esquemáticas de trenes de electrodiálisis que pueden ser utilizados de acuerdo con uno o más aspectos de la invención .
Las figuras 11A y 11B son gráficos que muestran la energía requerida en el tratamiento de agua de mar sintética ("solución NaCl") y agua de mar con relación a la concentración total de sólidos disueltos del producto objetivo, utilizando dispositivos de electrodiálisis con membranas de iones selectivas estándar (figura 11A) y membranas monoselectivas (figura 11B) de acuerdo con uno o más aspectos de la invención; y Las figuras 12A y 12B son gráficos que muestran las fracciones de cationes (figura 12A) y aniones (figura 12B) durante el tratamiento de agua de mar con relación a las etapas de electrodiálisis utilizando membranas monoselectivas , de acuerdo con uno o más aspectos de la invención .
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La presente invención se dirige a un sistema de tratamiento, el cual en algunos aspectos, modalidades, o configuraciones, puede ser un sistema de tratamiento de agua. Algunos aspectos particularmente convenientes de la invención pueden estar dirigidos a sistemas de tratamiento de agua de mar o sistemas de desalinización y técnicas que involucran el tratamiento o desalinización de agua de mar. Los sistemas y técnicas de la invención pueden proporcionar de manera conveniente agua tratada mediante la utilización de diferencias en las concentraciones para crear condiciones motoras o potenciales que faciliten el transporte de uno o más sólidos disueltos migrables en el agua que se va a tratar. Aspectos adicionales de la invención pueden estar dirigidos a sistemas y técnicas que proporcionen agua potable a partir' de agua de mar o agua salobre .
Uno o más aspectos de la invención pueden proporcionar agua potable que cumpla o exceda los lineamientos de la Organización Mundial de la Salud, que pueda ser producida a partir de alimentación de agua de mar típica con un consumo de energía total por debajo de 1.5 k h/m3 de agua producida. Otros aspectos de la invención se pueden dirigir a un sistema y dispositivo combinados de electrodiálisis y electrodesionización continua y la configuración de electrodesionización continua novedosa gue utiliza diferencias en concentración para facilitar las separaciones de iones .
Algunas modalidades de la invención pueden involucrar procesos de múltiples pasos que utilizan dispositivos de electrodiálisis (ED) para desalinizar agua de mar a una concentración de sólidos disueltos totales (TDS), o concentración de sal, en un rango de alrededor de 3,500 a aproximadamente 5500 ppm, seguido por una suavización de intercambio iónico (IX) , y una desalinización final a un nivel TDS de menos de aproximadamente 1,000 ppm en contenido de sal mediante una versión novedosa de electrodesionización continua (CEDI) .
Nuestros sistemas y procesos de la presente invención pueden involucrar una combinación única de tecnologías existentes y novedosas, en donde cada componente de las mismas es utilizado para reducir o incluso minimizar el consumo general de energía mediante sinergias de uso convenientes entre los diferentes componentes y unidades de operación, que de manera agregada superan limitaciones respectivas de los dispositivos ED y CEDI actuales. Por ejemplo, debido a que la eficiencia de la energía de dispositivos ED por lo regular disminuye a medida que el nivel TDS del producto se reduce por debajo de 5500 ppm, típicamente debido a la polarización de concentración y fenómeno de división del agua, se pueden utilizar entonces dispositivos CEDI para desalinizar aún más el agua que contiene dichos niveles TDS bajos, menores que 5500 ppm, a una eficiencia comparativa superior debido a que este último dispositivo utiliza resina de intercambio de cationes. Para corregir las preocupaciones de la incrustación, un suavizador remueve o reduce la concentración de especies de formación de incrustación no monovalentes. Un aspecto novedoso de algunas modalidades aquí descritas es el uso de un suavizador que de manera selectiva remueve iones de calcio en una proporción superior en comparación con el magnesio cuando se compara con la relación de estos iones en la entrada al suavizador. Se puede hacer uso de membranas selectivas monovalentes, por ejemplo, en un segundo tren de electrodiálisis paralelo, para generar una corriente de regeneración para la etapa de suavización, la cual típicamente tiene una alta concentración de especies monovalentes, reduciendo al menos así, en caso de no eliminar, cualquier necesidad de almacenamiento de corriente de sal externa. Ventajas adicionales pueden incluir la recuperación de agua mej orada .
Algunos aspectos adicionales de la invención pueden involucrar dispositivos ED y CEDI que pueden ser operados a densidades de corriente lo suficientemente bajas de manera que la polarización de la concentración y la división del agua se limitan, lo cual reduce la demanda de potencia .
El sistema de desalini zación de agua de mar, por ejemplo, puede comprender una primera etapa de tratamiento que de preferencia reduce una concentración de especies disueltas, tal como uno o más sólidos disueltos. Algunos aspectos particulares de la presente invención se describirán con referencia al agua de mar. No obstante, la invención- no queda limitada al tratamiento o desalini zación de agua de mar y uno o más principios de la misma se pueden utilizar para tratar un líquido que tenga especies objetivo a ser removidas de la misma.
Uno o más aspectos de la invención se pueden enfocar a un dispositivo de electrodesionizacion que comprende un primer compartimiento de vaciado conectado de manera fluida a una fuente de agua que tiene sólidos disueltos en la misma, el compartimiento de vaciado definido al menos parcialmente por una membrana selectiva catiónica y una primera membrana selectiva aniónica; un primer compartimiento de concentración conectado de manera fluida corriente abajo desde una fuente de un primer liquido acuoso que tiene una primera concentración de sólidos disueltos, y en comunicación iónica con el primer compartimiento de vaciado a través de la membrana selectiva catiónica; y un segundo compartimiento de vaciado conectado de manera fluida corriente abajo desde una fuente de un segundo liquido acuoso que tiene una segunda concentración de sólidos disueltos que es mayor que la primera concentración de sólidos disueltos, y en comunicación iónica con el primer compartimiento de concentración a través de una segunda membrana selectiva aniónica.
En algunas modalidades de la invención, el primer liquido acuoso es agua de mar, por lo regular tiene una primera concentración de sólidos disueltos de menos de aproximadamente 4% en peso, por lo regular aproximadamente 3.3% en peso a 3.7% en peso y, en algunos casos, el segundo liquido acuoso es salmuera que tiene una segunda concentración de sólidos disueltos de menos de aproximadamente 10% en peso. En una o más modalidades particulares adicionales, el primer compartimiento de vaciado está conectado de manera fluida a una fuente de agua que tiene una concentración de sólidos disueltos de menos de aproximadamente 2, 500 ppm, o una relación de la segunda concentración de sólidos disueltos a la primera concentración de sólidos disueltos se ubica al menos a aproximadamente 3.
Uno o más aspectos de la invención pueden estar dirigidos a dispositivos para tratar agua que tiene especies iónicas disueltas en la misma. El dispositivo puede comprender, en algunas modalidades, un primer compartimiento de vaciado conectado de manera fluida a una fuente de agua, y al menos parcialmente definido por una primera membrana selectiva de aniones y una primera membrana selectiva de cationes; un primer compartimiento de concentración conectado de manera fluida a una fuente de una primera solución acuosa que tiene una primera concentración de sólidos disueltos, el primer compartimiento de concentración en comunicación iónica con el primer compartimiento de vaciado a través de una de la primera membrana selectiva de aniones y la primera membrana selectiva de cationes; y un segundo compartimiento de vaciado conectado de manera fluida a una fuente de una segunda solución acuosa que tiene una segunda concentración de sólidos disueltos que es mayor que la primera concentración de sólidos disueltos, en donde el segundo compartimiento de vaciado típicamente está en comunicación iónica con el primer compartimiento de concentración a través de una de una segunda membrana selectiva de cationes y una segunda membrana selectiva de aniones.
En algunas modalidades de la invención, el dispositivo además puede comprender un segundo compartimiento de concentración conectado de manera fluida al menos a una de una fuente de una tercera solución acuosa que tiene una tercera concentración de sólidos disueltos que es menor que la segunda concentración de sólidos disueltos y la fuente de la primera solución acuosa, el segundo compartimiento de concentración en comunicación iónica con el segundo compartimiento de vaciado a través de una de la segunda membrana selectiva de aniones y la segunda membrana selectiva de cationes. El segundo compartimiento de concentración puede estar, pero no necesariamente lo está, en comunicación iónica con el primer compartimiento de vaciado a través de la primera membrana selectiva de cationes. En configuraciones adicionales de acuerdo con algunos aspectos de la invención, el dispositivo comprende uno o más puentes de sal que, por ejemplo, conectan de manera iónica el primer compartimiento de vaciado y el segundo compartimiento de concentración. En otras modalidades adicionales de la invención, el dispositivo además puede comprender un tercer compartimiento de vaciado conectado de manera fluida al menos a una de la fuente de la segunda solución acuosa y una fuente de una cuarta solución acuosa que tiene una cuarta concentración de sólidos disueltos que es mayor que la tercera concent ación de sólidos disueltos, en donde el tercer compartimiento de vaciado típicamente está en comunicación iónica con el segundo compartimiento de concentración a través de una tercera membrana selectiva de cationes. El dispositivo además puede comprender un tercer compartimiento de concentración conectado de manera fluida al menos a una de una fuente de la primera solución acuosa, la fuente de la tercera solución acuosa, y una fuente de una quinta solución acuosa que tiene una quinta concentración de sólidos disueltos que es menor que cualquiera de la segunda concentración de sólidos disueltos y la cuarta concentración de sólidos disueltos, el tercer compartimiento de concentración en comunicación iónica con el tercer compartimiento de vaciado a través de una tercera membrana selectiva de aniones. El tercer compartimiento de concentración puede estar en comunicación iónica con el primer compartimiento de vaciado a través de la primera membrana selectiva de cationes y, en algunos casos, el tercer compartimiento de concentración está en comunicación iónica con el primer compartimiento de vaciado a través de un puente de sal. Por lo tanto, en algunas configuraciones, el dispositivo no tiene electrodos o estructuras que proporcionen potencial electromotriz externo a través de los compartimientos del mismo.
En otras configuraciones del dispositivo, el primer compartimiento de vaciado y el primer compartimiento de concentración están conectados de manera fluida corriente abajo desde la misma fuente.
Uno o más aspectos de la invención pueden estar dirigidos a un sistema de desalinización de agua de mar. El sistema de desalinización puede comprender al menos un primer dispositivo de electrodiálisis que incluye al menos un primer compartimiento de vaciado que tiene una primera entrada del compartimiento de vaciado conectada de manera fluida a una fuente de agua de mar, y una primera salida del compartimiento de vaciado, y al menos un primer compartimiento de concentración que tiene una primera entrada del compartimiento de vaciado y una primera salida del compartimiento de vaciado; al menos un segundo dispositivo de electrodiálisis que incluye al menos un segundo compartimiento de vaciado que tiene una segunda entrada del compartimiento de vaciado conectada de manera fluida a la fuente de agua de mar, y una segunda salida del compartimiento de vaciado, y al menos un segundo compartimiento de concentración que tiene una segunda entrada del compartimiento de concentración conectada de manera fluida a la fuente de agua de mar, y una salida de salmuera; al menos una unidad de intercambio iónico tiene una entrada del intercambiador térmico conectada de manera fluida al menos a una de la primera salida del compartimiento de vaciado y la segunda salida del compartimiento de vaciado, y una salida del intercambiador de iones; y al menos un dispositivo de electrodesioni zación que tiene un primer compartimiento de vaciado conectado de manera fluida a la salida del intercambiador de iones, el compartimiento de vaciado puede estar definido al menos parcialmente por una primera membrana selectiva catiónica y una primera membrana selectiva aniónica, un primer compartimiento de concentración conectado de manera fluida a la fuente de agua de mar, y en comunicación iónica con el primer compartimiento de vaciado a través de la primera membrana selectiva catiónica, y un segundo compartimiento de vaciado conectado de manera fluida corriente abajo desde la salida de salmuera, y en comunicación iónica con el primer compartimiento de concentración a través de una segunda membrana selectiva aniónica.
En una o más modalidades del sistema de desalinización, al menos uno del primer compartimiento de concentración y el segundo compartimiento de vaciado no contiene resina de intercambio de cationes.
En otras configuraciones del sistema de desalinización, al menos un dispositivo de electrodesioni zación además comprende un segundo compartimiento de concentración al menos parcialmente definido por la primera membrana selectiva aniónica, y tiene una entrada conectada de manera fluida a la fuente de agua de mar, y un tercer compartimiento de vaciado en comunicación iónica con el segundo compartimiento de concentración a través de una segunda membrana selectiva catiónica, y tiene una entrada conectada de manera fluida al menos a una de la salida de salmuera, una salida del primer compartimiento de concentración, y una salida del segundo compartimiento de vaciado. En algunos casos, al menos uno del primer compartimiento de concentración, el segundo compartimiento de vaciado, el segundo compartimiento de concentración, y el tercer compartimiento de vaciado no contiene resina de intercambio de cationes.
El sistema de desalinización de agua de mar, en algunas configuraciones convenientes, además puede comprender uno o más tanques de almacenamiento de salmuera, uno o más de los cuales puede estar conectado de manera fluida al menos a una de una salida del primer compartimiento de concentración y una salida del segundo compartimiento de vaciado. Uno o más de los tanques de almacenamiento de salmuera puede comprender, respectivamente, una salida, cualquiera de las cuales puede estar conectada de manera fluida a, o se puede conectar al menos a una unidad de intercambio iónico, exclusivamente o a otras unidades de operación del sistema de desalinización.
En otras configuraciones, el sistema de desalinización de agua de mar además puede comprender un tercer dispositivo de electrodiálisis que tiene un tercer compartimiento de vaciado conectado de manera fluida corriente abajo desde el primer compartimiento de vaciado y corriente arriba de la unidad de intercambio iónico. Configuraciones adicionales pueden involucrar sistemas que comprenden un cuarto dispositivo de electrodiálisis que tiene un cuarto compartimiento de vaciado conectado de manera fluida corriente abajo desde el segundo compartimiento de vaciado y corriente arriba de la unidad de intercambio iónico.
En algunas configuraciones convenientes del sistema, al menos un primer dispositivo de electrodiálisis comprende una membrana selectiva monovalente colocada entre al menos un primer compartimiento de vaciado y al menos un primer compartimiento de vaciado. Además, el primer compartimiento de vaciado del dispositivo de electrodesionización puede contener un lecho mezclado de medios de intercambio iónico, tal como resina de intercambio de cationes.
Algunos aspectos adicionales de la invención pueden involucrar el pretratamiento de agua, de preferencia agua de mar o agua salobre. En una o más configuraciones de la invención, el sistema de desalinización además puede comprender al menos una operación de la unidad de pretratamiento la cual puede estar conectada de manera fluida corriente abajo desde la fuente de agua que se va a tratar, que puede ser agua de mar, o agua salobre y, de preferencia, puede estar conectada de manera fluida, o se puede conectar, corriente arriba de al menos uno de al menos un primer dispositivo de electrodiálisis , al menos un segundo dispositivo de electrodiálisis, y al menos un dispositivo de electrodesionización. Al menos una operación de la unidad de pretratamiento puede comprender al menos un subsistema seleccionado del grupo que consiste de un sistema de filtración, un sistema de clorinación, y un sistema de desclorinación . Antes de entrar al tren del proceso de tratamiento, se puede utilizar un paso de prefiltración para proteger a los dispositivos de electrodiálisis , suavizador o electrodesionizacion mediante la remoción de partículas, materia orgánica, bacterias y otros contaminantes. Se puede utilizar la filtración por arena lenta. Un método más preferido es la filtración por arena de medio doble. Este método utiliza una capa de antracita sobre una capa de arena fina. Se pueden utilizar otros métodos de manera singular o en combinación. Éstos incluyen, pero no se limitan a, filtración de medios mezclados, filtración por cartucho de tela no tejida, y filtración por membrana.
En algunos casos, el sistema de pretratamiento también puede comprender un sistema impulsado por presión que de manera selectiva remueve especies divalentes tales como sulfato. Por ejemplo, se puede utilizar un sistema de nanofiltración que utiliza una membrana FILMTEC™, de The Dow Chemical Company, Midland, Michigan, para reducir la concentración de al menos las especies de sulfato, lo cual debiera reducir adicionalmente el consumo de potencia por una o más unidades de operación corriente abajo, tal como cualquiera de los dispositivos de electrodiálisis, y los dispositivos de electrodesionizacion.
En otras configuraciones todavía de uno o más de los sistemas de la invención, al menos uno de al menos un dispositivo de electrodesionización puede comprender un colector de especies aniónicas, un colector de especies catiónicas, y un puente de sal en comunicación iónica con los colectores anódico y catódico. Los colectores de especies iónicas pueden ser compartimientos al menos parcialmente definidos por medios selectivos iónicos. Cuando resulta conveniente, al menos uno de al menos un dispositivo de electrodesionización, al menos un primer dispositivo de electrodiálisis , y al menos un segundo dispositivo de electrodiálisis comprende un compartimiento de ánodo conectado de manera fluida corriente abajo desde una fuente de una solución acuosa que tiene especies de cloruro disueltas, el compartimiento de electrodo comprende una de una salida de cloro y salida de hipoclorito. Configuraciones adicionales pueden involucrar al menos uno de al menos un dispositivo de electrodesionización, al menos un primer dispositivo de electrodiálisis, y al menos un segundo dispositivo de electrodiálisis que comprende un segundo compartimiento de electrodos que comprende una salida de corriente cáustica.
Uno o más aspectos de la invención pueden involucrar un sistema de desalini zación que comprende una fuente de agua la cual puede tener o ser al menos parcialmente agua de mar; un medio para reducir de manera selectiva una concentración de especies monoselectivas en una primera corriente de agua de mar para producir una primera corriente diluida; un medio para incrementar una concentración de sólidos disueltos en una segunda corriente de agua de mar para producir una corriente de salmuera; un medio para intercambiar al menos una porción de especies divalentes por especies monovalentes en la primera corriente diluida, en donde los medios para intercambio pueden tener una segunda salida de corriente diluida; y un dispositivo de separación electroguimica . El dispositivo de separación electroquímica por lo regular tiene un compartimiento de vaciado conectado de manera fluida a la segunda salida de corriente diluida, y un medio para proporcionar un potencial eléctrico inducido por concentración en comunicación iónica con el compartimiento de vaciado.
En algunas configuraciones del sistema de desalinización, los medios para incrementar una concentración de sólidos disueltos en la primera corriente de agua de mar comprenden un dispositivo de electrodiálisis que tiene un compartimiento de vaciado conectado de manera fluida a la fuente de agua de mar, y un compartimiento de concentración separado del compartimiento de vaciado por una membrana selectiva monovalente. Los medios para incrementar una concentración de sólidos disueltos en la segunda corriente de agua de mar pueden comprender un dispositivo de electrodiálisis que tiene un compartimiento de concentración conectado de manera fluida a la fuente de agua de mar, y una salida de salmuera que proporciona la corriente de salmuera. Los medios para proporcionar un potencial eléctrico inducido por concentración pueden comprender un primer compartimiento de media celda conectado de manera fluida a una fuente de una primera corriente de alimentación de media celda que tiene una primera concentración de sólidos disueltos totales, y un segundo compartimiento de media celda conectado de manera fluida a una fuente de una segunda corriente de alimentación de media celda que tiene una segunda concentración de sólidos disueltos totales que es mayor que la primera concentración de sólidos disueltos totales. El primer compartimiento de media celda típicamente está conectado de manera fluida a una fuente de agua de mar y el segundo compartimiento de media celda está conectado de manera fluida a una fuente de salmuera.
Uno o más aspectos adicionales de la invención se pueden dirigir a un dispositivo de electrodesioni zación que comprende un compartimiento de vaciado conectado de manera fluida a una fuente de agua que tiene sólidos disueltos en la misma, el compartimiento de vaciado definido al menos parcialmente por una membrana selectiva catiónica y una primera membrana selectiva aniónica; y al menos un par de medias celdas de concent ación en comunicación iónica con el compartimiento de vaciado. El par de medias celdas de concentración por lo regular comprende un primer compartimiento de medias celdas conectado de manera fluida a una fuente de un primer liquido acuoso que tiene una primera concentración de sólidos disueltos, y en comunicación iónica con el compartimiento de vaciado a través de una de la membrana selectiva catiónica y la primera membrana selectiva aniónica, y un segundo compartimiento de medias celdas conectado de manera fluida corriente abajo desde una fuente de un segundo liquido acuoso que tiene una segunda concentración de sólidos disueltos que es mayor que la primera concentración de sólidos disueltos, y en comunicación iónica con el primer compartimiento de media celda a través de una segunda membrana selectiva aniónica.
En algunas configuraciones del dispositivo de electrodesionización, el primer liquido acuoso es agua de mar. El segundo liquido acuoso puede ser una corriente de salmuera que tiene una segunda concentración de sólidos disueltos de al menos aproximadamente 10% en peso. Por lo tanto, en algunas modalidades de la invención, la segunda concentración de sólidos disueltos a la primera concentración de sólidos disueltos está en una relación de concentración que es al menos aproximadamente tres.
Uno o más aspectos adicionales todavía de la invención se pueden dirigir a un método de desalinización de agua de mar que comprende reducir una concentración de especies monovalentes de agua de mar en una primera etapa de desalinización para producir agua parcialmente desalada; producir una solución de salmuera a partir del agua de mar, la solución de salmuera tiene una concentración de sólidos disueltos totales que es al menos dos veces la concentración de sólidos disueltos totales en el agua de mar; introducir el agua parcialmente desalada en un compartimiento de vaciado de un dispositivo de separación impulsado eléctricamente; y crear un potencial eléctrico inducido por concentración en un par de celdas de concentración del dispositivo de separación impulsado eléctricamente al mismo tiempo que se promueve el transporte de al menos una porción de especies disueltas desde el agua parcialmente desalada en el compartimiento de vaciado hacia un compartimiento del par de celdas de concentración. El método además puede comprender pasar al menos una porción del agua de mar a través de un sistema de nanofiltración antes de reducir la concentración de especies monovalentes de agua de mar en la primera etapa de desalinización.
El método además puede comprender, en algunos enfoques, reemplazar al menos una porción de especies no monovalentes disueltas en el agua parcialmente desalada con especies monovalentes disueltas. La reducción de la concentración de las especies monovalentes de agua de mar puede involucrar reducir selectivamente la concentración de especies monovalentes disueltas en un dispositivo de electrodiálisis . La producción de la solución de salmuera pueden involucrar promover el transporte de al menos una porción de especies disueltas desde el agua de mar hacia una segunda corriente de agua de mar que fluye en un compartimiento de concentración de un dispositivo de electrodiálisis . El método de desalinización de agua además puede comprender generar de manera electrolítica una de las especies de cloro e hipoclorito en un compartimiento de electrodos, por lo regular el compartimiento de ánodo, de al menos uno de un dispositivo electrolítico, un dispositivo de electrodiálisis y el dispositivo de separación eléctricamente impulsado, y generar de manera electrolítica una corriente cáustica en uno o más compartimientos de al menos uno del dispositivo electrolítico, el dispositivo de electrodiálisis , y el dispositivo de separación eléctricamente impulsado. Además, el método de desalinización también puede comprender al menos desinfectar parcialmente al menos una porción del agua de mar con el cloro generado, las especies de hipoclorito generadas, o ambos.
Algunos aspectos particulares, modalidades y configuraciones particulares de los sistemas y técnicas de la invención pueden involucrar el tratamiento de agua en un sistema 100 tal como se ilustra de manera ejemplar en la figura 1.
El sistema de tratamiento 100 puede estar conectado de manera fluida o se puede conectar a una fuente de un líquido que va a ser tratado 110. Por lo regular, el líquido que va a ser tratado tiene especies iónicos móviles. Por ejemplo, el líquido que va a ser tratado puede ser o comprender agua que tiene sales como sólidos disueltos en la misma. En aplicaciones particulares de la invención, el líquido que va a ser tratado puede ser agua de mar, puede comprender agua de mar, o constar esencialmente de agua de mar. En otros casos, el líquido que va a ser tratado puede ser agua salobre, puede comprender agua salobre, o constar esencialmente de agua salobre .
El sistema de tratamiento 100 puede comprender una primera etapa de tratamiento 120 conectada de manera fluida a la fuente de liquido que va a ser tratado 110. El sistema de tratamiento 100 además puede comprender una segunda etapa 130, y donde resulte conveniente, una tercera etapa de tratamiento 140 para producir el producto tratado a un punto de uso 190.
La primera etapa de tratamiento modifica al menos una propiedad o característica del líquido que va a ser tratado. De preferencia, la primera etapa de tratamiento 120 reduce al menos una porción de una o más especies objetivo en el líquido que va a ser tratado para proporcionar al menos un líquido parcialmente tratado. Por ejemplo, la primera etapa de tratamiento 120 puede utilizar una o más unidades de operación que remueven al menos una porción de especies disueltas en agua de mar desde una fuente 110 para producir al menos un agua parcialmente tratada o corriente de agua 121 que tiene un contenido de salinidad menor que el agua de mar. Configuraciones preferidas pueden proporcionar una corriente de agua al menos parcialmente tratada 121 que tenga al menos 5% menos salinidad que el agua de mar de la fuente 110. Otras configuraciones preferidas pueden proporcionar el agua al menos parcialmente tratada que tiene al menos 10% menos salinidad que el agua de mar. La primera etapa de tratamiento 120 puede utilizar o estar diseñada para proporcionar un cambio o diferencia objetivo en la concentración o salinidad relativa entre el liquido que va a ser tratado, por ejemplo, agua de mar, y la corriente de liquido al menos parcialmente tratada, por ejemplo, agua al menos parcialmente tratada. La diferencia objetivo en la concentración proporcionada por la primera etapa de tratamiento 120 puede depender al menos parcialmente de varios factores o condiciones incluyendo, pero no limitadas a, cualquiera de una o más de la capacidad de una o más unidades de operación corriente abajo, uno o más requerimientos de una o más de las unidades de operación corriente abajo, y, en algunos casos, la demanda de agua general del sistema de tratamiento 100. Por ejemplo, el cambio en la concentración, es decir, cambio en salinidad, proporcionado por la primera etapa de tratamiento 120 puede depender de la desalinización de agua de mar para proporcionar agua al menos parcialmente tratada que es propicio para el tratamiento por parte de un dispositivo de electrodesionización, un dispositivo de nanofiltración o ambos. Otros factores que pueden afectar el enfoque del diseño de la primera etapa de tratamiento 120 pueden quedar dictados, al menos parcialmente, por consideraciones operativas o económicas. Por ejemplo, la primera etapa de tratamiento 120 puede ser configurada para proporcionar agua al menos parcialmente tratada utilizando potencia eléctrica disponible en una instalación existente.
Configuraciones o alternativas adicionales de la primera etapa de tratamiento 120 pueden involucrar una o más unidades de operación que de manera selectiva remueven una o más especies objetivo o predeterminadas del liquido que va a ser tratado. Por ejemplo, la primera etapa de tratamiento puede comprender o utilizar una o más unidades de operación que de manera selectiva remueven al menos parcialmente o reducen la concentración de especies monovalentes disueltas en el liquido que va a ser tratado. En otros casos, la primera etapa de tratamiento puede comprender o utilizar una o más unidades de operación que proporcionan una corriente de producto que tiene una concentración de uno o más tipos de especies disueltas en el mismo que es mayor que la concentración de las especies disueltas en el liquido que va a ser tratado. En otros casos todavía, la primera etapa de tratamiento puede proporcionar una segunda corriente de producto 123 que tiene una concentración de sólidos disueltos en la misma que es mayor que la corriente de líquido auxiliar, la cual puede ser una corriente de una unidad de operación que no está asociada con una unidad de operación del sistema de tratamiento 100. Por ejemplo, la corriente auxiliar puede ser un producto secundario corriente abajo de una o más fuentes (que no se muestran) . En otros casos, el cambio en la concentración o salinidad proporcionado por la primera etapa de tratamiento 120 en la corriente al menos parcialmente tratada 102 puede depender del aprovisionamiento de una segunda corriente de producto 123 que seria utilizable en una o más unidades de operación corriente abajo del sistema de tratamiento 100. En otros casos todavía, la primera etapa de tratamiento 120 puede proporcionar una segunda corriente de producto 123 que tiene una salinidad que es mayor que la salinidad del agua de mar, la cual típicamente tiene una salinidad de aproximadamente 3.5%. De preferencia, la salinidad de la segunda corriente de producto 123 es al menos aproximadamente 5%, pero algunas modalidades particulares de la invención pueden involucrar una corriente de producto 123 que tiene una salinidad de al menos aproximadamente 9%. Por ejemplo, la segunda corriente de producto 123 puede ser una corriente de salmuera con una concentración de sólidos disueltos de al menos aproximadamente 10%,· o al menos aproximadamente 99,000 ppm. En otras modalidades ejemplares, una relación de la concentración de sólidos disueltos en la segunda corriente de producto 123 a una o más corrientes de proceso diferentes del sistema de tratamiento 100 puede ser al menos aproximadamente 3, de preferencia, al menos de aproximadamente 5 y, en algunos casos convenientes los cuales, por ejemplo, pueden requerir una diferencia o gradiente de concentración, al menos aproximadamente 10.
La segunda etapa 130 puede tener al menos una unidad de operación que trate de manera adicional la corriente de producto al menos parcialmente tratada 121. En algunas modalidades de la invención, la segunda etapa 130 puede comprender una o más unidades de operación gue ajusten una o más características de la corriente al menos parcialmente tratadas 121 de la primera etapa 120 para proporcionar una segunda corriente de producto al menos parcialmente tratada o líquido modificado 131. De preferencia, la segunda etapa 130 modifica al menos dos características de la corriente 121 para producir la corriente 131.
La tercera etapa de tratamiento 140 puede modificar una o más propiedades o características de una o más corrientes de entrada en la misma. En configuraciones particularmente convenientes de acuerdo con uno o más aspectos de la invención, la tercera etapa de tratamiento 140 puede comprender una o más unidades de operación que utilizan al menos una corriente desde al menos una unidad de operación corriente arriba para modificar otra corriente desde una o más unidades de operación corriente arriba para proporcionar una corriente de producto al punto de uso 190 con al menos una propiedad o característica deseable. Configuraciones particulares adicionales de la tercera etapa de tratamiento 140 pueden involucrar una o más unidades de operación que crean una diferencia potencial que facilita el tratamiento de la corriente al menos parcialmente tratada 131 para producir una corriente de producto 141. En configuraciones preferidas adicionales, la tercera etapa de tratamiento puede producir otra corriente de producto 142 que puede ser utilizada en una o más unidades de operación corriente arriba del sistema de tratamiento 100. Por ejemplo, la otra corriente de producto 142 puede ser un producto secundario o segunda corriente de producto utilizada por una o más unidades de operación de la segunda etapa 130, por ejemplo, en un paso o una operación de la misma, como una corriente de entrada que facilita al menos parcialmente la conversión de la corriente al menos parcialmente tratada 121 para proporcionar la corriente de producto 131 con al menos una propiedad o característica deseable. Modalidades o configuraciones preferidas adicionales de la tercera etapa de tratamiento 140 pueden involucrar unidades de operación que se basan en una diferencia de una propiedad o característica del líquido que va a ser tratado con relación a la propiedad o característica de la corriente de producto a partir de la unidad de operación no asociada o una etapa corriente arriba u unidad de operación del sistema de tratamiento 100 para facilitar al menos parcialmente el tratamiento con el objetivo de proporcionar la corriente de producto 141. Por ejemplo, la tercera etapa de tratamiento 140 puede utilizar la diferencia en salinidad del agua de mar desde la fuente 110, como la corriente 111, con relación a la salinidad de la corriente 122 para facilitar al menos parcialmente la reducción de una concentración de una o más especies objetivo en la corriente 131 para producir un agua de producto 141 que tenga al menos una característica deseada, por ejemplo, pureza .
La figura 2 ilustra un sistema de tratamiento de agua ejemplar 200 de acuerdo con uno o más aspectos de la invención. El sistema de tratamiento 200 puede comprender una primera etapa de tratamiento que incluye una primera unidad de operación 220 y una segunda unidad de operación 222, cada una de preferencia, pero no necesariamente, conectada de manera fluida a la fuente 110 de agua que se va a tratar a través de entradas respectivas de la misma. El sistema de tratamiento 200 además comprende una segunda etapa 230 conectada de manera fluida para recibir, típicamente en una entrada de la misma, una o cada corriente de producto desde la primera unidad de operación 220 y la segunda unidad de operación 222, típicamente desde las salidas respectivas de la misma. El sistema de tratamiento 200 además puede comprender una tercera etapa de tratamiento 240 que tiene una entrada conectada de manera fluida al menos a una de una salida de la segunda etapa 230, una salida de una o más unidades de operación de la primera etapa de tratamiento, la fuente de agua que se va a tratar, y la unidad de operación no asociada, para proporcionar un agua de producto, por ejemplo, al punto de uso o un almacenamiento 190.
Tal como se ilustra en la modalidad ejemplar de la figura 2, la primera unidad de operación 220 puede proporcionar una primera corriente de agua parcialmente tratada y se puede combinar con otra corriente de agua al menos parcialmente tratada de la unidad de operación 222 para producir una corriente de producto al menos parcialmente tratadas 221. La primera corriente de agua de una salida de la unidad 220 puede tener una o más características que difieran de aquellas de la segunda corriente de agua de la unidad 222. La primera y segunda unidades de operación de preferencia están diseñadas para proporcionar la corriente de agua al menos parcialmente tratada 221 que tiene al menos una propiedad objetivo para modificación o tratamiento adicional en la segunda etapa 230. La segunda unidad de operación 222 puede proporcionar una segunda corriente de producto 223, la cual de preferencia tiene una o más características objetivo o particulares. Por lo tanto, algunas configuraciones de la invención contemplan las unidades de operación 220 y 222 que colectivamente proporcionan una corriente de agua al menos parcialmente tratada 221 con una o más características particulares al mismo tiempo que de manera adicional proporcionan una segunda corriente acuosa de producto 223 con una o más características que por lo regular difieren de las características de la corriente 221. La primera etapa de tratamiento puede utilizar unidades de operación de tratamiento de agua, dispositivos o sistemas tales como, pero no limitados a dispositivos de electrodiálisis y dispositivos de electrodesionizacion.- Modalidades particulares adicionales de la invención pueden involucrar una primera unidad de operación que es operada para tener un consumo de potencia más bajo en relación a la segunda unidad de operación. La primera unidad de operación 220 puede ser operada para producir a partir de agua de mar, un producto o corriente de agua al menos parcialmente tratada que tenga un total de sólidos disueltos de aproximadamente 2,500 ppm, con aproximadamente 30% de recuperación de agua. La segunda unidad de operación 222 puede ser operada para producir a partir de agua de mar, aproximadamente un 10% de solución de salmuera que tenga una concentración de sólidos disueltos mayor que aproximadamente 99,000 ppm.
En otra modalidad (que no se muestra) , la segunda etapa 130 puede comprender dos o más unidades de operación que separadamente reciben corrientes desde la primera y segunda unidades de operación 220 y 222. Una o más configuraciones preferidas de la segunda etapa 230 pueden involucrar una o más unidades de operación que alteran al menos una propiedad de la corriente de entrada 221 de al menos una unidad de operación de la primera etapa de tratamiento. La segunda etapa entonces puede proporcionar una tercera corriente de producto 231, con una o más características objetivo, y la cual puede ser tratada adicionalmente en la tercera etapa de tratamiento 240.
Otras modalidades de la invención pueden involucrar unidades de intercambio iónico que comprenden resina de intercambio de aniones en forma de cloruro que intercambia al menos una porción de especies de sulfato a favor de especies de cloruro para reducir adicionalmente los requerimientos de potencia de una o más unidades de operación corriente abajo, y, en algunos casos, para reducir adicionalmente la probabilidad de formación de incrustación en dichas unidades de operación corriente abajo. Por lo tanto, la unidad de intercambio puede involucrar resina de intercambio de cationes que reduce al menos parcialmente la concentración de especies catiónicas no monovalentes, tal como Ca2+ y Mg2+, a favor de especies de cationes monovalentes, tal como Na+, y, de preferencia, además comprende resina de intercambio de aniones que reduce al menos parcialmente la concentración de especies aniónicas no monovalentes, tal como SO,}2-, a favor de especies aniónicas monovalentes, tal como Cl~, lo cual puede reducir el requerimiento de potencia del tratamiento de una o más unidades de operación corriente abajo. En una modalidad particularmente preferida, las unidades de intercambio iónico tienen la capacidad para reducir la concentración de iones de calcio a un nivel esencialmente sin incrustación mientras se adsorben iones de magnesio a una cantidad relativamente menor. Esto reduce el volumen necesario de la resina de intercambio de cationes. La regeneración de cualquiera de los tipos de resina de intercambio de cationes se puede ejecutar, por ejemplo, con una corriente de salmuera residual que tenga Na+ y Cl~ disueltos.
La tercera etapa de tratamiento 240 puede comprender una o más unidades de operación que utilicen la segunda agua de producto o corriente acuosa 223 y otra corriente, tal como una corriente de agua 111 de la fuente 110 para facilitar el tratamiento de la tercera corriente de producto de agua 231 y proporcionar agua de producto tratada al punto de uso o almacenamiento 190. Configuraciones preferidas adicionales de la tercera etapa de tratamiento 240 pueden involucrar producir un agua de producto secundario o corriente acuosa 241, la cual se puede utilizar en una o más etapas corriente arriba o corriente abajo del sistema de tratamiento 200. Por ejemplo, la corriente de agua de producto secundario se puede utilizar en una o más unidades de operación en la segunda etapa 230 como una entrada o reactivo durante la operación de la misma. La tercera etapa de tratamiento puede utilizar una o más unidades de operación, dispositivos o sistemas tales como, pero no limitados a, dispositivos de electrodiálisis y electrodesionización .
La figura 3 ilustra un sistema de desalinización de agua de mar 300 de acuerdo con uno o más aspectos de la invención. El sistema de desalinización 300 por lo regular comprende un primer tren que tiene al menos un primer dispositivo de electrodiálisis 321A y, de preferencia, al menos un segundo dispositivo de electrodiálisis 322B. El sistema de desalinización 300 además puede comprender un segundo tren que tiene al menos un tercer dispositivo de electrodiálisis 323A y, de preferencia, un segundo dispositivo de electrodiálisis 324B. El sistema de desalinización 300 también puede comprender al menos un subsistema de intercambio iónico 330 con al menos una entrada del intercambiador térmico en comunicación de fluido con una salida de al menos uno de los dispositivos de electrodiálisis corriente arriba 321A, 322B, 323A y 324B. El sistema de desalinización 300 puede también comprender una tercera etapa de tratamiento 340 que además puede tratar el agua al menos parcialmente tratada 331 de al menos una salida del intercambiador de iones del subsistema de intercambio iónico 330.
El primer dispositivo de electrodiálisis 321A tiene al menos un compartimiento de vaciado 321D1 que tiene una entrada conectada de manera fluida a una fuente 310 de agua de mar. El primer dispositivo de electrodiálisis 321A también comprende al menos un compartimiento de concentración 321C1, de preferencia conectado de manera fluida a la fuente 310 de agua de mar. El segundo dispositivo de electrodiálisis 3228 del primer tren típicamente comprende al menos un compartimiento de vaciado 322D2 y al menos un compartimiento de concentración 322C2. Una salida del primer compartimiento de vaciado 321D1 está conectada de manera fluida al menos a una de una entrada de al menos un compartimiento de vaciado 322D2 y una entrada de al menos un compartimiento de concentración 322C2 del segundo dispositivo de electrodiálisis 322B. En algunas modalidades particulares, la entrada de al menos un compartimiento de concentración 322C2 del segundo dispositivo de electrodiálisis 322B está conectada de manera fluida a la fuente 310 de agua de mar. Modalidades preferidas de acuerdo con algunos aspectos de la invención involucran un primer tren de dispositivos que trata al menos parcialmente agua de mar para producir un agua al menos parcialmente tratada 321 que tiene al menos una característica objetivo. Por ejemplo, el primer tren de dispositivos de electrodiálisis que parcialmente desalina agua, de preferencia, remueve selectivamente especies de sólidos disueltos del agua de mar, para producir una corriente de agua de producto al menos parcialmente tratada 321 tiene cualquiera de una o más de .una concentración de sólidos disueltos que es menor que el agua de mar, una relación relativamente superior de especies de sólidos disueltos no monovalentes a especies monovalentes disueltas que la relación correspondiente de agua de mar, y una concentración inferior de especies monovalentes disueltas. En modalidades que buscan remover selectivamente especies monovalentes disueltas, se puede utilizar una o más membranas selectivas monovalentes para definir, al menos parcialmente, los compartimientos de vaciado, y, de preferencia, al menos definir parcialmente un compartimiento de concentración. Por ejemplo, el dispositivo de electrodiálisis 321A puede tener un primer compartimiento de vaciado 321D1 al menos parcialmente definido por una membrana selectiva aniónica monovalente 381 y una membrana selectiva catiónica monovalente (que no se muestra), y un primer compartimiento de concentración 321C1 en comunicación iónica con el primer compartimiento de vaciado a través de la membrana selectiva aniónica monovalente 381, y, opcionalmente, un segundo compartimiento de concentración (que no se muestra) a través de la membrana selectiva catiónica monovalente. El segundo dispositivo de electrodiálisis 322B también puede estar opcionalmente configurado para tener una o más membranas selectivas monovalentes que facilitan la remoción o vaciado selectivo de una o más especies monovalentes de la corriente de agua introducida en los compartimientos de vaciado del mismo y acumulada en los compartimientos de concentración del mismo.
Durante la operación del primer y segundo dispositivos de electrodiálisis , se puede utilizar agua de mar como una corriente de concentración, alimentándola en los compartimientos de concentración 321C1 y 322C2, los cuales colectan una o más especies removidas de las corrientes introducidas en los compartimientos de vaciado. Las corrientes de concentración que salen de los compartimientos 321C1 y 322C2 y que contienen las especies removidos de los compartimientos de vaciado se pueden descargar como una corriente de rechazo o residual o se pueden utilizar en otros procesos no asociados R.
Al menos un tercer dispositivo de electrodiálisis 323A se puede configurar para proporcionar una corriente de producto que es utilizable en una unidad de operación corriente abajo del sistema de desalinización 300. De acuerdo con una modalidad particular, el tercer dispositivo de electrodiálisis 323A puede tener al menos un compartimiento de vaciado 323D1 y al menos un compartimiento de concentración 323C1 en comunicación iónica con al menos uno de los compartimientos de vaciado 323D1 a través de una membrana selectiva de iones 382. De preferencia, una corriente eléctrica aplicada a través del tercer dispositivo de electrodiálisis 323A proporciona suficiente potencial para proporcionar una corriente de agua de producto desde el compartimiento de concentración 323C1, que tiene una o más características objetivo o predeterminadas. Por ejemplo, el dispositivo de electrodiálisis 323A también se puede construir con una membrana selectiva monovalente que separa pero proporciona comunicación iónica entre el compartimiento de vaciado 323D1 y el compartimiento de concentración 323C1. Al menos un cuarto dispositivo de electrodiálisis 324B puede comprender al menos un compartimiento de vaciado 324D2, definido al menos parcialmente por membranas selectivas aniónicas y catiónicas, y al menos un compartimiento de concentración 324C2, típicamente en comunicación iónica con al menos uno de un compartimiento de vaciado 324D2. Durante la operación del sistema 300, el agua de producto del compartimiento de vaciado 323D1 se puede introducir en el compartimiento de vaciado 324B para tratar adicionalmente el agua de mar de la fuente 310 y facilitar la producción de agua al menos parcialmente tratada 221. Tal como se ilustra de manera ejemplar, el agua de producto del compartimiento de vaciado 324D2 se puede combinar con el agua de producto 321 del compartimiento de vaciado 322D2 para producir agua al menos parcialmente tratada 221 para tratamiento adicional.
El primer tren que incluye el primer y segundo dispositivos de electrodiálisis 321A y 322B puede ser operado para producir agua que tenga una concentración de sólidos disueltos totales objetivo, tal como aproximadamente 2,500 ppm, con una velocidad de recuperación de agua general de aproximadamente 30%. El primer y segundo dispositivos de electrodiálisis 321A y 322B pueden utilizar al menos una de la membrana selectiva de aniones monovalente y la membrana selectiva de cationes y, de preferencia, al menos el primer dispositivo de electrodiálisis 321A utiliza membranas selectivas de aniones monovalentes y membranas selectivas de cationes monovalentes, lo cual debiera reducir al menos cualqµier potencial de incrustación en el mismo.
El segundo tren que incluye el tercer y cuarto dispositivos de electrodiálisis 323A y 324A puede ser operado para producir una corriente de salmuera que tenga un contenido de salinidad objetivo de al menos aproximadamente 10% (NaCl) en una corriente concentrada desde uno o más compartimientos de concentración del mismo.
De preferencia, el tercer dispositivo de electrodiálisis produce una cantidad suficiente de salmuera en al menos el nivel de salinidad objetivo mientras que opera a una recuperación de agua de aproximadamente 70%. El cuarto dispositivo de electrodiálisis 324B puede ser operado para producir agua al menos parcialmente tratada que tenga un contenido objetivo de sólidos disueltos de aproximadamente 2,500 ppm, y de preferencia con una velocidad de recuperación de aproximadamente 48%. En algunas configuraciones particulares de la invención, la velocidad de recuperación general del segundo tren puede ser aproximadamente 40%.
El subsistema de intercambio iónico 330 se puede configurar para recibir al menos una porción de agua al menos parcialmente tratada 221 y convertir o modificar al menos una característica de la misma. Algunas modalidades de uno o más aspectos de la invención involucran reducir selectivamente una concentración de una especie disuelta objetivo de un agua que va a ser tratada mientras que se retiene o inhibe al menos parcialmente el transporte de al menos una porción de una especie no objetivo u otras especies disueltas, y después sustituyendo al menos una porción de las especies disueltas retenidas con las especies disueltas objetivo. Por ejemplo, el agua 221 puede tener una concentración relativamente alta de especies disueltas no monovalentes, tal como calcio y magnesio, en comparación con el agua de mar, y puede ser tratada para intercambiar al menos una porción de las especies no monovalentes por especies monovalentes, tal como sodio. En una modalidad particularmente preferida, las unidades de intercambio iónico tienen la capacidad de reducir la concentración de iones de calcio a un nivel esencialmente sin incrustación, mientras que se . adsorben iones de magnesio a una cantidad relativamente menor. Esto reduce el volumen necesario de la resina de intercambio de cationes.
Algunas configuraciones del subsistema de intercambio 330 pueden involucrar al menos dos trenes de intercambio (que no se muestran) de suavizadores o lechos de medios de intercambio iónico. El primer tren de intercambio iónico puede comprender un lecho de intercambio iónico delantero seguido por un lecho de intercambio iónico de arrastre, el cual de preferencia puede sustituir al menos una porción de las especies disueltas no monovalentes en el agua, tal como Ca2+ y Mg2+ , a favor de especies disueltas monovalentes tales como Na+. En una modalidad particularmente preferida, las unidades de intercambio iónico tienen la capacidad para reducir la concentración de iones de calcio a un nivel esencialmente sin incrustación mientras que se adsorben los iones de magnesio a una cantidad relativamente menor. Esto reduce el volumen necesario de la resina de intercambio de cationes. El segundo tren de intercambio iónico de manera similar puede comprender lechos de intercambio iónico delantero y de arrastre en serie. Durante la operación, uno del primer y segundo trenes de intercambio iónico puede tener una entrada conectada de manera fluida para recibir al menos ¦ una porción del agua al menos parcialmente tratada 221 y producir una corriente de agua de intercambio que tenga menos concentración de especies disueltas no monovalentes. Una vez que el primer tren de intercambio iónico se satura con especies no monovalentes como un resultado del proceso de intercambio iónico no monovalente por monovalente, se puede utilizar el segundo tren de intercambio iónico. El primer tren entonces puede ser regenerado introduciendo una corriente acuosa rica en especies disueltas monovalentes para reemplazar al menos una porción de las especies no monovalentes vinculadas al medio de intercambio iónico de los lechos de intercambio iónico. Las unidades de intercambio iónico pueden comprender un lecho mezclado de resina de intercambio de cationes tal como aquellas comercialmente disponibles como resina AMBERLITE™ y AMBERJET™ de Rohm y Haas, Filadelfia, Pensilvania.
La regeneración del medio de intercambio iónico se puede ejecutar utilizando una solución de salmuera 261 con suficiente salinidad, tal como aproximadamente 10%, desde un tanque de almacenamiento de salmuera 260. Una corriente de descarga 332 del subsistema de intercambio iónico 330 puede ser descargada como una corriente de rechazo. Salinidad suficiente para regenerar los medios de intercambio iónico puede estar a un nivel que sobrepase la resistencia termodinámica asociada con el aglutinamiento de las especies no monovalentes a la matriz de intercambio.
La tercera etapa de tratamiento 340 puede comprender uno o más dispositivos de electrodesionización . En algunas modalidades de la invención, la tercera etapa de tratamiento puede comprender al menos uno de un dispositivo de electrodesionización convencional tal como se ilustra en la figura 4 y un dispositivo de electrodesionización modificado tal como se ilustra en la figura 5. En otras configuraciones todavía de acuerdo con uno o más aspectos de la invención, la tercera etapa de tratamiento puede comprender uno o más dispositivos de desionización continua sin electrodos.
El dispositivo de electrodesionización que se ilustra en la figura 4 por lo regular comprende al menos un compartimiento de vaciado 411 y al menos un compartimiento de concentración 412, colocado adyacente al menos a un compartimiento de vaciado 411. Cada uno de los compartimientos de vaciado y concentración está al menos parcialmente definido por cualquiera de una membrana selectiva de aniones AEM y una membrana selectiva de cationes CEM. En contraste con los dispositivos de electrodiálisis , los compartimientos del dispositivo de electrodesionización contienen resina de intercambio de cationes y resina de intercambio de aniones. Durante la operación con una corriente eléctrica impuesta, las especies catiónicas, tal como Na+, típicamente migran a un cátodo (-) del dispositivo y especies aniónicas, tal como Cl~, típicamente migran hacia un ánodo (+) del dispositivo 400. La membrana selectiva de aniones AEM y la membrana selectiva de cationes CEM atrapan las especies disueltas de migración o transporte, Na+ y Cl", en los compartimientos de concentración respectivos 412 como corrientes de rechazo R. La alimentación en uno o más de los compartimientos de vaciado típicamente es la corriente de agua suavizada 331 proveniente del subsistema de intercambio iónico 330. El agua de producto de los compartimientos de vaciado entonces puede ser almacenada o suministrada a un punto de uso. Uno o más suministros de potencia (que no se muestran) típicamente proporcionan energía eléctrica o potencia al dispositivo de electrodesionización 400 que facilita la separación de las especies disueltas objetivo. En algunos casos, se utiliza una porción de la energía eléctrica para disociar agua a especies H+ y OH". El suministro de potencia puede ser controlado para proporcionar un nivel de corriente objetivo o deseado, un nivel de potencial o voltaje objetivo o deseado, y polaridad de corriente.
La figura 5 ilustra de manera ejemplar un dispositivo de electrodesionización 500 que puede ser utilizado en la tercera etapa de tratamiento del sistema de tratamiento. El dispositivo 500 comprende al menos un primer compartimiento de vaciado 511, el cual típicamente está al menos parcialmente definido por una primera membrana selectiva de cationes 521C y una primera membrana selectiva de aniones 531A en al menos un primer compartimiento de concentración 521, y al menos un primer compartimiento de concentración 541, el cual puede estar al menos parcialmente definido por una segunda membrana selectiva de aniones 532A, y en comunicación iónica con el primer compartimiento de vaciado 511 a través de al menos una porción de la primera membrana selectiva de cationes 521C. El dispositivo 500 además puede comprender un segundo compartimiento de vaciado 512, el cual es definido al menos parcialmente por una segunda membrana selectiva de cationes 522C, y en comunicación iónica con el primer compartimiento de concentración 541 a través de al menos una porción de la segunda membrana selectiva de aniones 532A. El dispositivo de electrodesioni zación 500 además puede comprender un segundo compartimiento de concentración 542 definido al menos parcialmente por una tercera membrana selectiva de cationes 523C. El segundo compartimiento de concentración 542 de preferencia está al menos parcialmente en comunicación iónica con el primer compartimiento de vaciado 511 a través de la primera membrana selectiva de aniones 531A. El dispositivo de electrodesioni zación 500 además puede comprender un tercer compartimiento de vaciado 513 de preferencia definido por una tercera membrana selectiva de aniones 533A. El tercer compartimiento de vaciado 513 de preferencia está al menos . parcialmente en comunicación iónica con el segundo compartimiento de concentración 542 a través de la tercera membrana selectiva de cationes 523C. El dispositivo de electrodesionización 500 típicamente tiene un compartimiento de ánodo 562 que aloja un ánodo, y un compartimiento de cátodo 564 que aloja un cátodo.
De acuerdo con otros aspectos de la invención, el dispositivo de electrodesionización 500 comprende un primer compartimiento de vaciado 511 que contiene medios de intercambio de cationes y medios de intercambio de aniones tal como la resina de intercambio de cationes CX y la resina de intercambio de aniones AX, y al menos parcialmente definido por la primera membrana selectiva de cationes 521C y la primera membrana selectiva de aniones. En algunos casos, sólo el primer compartimiento de vaciado o sólo los compartimientos de recepción o conectados de manera fluida corriente abajo desde cualquiera de los compartimientos de vaciado de los dispositivos de electrodiálisis y la unidad de intercambio iónico comprende medios electroactivos tal como la resina de intercambio iónico, y los otros compartimientos están libres de medios de intercambio iónico. Por ejemplo, en algunas configuraciones del dispositivo de electrodesionización 500, cada uno de uno o más primeros compartimientos de vaciado 511 comprende un lecho mezclado de resina de intercambio iónico, ' y cada uno de uno o más primeros compartimientos de concentración 541, uno o más segundos compartimientos de vaciado 512, uno o más segundos compartimientos de concentración 542, y uno o más terceros compartimientos de vaciado 513 no contienen medios de intercambio iónico.
En operación, la potencia de un suministro de potencia (que no se muestra) proporciona energía eléctrica para un campo eléctrico, el cual típicamente es creado a través del dispositivo de electrodesionización 500 a través del ánodo y el cátodo. El agua que va a ser tratada desde, por ejemplo, una salida de la unidad de intercambio iónico 330 en segunda etapa entra al compartimiento de vaciado 511 a través de una entrada del mismo. El agua que va a ser tratada tiene especies disueltas que pueden migrar bajo la influencia del campo eléctrico en el dispositivo de electrodesionización 500. Por lo regular, la corriente acuosa 331 contiene una cantidad más elevada de especies monovalentes disueltas objetivo, Na+ ' y Cl~, con relación a especies no monovalentes disueltas debido al proceso de intercambio iónico en la unidad de operación 330. Por lo tanto, debido a que la cantidad de energía asociada con la promoción del transporte de especies monovalentes puede ser relativamente menor que la cantidad asociada de energía en la promoción del transporte de especies no monovalentes, se pueden reducir, si no es que eliminar, costos operativos y de capital adicionales para la segunda etapa 330. Las especies monovalentes por lo regular migran a los electrodos de atracción correspondientes y además a través de las membranas selectivas de aniones o cationes en uno del primer compartimiento de concentración y el segundo compartimiento de concentración. Por ejemplo, las especies catiónicas Na+ pueden ser llevadas a la dirección del cátodo y típicamente pasan a través de la membrana selectiva de cationes 521C mientras que las especies aniónicas Cl~ pueden ser llevadas hacia el ánodo y típicamente pasan a través de la membrana selectiva de aniones 531A. La corriente de - producto desde la salida del compartimiento de vaciado 331 por lo regular tendrá una concentración reducida de especies de sólidos disueltos objetivo.
En algunas configuraciones de la invención, se puede utilizar una corriente que tenga una primera concentración de sólidos disueltos en la misma como una corriente de concentración para colectar especies de sólidos disueltos objetivo que migran. Por ejemplo, una corriente de agua de mar 111 que tiene una salinidad de aproximadamente 3.5% se puede utilizar como la corriente de concentración introducida en el primer compartimiento de concentración 541. La corriente que sale del primer compartimiento de concentración 541 entonces por lo regular llegará a las especies de cationes o aniones que migran. Esta corriente puede ser descargada como corriente residual o de rechazo R. También, durante la operación, otra corriente de alimentación típicamente es introducida en el segundo compartimiento de vaciado 512 y el tercer compartimiento de vaciado 513.
El dispositivo de electrodesionización 500 además puede comprender un primer par de celdas de concentración 531 y, opcionalmente, un segundo par de celdas de concentración 532, cada una de las cuales de preferencia está en comunicación iónica con el primer compartimiento de vaciado 511. El primer par de celdas de concentración 531 puede comprender un primer compartimiento de medias celdas 541 conectado de manera fluida a una fuente de un primer liquido acuoso que tiene una primera concentración de sólidos disueltos, y en comunicación iónica con el compartimiento de vaciado 511 a través de la primera membrana selectiva catiónica 521C, y un segundo compartimiento de medias celdas 512. El segundo compartimiento de medias celdas típicamente está en comunicación iónica con el primer compartimiento de medias celdas 541 a través de la membrana selectiva de aniones 532A. El segundo par de celdas' de concentración opcional 532 puede comprender un tercer compartimiento de medias celdas 542 y un cuarto compartimiento de medias celdas 513. El tercer compartimiento de medias celdas típicamente está en comunicación iónica con el compartimiento de vaciado 511 a través de la membrana selectiva de aniones 531A. El cuarto compartimiento de medias celdas 513 típicamente está en comunicación iónica con el tercer compartimiento de medias celdas 542 a través de la membrana selectiva de cationes 523C.
Características convenientes adicionales de la invención pueden involucrar que se establezca ' una diferencia de concentración entre la celda adyacente mediante el aprovisionamiento de corrientes de alimentación respectivas similares en composición, pero con diferentes concentraciones de constituyentes disueltos. La diferencia de concentración genera un potencial, por ejemplo, un potencial electromotriz E (en V) , que puede ser al menos parcialmente cuantificado por la ecuación de Nernst, nF donde concl es la concentración de sólidos disueltos en la corriente 223 introducida en la segunda media celda 512, conc2 es la concentración de sólidos disueltos en la corriente 111 introducida en la primera media celda 541, R es la constante de gas, 8.314 J/ (K«mole) , T es la temperatura, típicamente 298 K, n es el número de electrones transferidos en la reacción de la celda, n = 1 para agua de mar y salmuera, y F es la constante de Faraday, 96,498 columbs /mole . Por lo tanto, algunas configuraciones preferidas de acuerdo con algunos aspectos de la invención pueden involucrar la utilización de una corriente de salmuera 223 que tiene una concentración de sólidos disueltos mayor que la concentración disuelta de la corriente de agua de mar 111 introducida en el primer compartimiento de vaciado. La corriente de salmuera, que típicamente tiene una salinidad de al menos aproximadamente 8%, de preferencia al menos de aproximadamente 10%, y con mayor preferencia, al menos aproximadamente 12%, o una concentración de sólidos disueltos de · al menos aproximadamente 80,000 ppm, de preferencia, al menos aproximadamente 99,400 ppm, y con mayor preferencia, al menos aproximadamente 120,000 ppm puede ser utilizada como una corriente de alimentación 223 introducida en el segundo compartimiento de medias celdas 512, y de preferencia también en el cuarto compartimiento de medias celdas 513. Cada una de las corrientes 341 que sale del segundo y cuarto compartimientos de medias celdas 512 y 513 puede seguir teniendo un alto contenido de salmuera, con relación al agua de mar, y puede ser dirigida al almacenamiento en un tanque de almacenamiento de salmuera 260. La corriente de alimentación 111 introducida en el primer compartimiento de medias celdas 541, y opcionalmente también el tercer compartimiento de medias celdas 542, puede ser agua de mar o una corriente acuosa que tenga una salinidad de aproximadamente 3.5% o una concentración de sólidos disueltos de menos de aproximadamente 36,000 ppm. Las condiciones ejemplares antes observadas pueden proporcionar aproximadamente 0.026 voltios por par de celdas de concentración. Por lo tanto, la presente invención de manera conveniente puede generar el potencial eléctrico que facilita el tratamiento o desalinización de agua de mar. El ejemplo 1 a continuación proporciona potenciales generados esperados con base en condiciones ejemplares cuando se utiliza una primera corriente y una segunda corriente en un par de celdas de concentración, en donde la segunda corriente tiene una concentración de sólidos disueltos mayor que la concentración de sólidos disueltos de la primera corriente.
En algunos casos, uno o más dispositivos de la tercera etapa de tratamiento comprenden un número suficiente de pares de celdas de concentración para proporcionar sustancialmente todo el potencial eléctrico requerido para desalinizar la corriente de producto 331 a un nivel deseado. En dicha configuración, el dispositivo puede comprender un puente de sal (que no se muestra) , que típicamente tiene un electrolito en el mismo, tal como cloruro de potasio o cloruro de sodio, que de manera iónica conecta los compartimientos de medias celdas del dispositivo. Por ejemplo, un primer extremo de un puente de sal puede conectar de manera iónica el segundo compartimiento de medias celdas 512 con cualquiera del compartimiento de vaciado 511 y el cuarto compartimiento de medias celdas 513.
Las figuras 6A y 6B ilustran dispositivos de desionización continua sin electrodos 600 y 610 que se pueden caracterizar, de acuerdo con algunos aspectos todavía de la invención, como un dispositivo EDI mejorado por Donnan o asistido por potencial de Donnan. El dispositivo 600 puede comprender una concha cilindrica circular 601 que aloja al menos un primer compartimiento de vaciado' 611, cada uno tiene líquido que va a ser tratado 331 introducido en el mismo. El dispositivo además puede comprender al menos un primer compartimiento de concentración 621, cada uno con una primera corriente de alimentación 111 introducida en el mismo, y al menos un segundo compartimiento de vaciado 612, cada uno con una segunda corriente de alimentación 223 introducida en el mismo. El dispositivo 600 por lo regular además comprende al menos un segundo compartimiento de concentración 622, cada uno con una tercera corriente de alimentación 112 introducida en el mismo. El primer compartimiento de. vaciado 611 puede ser definido por una membrana selectiva de aniones 641A y una membrana selectiva de cationes 651C.
El primer compartimiento de concentración 621 puede ser definido por una membrana selectiva de aniones, tal como la membrana 641A, y una segunda membrana selectiva de cationes 652C. Tal como se ilustra de forma ejemplar, el primer compartimiento de vaciado está en comunicación iónica con el primer compartimiento de vaciado a través de la membrana 641A. El segundo compartimiento de vaciado 612 puede ser definido por una membrana selectiva de cationes y una segunda membrana selectiva de aniones 642A. De preferencia, el segundo compartimiento de vaciado 612 está en comunicación iónica con el primer compartimiento de concentración 621 a través de la membrana selectiva de cationes 652C. El segundo compartimiento de concentración 622 puede ser definido por una membrana selectiva de aniones y una membrana selectiva de cationes. De preferencia, el segundo compartimiento de concentración está en comunicación iónica con el segundo compartimiento de vaciado 612 a través de la segunda membrana selectiva de aniones 642A. Además, configuraciones preferidas pueden involucrar el hecho de que el segundo compartimiento de concentración esté en comunicación iónica con el primer compartimiento de vaciado 611 a través de uno de un puente de sal y la primera membrana selectiva de cationes 651C. El elemento 661 puede proporcionar aislamiento iónico y eléctrico, así como soporte estructural para los compartimientos .
La segunda corriente de alimentación 223 por lo regular tiene una concentración de sólidos disueltos en la misma que es mayor que la concentración de sólidos disueltos en la primera corriente de alimentación 111, y de preferencia, también mayor que la concentración de sólidos disueltos en la tercera corriente de alimentación 112. Las concentraciones de sólidos disueltos de cada una de la primera corriente de alimentación y la tercera corriente de alimentación pueden ser la misma o menor que la concentración de sólidos disueltos en el líquido que va a ser tratado 331. Tal como se describió anteriormente, las diferencias de concentración entre las medias celdas en pares 612 y 621, y 612 y 622, puede crear un potencial que facilite el transporte de especies de Na+ y Cl~ desde el compartimiento de vaciado 611, tal como se ilustra, para producir la corriente de producto.
Similar al dispositivo sin electrodos 600, el dispositivo 610 ilustrado en la figura 6B comprende un segundo par de celdas que incluye un compartimiento de vaciado 613 y un compartimiento de concentración 623, teniendo respectivamente corrientes de alimentación 113 y 114. La corriente de alimentación 113 puede ser salmuera, por ejemplo, del dispositivo de electrodiálisis 323A, y la corriente de alimentación 114 puede ser agua de mar de la fuente 310. Una pluralidad de pares de compartimientos de vaciado y concentración utilizan corrientes de salmuera y agua de mar para generar convenientemente un potencial suficiente para impulsar el tratamiento de agua al menos parcialmente tratada, teniendo una concentración de sólidos disueltos, por ejemplo, de aproximadamente 2,500 ppm, para producir agua de producto que tenga una concentración de sólidos disueltos objetivo, por ejemplo, de aproximadamente 500 ppm.
Otras configuraciones pueden involucrar cualquiera de una o más de las corrientes de alimentación 111 y 114 que comprende al menos parcialmente el agua al menos parcialmente tratada 331, la cual puede proporcionar una mayor diferencia de concentración con relación a la corriente de salmuera 223.
Diferencias notables adicionales incluyen las direcciones de flujo de contracorriente de algunas de las corrientes a través de los compartimientos. Tal como se ilustró, la segunda corriente 111 puede ser introducida en contracorriente dentro del primer compartimiento de concentración 621, con relación a la dirección de la corriente introducida en el primer compartimiento de vaciado 611 o, en algunos casos, con relación a la tercera corriente 223 introducida en el segundo compartimiento de vaciado. Las diferencias de concentración entre la segunda y tercera corrientes puede crear un potencial impulsado por las reacciones de medias celdas asociadas con la migración de especies disueltas, tal como Na+ y Cl~.
Cualquiera de las membranas en los dispositivos 600 y 610 puede ser una membrana selectiva de aniones monovalentes o selectiva de cationes monovalentes.
En algunas configuraciones de la invención, se puede utilizar un dispositivo electrolítico (que no se muestra) para generar una solución acuosa que comprende una especie desinfectante, tal como cloro, clorito, hipoclorito e hipobromito. En otras configuraciones, al menos uno de los dispositivos de electrodesionización y cualquiera de uno o más de los dispositivos de electrodiálisis se puede utilizar para generar cualquiera o más de una solución acídica, una solución básica y una solución desinfectante. Por ejemplo, una corriente de agua relativamente pura se puede introducir en el compartimiento de ánodo (+) para colectar y agregar especies H+ para producir una corriente de salida acídica que tenga un pH de menos de 7. Una solución que contiene cloruro se puede introducir en una corriente de alimentación dentro del compartimiento de cátodo para facilitar la generación de una especie desinfectante, tal como cloro y una especie de hipoclorito. Productos derivados de hidrógeno gaseoso se pueden ventilar o de otra forma descargar.
Cualquiera de los diversos subsistemas, etapas, trenes y unidades de operación de la invención puede utilizar uno o más controladores para facilitar, monitorear y/o regular la operación de los mismos. De preferencia, un controlador (que no se muestra) monitorea y, en algunos casos, controla cada uno- de los componentes de los sistemas de la invención.
El controlador puede ser implementado utilizando uno o más sistemas de computadora. El sistema de computadora puede ser, por ejemplo, una computadora de propósito general, tal como aquellas basadas en un procesador tipo Intel PENTIUM®, un procesador de Motorola PowerPC®, un procesador Sun UltraSPARC®, un procesador Hewlett-Packard PA-RISC®, o cualquier otro tipo de procesador o combinaciones de los mismos. De manera alternativa, el sistema de computadora puede incluir hardware de propósito especial, programado de manera especial, por ejemplo, un circuito integrado de aplicación especifica ASIC o controladores destinados para sistemas analíticos .
El sistema de computadora puede incluir uno o más procesadores típicamente conectados a uno o más dispositivos de memoria, los cuales pueden comprender, por ejemplo, cualquiera o más de una memoria de unidad de disco, un dispositivo de memoria rápida, un dispositivo de memoria RAM, u otro dispositivo para almacenar datos. El dispositivo de memoria típicamente es utilizado para almacenar programas y datos durante la operación del sistema de tratamiento y/o el sistema de computadora. Por ejemplo, el dispositivo de memoria puede ser utilizado para almacenar datos históricos relacionados con los parámetros sobre un periodo de tiempo, así como datos operativos. El software, incluyendo el código de programación que implementa las modalidades de la invención, se puede almacenar en un medio grabable no volátil en el que se puede escribir y/o legible por computadora y después típicamente se puede copiar en el dispositivo de memoria en donde éste puede ser ejecutado por el procesador. Dicho código de programación puede ser escrito en cualquiera de una pluralidad de lenguajes de programación, por ejemplo, Java, Visual Basic, C, C#, o C++, Fortran, Pascal, Eiffel, Basic, COBAL, o cualquiera de una variedad de combinaciones de los mismos .
Los componentes del sistema de computadora se pueden acoplar mediante un mecanismo de interconexión, el cual puede incluir uno o más enlaces, por ejemplo, entre componentes que están integrados dentro de un mismo dispositivo y/o una red, por ejemplo, entre componentes que residen en dispositivos discretos separados. El mecanismo de interconexión por lo regular permite que las comunicaciones, por ejemplo, datos, instrucciones, sean intercambiadas entre componentes del mismo.
El sistema de computadora también puede incluir uno o más dispositivos de entrada, por ejemplo, un teclado, ratón, puntero, micrófono, pantalla táctil, válvulas, indicadores de posición, sensores de fluido, sensores de temperatura, sensores de conductividad, sensores pH, y analizadores de composición, y uno o más dispositivos de salida, por ejemplo, un dispositivo de impresión, una pantalla de despliegue, un altavoz, accionadores, suministros de potencia y válvulas. Además, el sistema de computadora puede contener una o más interfaces que no se muestran las cuales pueden conectar el sistema de computadora a una red de comunicación además o como una alternativa a la red que puede ser formada por uno o más de los componentes del sistema.
De acuerdo con una o más modalidades de la invención, uno o más dispositivos de entrada pueden incluir sensores para medir uno o más parámetros del sistema de tratamiento. De manera alternativa, los sensores, las válvulas de medición y/o bombas, o todos estos componentes pueden estar conectados a una red de comunicación que esté operativamente acoplada al sistema de computadora. Por ejemplo, los sensores se pueden configurar como dispositivos de entrada que están directamente conectados al sistema de computadora, y válvulas de medición y/o bombas se pueden configurar como dispositivos de salida que están conectados al sistema de computadora, y cualquiera o más de los anteriores se pueden acoplar a otro sistema de computadora o componente para comunicarse con el sistema de computadora sobre una red de comunicación. Dicha configuración permite que un sensor sea ubicado a una distancia · significativa de otro sensor o permitir que cualquier sensor sea ubicado a una distancia significativa desde cualquier subsistema y/o el controlador, al mismo tiempo que se siguen proporcionando datos entre los mismos.
El controlador puede incluir uno o más medios de almacenamiento por computadora, tal como un medio grabable no volátil en el que se puede escribir y/o legible en el cual las señales puedan ser almacenadas de manera que definan un programa, el cual va a ser ejecutado por uno o más procesadores. El medio puede ser, por ejemplo, un disco o memoria rápida. En operación típica, uno o más procesadores pueden ocasionar que los datos, tales como el código que implementa una o más modalidades de la invención, sean leídos desde el medio de almacenamiento en una estructura de memoria que permite el acceso más rápido a la información por parte de uno o más procesadores de lo que resulta con el medio. La estructura de memoria típicamente es una memoria de acceso aleatorio volátil, tal como una memoria de acceso aleatorio dinámica DRAM o memoria estática SRAM u otros dispositivos convenientes que facilitan la transferencia de información hacia y desde el procesador.
Aunque el sistema de computadora se muestra a manera de ejemplo como un tipo de sistema de computadora en el cual se pueden practicar diversos aspectos de la invención, se debería apreciar que la invención no queda limitada a ser implementada en software, o en el sistema de computadora tal como se muestra de manera ejemplar. De hecho, en lugar de implementarse, por ejemplo, en un sistema de computadora de propósito general, el controlador, o los componentes o subsecciones del mismo, alternativamente puede ser implementado como un sistema dedicado o como un' controlador lógico programable dedicado PLC o en un sistema de control distribuido. Además, se debería apreciar que una o más características o aspectos de la invención se pueden implementar en software, hardware o microprogramación cableada, o cualquier combinación de los mismos. Por ejemplo, uno o más segmentos .de un algoritmo ejecutable por el controlador, se pueden ejecutar en computadoras separadas, las cuales a su vez, pueden estar en comunicación a través de una o más redes.
EJEMPLOS La función y ventajas de estas y otras modalidades de la invención se pueden entender de forma adicional a partir de los siguientes ejemplos, .los cuales ilustran los beneficios y/o ventajas de uno o más sistemas y técnicas de la invención pero no ejemplifica el alcance completo de la invención .
EJEMPLO 1 En este ejemplo, el potencial esperado puede ser generado utilizando pares de celdas de concentración en algunas configuraciones de los dispositivos de la invención. La tabla 1 a continuación proporciona potenciales calculados con base en concentraciones de corrientes introducidas en los compartimientos de medias celdas de acuerdo con la ecuación de Nernst a temperatura ambiente .
La tabla a continuación muestra que la relación de concentraciones de las corrientes de alimentación de preferencia es lo más grande posible para incrementar los potenciales generados. Por ejemplo, las relaciones de concentración pueden ser al menos aproximadamente 2, de preferencia al menos aproximadamente 3, con mayor preferencia al menos aproximadamente 5, e incluso con mayor preferencia al menos de aproximadamente 10.
TABLA 1 El siguiente listado proporciona las concentraciones iónicas de agua de mar típicas. Las especies catiónicas predominantes en agua de mar son Na+, K+, Ca+2 y Mg+2, y las especies aniónicas predominantes son Cl y S04 . Las concentraciones respectivas de las especies de bicarbonato y carbonato dependerán del pH del agua.
Concentración Especies ¦ (ppm) Cloruro 19, 353 Sodio 10, 781 Sulfato 2, 712 Magnesio 1, 284 Potasio 399 Calcio 412 Carbonato/ bicarbonato 126 Bromuro 67 Estroncio 7.9 Boro 4.5 Fluoruro 1 .28 Litio 0. 173 Yoduro 0 .06 Bario menor que 0. 014 Hierro menor que 0. 001 Manganeso menor que 0. 001 Cromo menor que 0. 001 Cobalto menor que 0. 001 Cobre menor que 0. 001 Níquel menor que 0. 001 Selenio menor que 0. 001 Vanadio menor que 0. 002 Zinc menor que 0. 001 Molibdeno menor que 0 .01 Aluminio menor que 0. 001 Plomo menor que 0. 001 Arsénico menor que 0. 002 Cadmio menor que 0. 001 Nitrato 1.8 Fosfato 0.2 EJEMPLO 2 Este ejemplo proporciona trenes de electrodiálisis ejemplares que pueden ser utilizados de acuerdo con algunos aspectos de la invención.
La figura 10A ilustra de manera ejemplar el tren de dispositivos de electrodiálisis que pueden ser utilizados en el primer tren 220 de la primera etapa de tratamiento. El tren 220 puede comprender múltiples etapas, cada una operando a una densidad de corriente y voltaje óptima para reducir al mínimo el uso de energía. Tal como se ilustra, el tren 220 puede tener cuatro etapas de dispositivos de electrodiálisis.
En el primer tren, el compartimiento de vaciado puede estar conectado en serie y las corrientes de dilución están en serie, con el producto de una etapa sirviendo como una alimentación a los compartimientos de vaciado corriente abajo. Se utiliza agua de mar fresca como alimentación a cada uno de los compartimientos de concentrado asociados en cada etapa para reducir al mínimo cualquier diferencia de concentración entre los compartimientos del diluido y concentrado en cada etapa.
Cada etapa también puede tener un número de módulos ED que operen en paralelo.
El segundo tren 222 también puede comprender múltiples etapas de dispositivos' de electrodiálisis, teniendo compartimientos de vaciado conectados en serie. Los compartimientos de vaciado respectivos también pueden estar conectados en serie para incrementar la concentración de agregado NaCl en la corriente de salmuera desde los mismos a un contenido de sal de aproximadamente 10%. Tal como se ilustra en la figura 10B, el segundo tren 222 puede tener cuatro etapas de electrodiálisis , cada una de las cuales de preferencia utiliza membranas selectivas monovalentes .
El tercer tren (que no se muestra) también puede involucrar una pluralidad de etapas de electrodiálisis para facilitar la reducción de la concentración de sólidos disueltos de la corriente de agua para que se ubique en un rango de aproximadamente 3,500 ppm a aproximadamente 5,500 ppm.
EJEMPLO 3 Este ejemplo describe el rendimiento esperado de un sistema utilizando las técnicas de la invención tal como se representa de manera sustancial en la figura 3 con un dispositivo esquemáticamente ilustrado en la figura 4 para desalinización de agua de mar a una velocidad de aproximadamente 8,000 m3/hr.
Dos trenes de dispositivo de electrodiálisis (ED) fueron simulados con cálculos de elemento finito con un suavizador y un dispositivo de electrodesionización (EDI). Se utilizaron varias etapas en la simulación del elemento finito; las etapas 1-5 fueron diseñadas para generar una corriente de salmuera con al menos 10% de ,NaCl; y las dos etapas finales fueron diseñadas para reducir la concentración de sólidos disueltos de la corriente de producto mediante el suavizador y el dispositivo de electrodesionización . Las tablas 2 y 3A-3C a continuación enlistan los parámetros de simulación y los resultados calculados. La tabla 4 resume el requerimiento de energía pronosticado para el sistema ED/EDI.
La figura 7 ilustra de manera gráfica la energía esperada requerida en la desalini zación de agua de mar para producir agua de producto de varias características obj etivo .
Se asumió que el agua de entrada tenía aproximadamente 35,700 ppm de sólidos disueltos totales (TDS) después de ser pretratada con una prefiltración de 10 mieras (que no se muestra) utilizando equipo de pretratamiento comercialmente disponible. Se observa que el extenso pretratamiento, tal como el pretratamiento típicamente asociado con sistemas de osmosis inversa, es innecesario para el proceso ED/CEDI de la presente invención debido a que el agua no es forzada a través de la membrana en estos procesos.
El agua de alimentación es dividida en el tren ED 1, tren ED 2 y una corriente de concentrado (salmuera) del tren ED 2 está configurada para alimentar al tren CEDI .
El tren ED 1 es pasado a través de dos etapas para optimizar la utilización de potencia para cada etapa. El tren 1 produce un producto de calidad TDS de 2, 500 ppm a aproximadamente una recuperación del 30%. Se espera que los módulos de electrodiálisis estándar sean utilizados en este tren. El uso de la membrana de intercambio iónico selectiva monovalente en la etapa 1 de este tren debiera reducir al mínimo el potencial de incrustación en el compartimiento de concentrado .
El tren ED 2, en la etapa 1 está diseñado para producir 10% de solución de NaCl (salmuera) en la corriente de concentrado. La salmuera será utilizada para regenerar el suavizador corriente abajo y como una de la corriente de concentrado en el módulo CEDI. La etapa de electrodiálisis utilizaría membranas de intercambio iónico selectivas monovalentes para producir una solución NaCl al 10% en el compartimiento de concentración. La etapa 1 en el tren ED 2 operaría a una recuperación de aproximadamente 70% para producir la solución de salmuera. La etapa ED 2 tiene una recuperación estimada de 48%. La recuperación general del tren ED 2 es aproximadamente 40%.
El agua de producto al menos parcialmente tratada tiene un TDS de aproximadamente 2,500 ppm con alto contenido de iones de calcio, magnesio de los dos trenes. La corriente de agua al menos parcialmente tratada seria suavizada por el suavizador o unidad de intercambio iónico para intercambiar los iones de calcio y magnesio en la misma por iones de sodio. La corriente suavizada del suavizador al tren CEDI corriente abajo no debiera tener una tendencia a formar incrustación durante la desalinización a la calidad de agua potable objetivo. El suavizador es regenerado periódicamente por la solución de salmuera al 10% suministrada por el tren ED 2, etapa 1.
El dispositivo de electrodesionizacion proporciona el transporte de iones Na+ y Cl~ desde la corriente de salmuera (NaCl al 10%) a una corriente de rechazo. El transporte de contraiones desde la corriente de dilución hacia la corriente de rechazo debiera mantener la electroneutralidad . El voltaje termodinámico neto a través de las corrientes se reduce debido a que al menos una porción del voltaje DC es generada por los pares de medias celdas. Aunque no se ilustra, cualquiera de las corrientes de rechazo EDI puede ser reciclada a la alimentación en los dispositivos ED.
El efluente desde los compartimientos de salmuera se .puede descargar a un tanque de almacenamiento para uso como un regenerante del suavizador.
Algunos de los parámetros de simulación (concentración TDS y velocidades de flujo) incluyen (con referencia a las figuras 2 y 3): • Entrada Entrada de agua de mar: 35,700 ppm 25,277 m3/hr • Primera Etapa de Tratamiento Primer tren ED 220, Primer dispositivo ED 321A y segundo dispositivo ED 322B Entrada de agua de mar a 3, 100 mVhr compartimiento de vaciado 321D1: Entrada de agua de mar a 5, 167 m3/hr compartimiento de concentración 321C1 : Rechazo del compartimiento 321C1: 49, 929 ppm Entrada a compartimiento de 10, 000 ppm vaciado 322D2: 100 m3/nr Entrada de agua de mar a 067 m3/hr compartimiento de concentración 322C2 : Rechazo de compartimiento 322C2: , 929 ppm Agua de producto 321 desde el 500 ppm compartimiento 322D2: Salmuera del tren ED 222: 99, 500 ppm Segundo tren ED 222, Tercer dispositivo ED 323A y Cuarto dispositivo ED 324B Entrada de agua de mar a 4, 900 m3/hr compartimiento de vaciado 323D1: Entrada de agua de mar a 2, 100 m3/hr compartimiento de concentración 323C1: Salida de salmuera desde el 99,467 ppm salinidad compartimiento 323C1: al 10%) Entrada a compartimiento de 10, 000 ppm vaciado 324D2: Entrada de agua de mar a 5,277 m3/hr compartimiento de concentración 324C2: Rechazo del compartimiento 324C2: 42,664 ppm Salida del compartimiento 324D2: 2,500 ppm • Segunda etapa Entrada a suavizador 330 2, 500 ppm • Tercera etapa de tratamiento Dispositivo de electrodesionización 340 Entrada a compartimiento de 8, 000 m3/hr vaciado 511: Entrada de agua de mar a primer 2, 667 m3/hr compartimiento de concentración 541 : Entrada a compartimiento 512 2,100 m3/hr salinidad (salmuera ) : al 10%) Salida de salmuera del 91,848 ppm compartimiento 512: • Producto Salida del compartimiento 500 ppm TABLA 2 ED general ED/EDI general TDS en alimentación a 35,700 ppm 35,700 ppm corriente de producto TDS en alimentación a 35,700 ppm 35,700 ppm corriente de rechazo Recuperación 39.9% 32.9% Velocidad de flujo por 1.79 gfd 1.60 gfd área de membrana (flujo) 0.0030 m/hr 0.0027 m/hr TDS de producto 2, 500 ppm 500 ppm TDS de rechazo - Etapa 1 99,467 ppm a Etapa 5 TDS de rechazo — Etapa 6 42, 664 ppm a Etapa 7 Potencia total 1,706 k 1,799 kW Energía total requerida 1.39 kWh/nv 1.47 kWh/mJ por unidad de producto 5.27 k h/Kgal 5.56 kWh/Kgal 0.560 0.627 Área de membrana por pies2/gpd pies2/gpd velocidad de flujo 329.9 369.1 m2/ (m3/hr) m2/ (m3/hr) Velocidad de flujo de 1,225 m3/hr 1,225 m3/hr producto Velocidad de flujo de 525 m3/hr rechazo Etapa 1 a 5 Velocidad de flujo de 1, 319 m3/hr rechazo Etapa 6 y 7 Velocidad de flujo de 1,844 m3/hr rechazo, ED total Velocidad de flujo de 2,504 m3/hr rechazo, ED/EDI total Área de membrana 404,068 m2 452, 171 m2 proyectada total TABLA 3A Etapa 1 2 3 TDS en alimentación a 35700 ppm 30000 ppm 25000 ppm corriente de producto TDS en alimentación de 35700 ppm 52800 ppm 64467 ppm corriente de rechazo Caída de voltaje 0.0584 0.0632 0.0744 total por par de Voltios Voltios Voltios celdas Recuperación 75.0 % 70.0 % 70.0 % Velocidad de 25.0 gfd 25.0 gfd 25.0 gfd flujo por área 0.0174 0.0174 0.0174 de membrana gpm/pies2 gpm/pies2 gpm/pies2 (flujo) 0.0424 m/hr 0.0424 m/hr 0.0424 m/hr TDS de producto 30000 ppm 25000 ppm 20000 ppm TDS de rechazo 52800 ppm 64467 ppm 76133 ppm Potencia total 196.7 k 186.8 kW 220.1 kW Energía total requerida por 0.161 k h/m3 0.153 kWh/m3 0.180 kWh/m3 unidad de 0.61 kWh/Kgal 0.58 kWh/Kgal 0.68 kWh/Kgal producto Área de membrana 0.04 piesVgpd 0.04 piesVgpd 0.04 piesVgpd por velocidad de 23.56 23.56 23.56 flujo m2/ (m3/hr) m2/ (m3/hr) m2/ (m3/hr) Velocidad de flujo de 1225 m3/hr 1225 m3/hr 1225 m3/hr producto Velocidad de 408 m3/nr 525 m3/hr 525 m3/hr flujo de rechazo Área de membrana de cationes 28862 m2 28862 m2 28862 m2 proyectada total Área de membrana de aniones 28862 m2 28862 m2 28862 m2 proyectada total Área de membrana 57724 m2 57724 m2 57724 m2 proyectada total TABLA 3B Etapa 4 5 6 TDS en alimentación a 20000 ppm 15000 ppm 10000 ppm corriente de producto TDS en alimentación de 76133 ppm 87800 ppm 35700 ppm corriente de rechazo Caída de voltaje 0.0892 0.1110 0.1160 total por par de Voltios Voltios Voltios celdas Recuperación 70.0% 70.0% 65.0% Velocidad de 25.0 gfd 25.0 gfd 25.0 gfd flujo por área 0.0174 0.0174 0.0174 de membrana gpm/pies2 gpm/pies2 gpm/pies2 (flujo) 0.0424 m/hr 0.0424 m/hr 0.0424 m/hr TDS de producto 15000 ppm 10000 ppm 5000 ppm TDS de rechazo 87800 ppm 99467 ppm 44986 ppm Potencia total 263.8 kW 328.2 kW 342.9 kW Energía total requerida por 0.215 kWh/m3 0.268 kWh/m3 0.280 kWh/m3 unidad de 0.82 kWh/Kgal 1.01 kWh/Kgal 1.06 kWh/Kgal producto Área de membrana 0.04 pies2/gpd 0.04 piesVgpd 0.04 piesVgpd por velocidad de 23.56 23.56 23.56 flujo m2/ (m3/nr) m2/ (m3/hr) m2/ (m3/hr) Velocidad de flujo de 1225 m3/hr 1225 m3/hr 1225 m3/hr producto Velocidad de 525 m3/hr 525 m3/hr 660 m3/hr flujo de rechazo Área de membrana de cationes 28862 m2 28862 m2 28862 m2 proyectada total Área de membrana de aniones 28862 m2 28862 m2 28862 m2 proyectada total Área de membrana 57724 m2 57724 m2 57724 m2 proyectada total TABLA 3C Etapa EDI 7 TDS en alimentación a corriente de 5000 ppm 2500 ppm producto TDS en alimentación de corriente de 35700 ppm 35700 ppm rechazo Caída de voltaje total por par de 0.1133 Voltios 0.0788 Voltios celdas Recuperación 65.0% 70.0% Velocidad de flujo 60.0 gfd 25.0 gfd por área de membrana 0.0417 0.0174 gpm/pies2 (flujo) gpm/pies2 0.0424 m/hr 0.1019 m/hr TDS de producto 2500 ppm 500 ppm TDS de rechazo 40343 ppm 40367 ppm Potencia total 167.5 kW 93.2 kW Energía total 0.137 kWh/m3 0.076 kWh/m3 requerida por unidad 0.52 kWh/Kgal 0.29 kWh/Kgal de producto' Área de membrana por 0.04 pies2/gpd 0.02 pies2/gpd velocidad de flujo 23.56 m2/ (m3/hr) 9.82 m2/ (m3/hr) Velocidad de flujo 1225 m3/hr 1225 m3/hr de producto Velocidad de flujo 660 m3/hr 525 m3/hr de rechazo Área de membrana de cationes proyectada 28862 m2 24052 m2 total Área de membrana de aniones proyectada 28862 m2 24052 m2 total Área de membrana 57724 m2 48103 m2 proyectada total TABLA 4 EJEMPLO 4 Este ejemplo describe un dispositivo EDI mejorado por Donnan de acuerdo con uno o más aspectos de la invención. La figura 8 muestra un esquema del proceso EDI mejorado por Donnan, con cuatro celdas identificadas como la "unidad de repetición" en un módulo.
En la ausencia de un campo eléctrico aplicado, aniones en la corriente de salmuera Bl son transferidos hacia la corriente de concentración C1B a la derecha a través de la membrana de intercambio de aniones de separación debido a la diferencia de concentración entre las corrientes de salmuera y concentración". Para mantener la electroneutralidad, una cantidad equivalente de especies catiónicas, sobre una base de carga, típicamente migraría desde la corriente de dilución DI hacia la corriente de concentración C1B, a través de la membrana selectiva de cationes CM. De manera similar, las especies catiónicas por lo regular migran desde la corriente de salmuera Bl hacia la corriente de concentración CIA a través de otra membrana selectiva de cationes CM . Para mantener la electroneutralidad, las especies aniónicas típicamente migran desde la corriente de dilución D2 hacia la corriente de concentración CIA, a través de la membrana selectiva de aniones AM. En efecto, la transferencia de iones desde una corriente de salmuera hacia las corrientes de concentración adyacentes debido a la diferencia de concentración, se puede considerar como la migración de promoción de especies iónicas desde las corrientes de dilución a las corrientes de concentración para mantener la electroneutralidad. Las corrientes de dilución entonces son desionizadas.
Si se aplica un campo eléctrico DC de corriente directa, la transferencia iónica debido al campo eléctrico puede ser aumentada por el fenómeno de migración iónicas debido a la diferencia de concentración entre las corrientes de salmuera y de concentración adyacente en un proceso denominado como EDI mejorado por Donnan, el cual está basado en el potencial de Donnan que surge como resultado de una diferencia de concentración de iones a través de una membrana de intercambio iónico permeable a esos iones.
EJEMPLO 5 Este ejemplo describe configuraciones alternativas del sistema de tratamiento y técnicas de la invención, utilizando dispositivos ED, con dispositivos de suavización y EDI para desalinizar agua salobre y agua de mar.
Las figuras 9 y 9B muestran modalidades adicionales del sistema de tratamiento de acuerdo con uno o más aspectos de la invención. En contraste con el sistema ilustrado en la figura 2, el sistema de tratamiento 905 además utiliza un tercer tren de unidade-s de electrodiálisis TREN ED 3 colocado para recibir agua al menos parcialmente tratada y tratar adicionalmente la corriente de agua mediante la remoción de al menos una porción de las especies objetivo antes del intercambio iónico y tratamiento adicional en la tercera etapa de tratamiento la cual puede ser un dispositivo de electrodesionización mejorado por Donnan (DE-EDI). La figura 9B muestra otro sistema de tratamiento ejemplar 910 que también utiliza un tercer tren de unidades de electrodiálisis TREN ED 3, el cual también está colocado para recibir el agua al menos parcialmente tratada . y tratar adicionalmente la corriente de agua, pero utiliza un EDI convencional sin una corriente de salmuera, o un EDI con polaridad y flujo inverso (EDIR) , en lugar de un dispositivo DE-EDI.
El dispositivo EDI R está colocado corriente abajo desde el suavizador IX y puede tolerar corrientes de alimentación de dureza superior, lo cual puede permitir una menor remoción de dureza de suavizador,' o mayor saturación de dureza antes de la regeneración. Las condiciones de saturación superiores incrementarían el tiempo entre las regeneraciones de la unidad de suavizador IX y también pueden reducir el tamaño y costos de capital y operativos de los suavizadores.
Variaciones o modificaciones adicionales de los sistemas de las figuras 9A y 9B pueden involucrar, por ejemplo, desechar el suavizador IX antes del TREN ED 3.
La figura 9A ilustra una versión adicional del proceso de la figura 2 utilizando ED, intercambio iónico y EDI. El agua de mar, pretratada según sea necesario, es alimentada a dos trenes ED paralelos. El tren 1 por lo general es un tren ED estándar, pero puede estar equipado con membranas específicas monovalentes. El tren ED 2 de preferencia está equipado con membranas selectivas monovalentes a fin de producir una salmuera con un alto contenido de cloruro de sodio. Las corrientes diluidas de 1 y 2 son combinadas y alimentadas al tren ED 3 opcional para tratamiento a fin de reducir adicionalmente el contenido de iones. Si se utiliza el tren 3, la corriente diluida de 3 es alimentada a un suavizador con la capacidad para reducir la concentración de iones de calcio a un nivel esencialmente sin incrustación mientras que adsorbe los iones de magnesio a una cantidad relativamente menor. Esto reduce el volumen necesario de resina de intercambio de cationes. La corriente de baja salida de incrustación es alimentada a un dispositivo de electrodesionización el cual produce el agua de producto final y un concentrado que, en esta modalidad, se combina con la corriente de concentrado del tren ED 2. Ésta se puede almacenar para posterior uso como salmuera de regeneración para el suavizador, o se puede utilizar directamente, o desechar como residuo.
La figura 9B ilustra un proceso similar al mostrado en la figura 9A, excepto que la corriente de salmuera del tren ED 2, es almacenada para posterior uso como salmuera de regeneración para el suavizador, o se utiliza directamente para regeneración, o se desecha como residuo .
Dichos sistemas se pueden utilizar para desalínizar agua de mar, asi como agua salobre de estuarios, rios y/o incluso agua subterránea.
EJEMPLO 6 En este ejemplo, se realizaron experimentos; de desalinización utilizando módulos de electrodiálisis jlos i cuales tenían ya sea membranas selectivas estándar o monovalentes. La solución de alimentación inicial fue una solución NaCl de aproximadamente 35, 000 ppm o agua de mar sintética con sólidos disueltos totales (TDS) de I aproximadamente 35,000 ppm. ¡ Las figuras 11A y 11B muestran la energía calculada reguerida por m3 de producto ED a medida que¡ la i concentración objetivo en la corriente de producto 1 se redujo de aproximadamente 35,000 ppm a aproximadamente ¡500 ppm, utilizando membranas de iones selectivas estándar (figura 11A) y membranas selectivas monovalentes (figura 11A) . Las membranas selectivas monovalentes utilizadas fueron la membrana selectiva de cationes CMS y la membrana selectiva de aniones AMS de Tokuyama Soda Co., Tokio, Japón. Las figuras 12A y 12B muestran las fraccionesl de especies catiónicas (figura 12A) y especies aniónicas (figura 12B) restantes con relación a las etapas ' de I electrodiálisis utilizando membranas selectivas monovalentes .
Para ambos tipos de módulos ED, el consumo de energía es más elevado cuando la alimentación es aguai de i mar sintética. La relación de consumo de energía para agua de mar en comparación con la solución NaCl sintética, varía de 17% - 32% para un módulo ED con membranas estándar y 21% para un módulo ED con membranas selectivas monovalentes.
El consumo de energía es mucho más alto paraj un módulo ED con membranas monovalentes, casi dos veces aquél de un módulo ED con membranas estándar.
El consumo de energía incrementado gradualmente como el TDS del producto objetivo se redujo por debajo de aproximadamente 5,000 ppm. ¡ El agua de mar contiene iones divalentes tales como Ca+2, Mg+2, y SO4"2 además de NaCl, tal como se muestra enlistado anteriormente en el Ejemplo 1, lo cual puede i afectar el consumo de energía de iones divalentes, tal como se ilustra con los datos entre el agua de mar y la solución NaCl sintética.
Debido a que las membranas selectivas monovalentes de preferencia permiten el paso de iones monovalentes con relación a iones divalentes, se cree que la relación" de i concentraciones de iones divalentes a monovalentes en 'los compartimientos de dilución incrementaría a medida que el I agua de mar es desalinizada en una serie de módulos ED. iLas figuras 12A y 12B muestran la fracción de iones restantes i en un experimento con módulos ED con membranas selectivas i monovalentes. Los datos muestran que las membranas retardan el paso de iones divalentes con relación a iones monovalentes. La selectividad de la membrana de aniones es casi del 100%, lo cual es consistente con los datos i publicados en las membranas de aniones selectivas monovalentes de Tokuyama Soda. Una membrana de aniones perfectamente selectiva daría como resultado que no haya transferencia de iones S04 y, por lo tanto, la cantidad de iones SO4 restante permanecería al 100%. Se cree que el incremento en la concentración de S04 se debe . a un fenómeno i de electroósmosis , en donde el agua también es transportada a través de las membranas.
Con base en las figuras 12A y 12B, se cree qué el consumo de energía superior en módulos ED con membranas selectivas monovalentes se debe al incremento en . la relación de concentraciones de iones divalentes, a monovalentes. También se espera que la remoción de iones divalentes en el agua de alimentación, particularmente S04, redujera el consumo de energía en ambos módulos ED y EDI.
La remoción de iones divalentes como parte del pretratamiento al paso ED mediante nanofiltración (NF) , por I ejemplo, reduciría el consumo de energía de los pasos E?D y EDI. El producto NF entonces contendría principalmente aCl .y KC1 a una concentración inferior que el agua de mar; de I inicio y requeriría menos energía para desalinizar a 500 ppm. Por lo tanto, en algunas configuraciones de la invención, se pueden utilizar operaciones NF como ¡ un i proceso impulsado por presión para facilitar ! la recuperación, y la energía gastada y remanente en el rechazo NF reducirían adicionalmente el consumo de energía i del sistema. Los dispositivos de recuperación de energía, originalmente desarrollados para osmosis inversa (RO), se consideran como aplicables también a unidades de operación NF. ! De manera alternativa, un paso de intercambio1 de aniones regenerados de sal por adelantado de jlos I dispositivos ED o entre los dispositivos ED y EDI también reduciría el consumo de energía general.
Estudios sobre Intercambio de Iones (IEX) En el siguiente análisis, algunos términos y terminología se utilizan con significados específicos dirigidos a las descripciones y explicaciones en este documento.
La electrodiálisis (ED) y electrodiálisis inversa (EDR) se describirán de manera genérica como electrodiálisis excepto en la situación en donde específicamente señala cualquiera de los dos. ¡ Las membranas selectivas monovalentes o selectivas i univalentes o de manera equivalente membranas ¡ de intercambio iónico son membranas que principalmente transfieren iones monovalentes. Las membranas : de transferencia de cationes selectivas monovalentes principalmente transfieren sodio, potasio, etc. de igual forma, las membranas de aniones selectivas monovalentes , i transfieren iones, tales como cloruro, bromuro, etc. i La corriente diluida se refiere a la corriente vaciada de iones que resulta de un proceso : de electrodiálisis o electrodesionización . La corriente concentrada es la corriente que contiene los i^nes transferidos. I Tal como aquí se utiliza, un paso j de electrodiálisis significa el uso de electrodiálisis o electrodiálisis inversa. Esto se puede realizar a través1 de un sistema de una pila o muchas pilas de membranas operadas en una manera entendida por aquellos expertos en la técnica de la purificación de agua o desalinización de agua. ! De i manera similar, un paso de electrodesionización signifjica el uso de una o más pilas de electrodesionización : de cualquier tamaño necesario para el uso particular.
Las resinas utilizadas fueron Lewatit (Sykjron Birmingham, NJ) , Amberlite (Rohm & Haas, Philadelphia , EjA) , Purolite (Blal Cynwyd, PA) , Diaion (Mitsubishi Tqkyo Japan) . ' Conectado de manera fluida se refiere al liquido de un paso del proceso o pieza de equipo que está siendo transferida a otro paso o pieza de equipo. Esto se piiede lograr mediante entubado y cualesquiera válvulas y equipo de control asociado, o se podría realizar en un modo: de I semi-lote donde el fluido es mantenido en un tanque u otro almacenamiento después de un paso del proceso hasta qué es bombeado o de otra forma transportado a un siguiente paso del proceso o pieza de equipo.
La saturación de 2 mg/1 de calcio en el suavizador se utiliza como una cifra de mérito para describir^ la i efectividad de la columna del suavizador. En saturación, el contenido de iones de calcio está en o por arriba, de aproximadamente 2 mg/1 y el contenido de calcio en el efluente comienza a aumentar rápidamente. En esta etapa,, la regeneración puede ser considera por el operador del I proceso. ' i ED monovalente o univalente se utiliza ¡?ara producir una salmuera con aproximadamente 10% de contenido de cloruro de sodio, el cual ha resultado tener la capacidad para regenerar el suavizador del presente proceso. No obstante, la salmuera asi producida contendrá cationes divalentes. Esto será en una proporción inferiqr a la contenida en el agua de mar alimentada, pero aún asi ¡con la capacidad para interferir hasta cierto punto en ! la regeneración de la columna. j I i El uso de suavizadores de intercambio iónico selectivo para reducir de manera selectiva el contenido de calcio de una corriente de agua será útil en muchas aplicaciones. Aunque gran parte de este análisis se ! ha enfocado en el uso de suavizador de intercambio iónico selectivo previo a EDI, están disponibles otros usos. La reducción del contenido de calcio en la alimentación! de I agua a membranas de osmosis inversa ayudaría a mantener la productividad. En procesos que requieren sales de magnesio purificadas, esta tecnología puede proporcionar materiales de inicio de magnesio más puros, o incluso produdtos finales. Por ejemplo, el sulfato de magnesio se utiliza; en i embarazo para evitar contracciones prematuras y crisis¡ de epilepsia, y para tratar ataques al corazón y asma. El hidróxido de magnesio es un retardante de flama, y aditivo de productos de petróleo. Por lo tanto, la tecnología tiene I I uso general . ¡ íoo I j El agua de mar tiene aproximadamente una relación 6:1 de iones de magnesio a calcio, lo cual mejora ¡los beneficios de utilizar suavizador de intercambio iónico selectivo de calcio. Al utilizar un suavizador ' de intercambio iónico selectivo, es posible una reducción de 6 partes en el tamaño del' suavizador de intercambio iónico. i Este diseño se puede utilizar a nivel mundial, ya que ílas i ¡ diferencias en la relación geográficamente no deberían afectar en gran medida la operación. Otras aguas, tal como el drenaje de minas de ácido, tienen relaciones variables y pudieran no ser tan apropiadas para este enfoque.
Se sabe que los cationes multivalentes tienen| un I efecto perjudicial en EDI. De manera sorprendente, se| ha encontrado que la remoción de la principal porción de icjnes de calcio fue suficiente para evitar el deterioro de ¡EDI sin la necesidad de remover un alto porcentaje de ionesj de i magnesio. En agua de mar típica, el calcio es aproximadamente 1/6 de dureza total. Debido a que los iónes de magnesio son muy solubles, éstos debieran representar I menos problema en el dispositivo y paso de EDI que el calcio siempre y cuando el pH no suba mucho. Por lo tanto, el diseño y operación de los suavizadores para remover selectivamente calcio mientras se permite que el magnesio pase reducirá el tamaño del suavizador y los costos operativos, asi como también reducirá la cantidad, de salmuera al 10% que tendrá que ser utilizada en la regeneración. j La reducción de la salmuera necesaria también permitirá que una mayor proporción del flujo ! de alimentación se dirija al tren ED con membranas estándar en i lugar del tren con membranas monoselectivas . Las membranas estándar son más eficientes y removerán más iónes i divalentes, reduciendo la carga en el suavizador. i El prácticamente operará el proceso aqui descrito para reducir el uso de energía. Un aspecto de esto es controlar la cantidad de flujo al ED selectivo monovalente. i Esto se debe a la alta energía extraída de las membranas selectivas. Un practicante puede utilizar una membrana altamente selectiva para elevar al máximo el porcentaje) de cloruro de sodio en la salmuera y reducir al mínimo] la interferencia de iones divalentes. Un beneficio agregado puede ser el flujo reducido a través del proceso I ED I selectivo, en caso que la pureza superior del cloruro de I sodio permita flujos inferiores.
Un método operativo alternativo es, para | el I practicante, tener que aceptar una fuga divalente incrementada, particularmente iones de calcio, en j la i salmuera que se está produciendo a través de las membránas selectivas. La fuga incrementada ocurre con membranas permeables a los iones superiores, las cuales operan con i requerimientos de energía inferiores.
Estudios experimentales realizados en conjunto con este trabajo, han mostrado una estrategia de flujo j de í corriente diluida óptima de 84% del Tren 1, con membranas ED estándar y 16% del tren 2, teniendo una membrana o membranas monoselectivas , proporcionando una relación de flujos regulares a monoselectivos de aproximadamente 5.2¡5 a I aproximadamente 1.0. Esta relación será afectada |por cambios en las concentraciones iónicas del agua : de alimentación y también por el grado de selectividad de; la membrana selectiva monovalente. Por ejemplo, una membrana de intercambio iónico que ¦ es más selectiva que las membranas experimentales, tendría como resultado 1 un incremento en la relación de ED estándar a ED selectivo monovalente. Para optimizar los flujos, la relación de porcentajes de corriente diluidas que constituyen la corriente diluida total entre al menos el primer paso! ED regular y el segundo paso selectivo monovalente sería de aproximadamente 9.0 a aproximadamente 1.0, con máyor preferencia entre aproximadamente 6.0 a aproximadamente il .0 y con mayor preferencia entre 5.25 a aproximadamente lj.0.
Otras relaciones aceptables incluyen entre aproximadamente 4.0 a aproximadamente 1.0 y de aproximadamente' 3.0 a aproximadamente 1.0.
Los principales hallazgos del presente trabajo son que, mediante la elección adecuada de los medios de intercambio iónico y las condiciones operativas, la remoción de calcio y la relación de iones de calcio a magnesio se pueden optimizar con un mínimo de medios. Ésto reducirá los costos de capital y operativos del paso Idel suavizador de intercambio iónico. j I Variables que afectan la remoción selectiva j de iones de calcio mediante intercambiadores de cationes, son el tipo de medios, la reticulación en porcentaje de los i I medios, el método de regeneración, particularmente ¡ la I concentración regenerante, las variables del proceso; de adsorción y desorpción, tal como velocidades de flujo y grado de regeneración. ' Los medios del intercambiador de cationes generalmente comprenden perlas de polímero reticulado con grupos negativamente cargados. Una estructura polimética muy común para los intercambiadores de cationes es j el i poliestireno sulfonado reticulado con divinilbenceno . Al incrementar el porcentaje de reticulaciones en la estructura, se proporciona una perla con menos porosidad y menor capacidad. No obstante, el contenido reticulado superior proporcionará una selectividad incrementada, ! es i decir, mayores diferencias en afinidad para diferentes iones. El practicante tiene que equilibrar la selectividad superior, en este caso incrementando la relación de adsorción de calcio a magnesio, con capacidad reducida, este último efecto requerirá ya sea columnas más grandes o regeneración más frecuente. j El volumen de solución utilizada para la regeneración es controlado para optimizar la eficiencia. El volumen es medido en número de volúmenes de lecho de i solución regenerante que se utiliza. Los volúmenes de lecho I se refieren a la solución de regeneración o volumen de salmuera utilizado en términos del número de volúmenes j equivalentes de columna empaquetada. Éste es esencialmente el volumen total de solución dividido entre el volumen de columna. Muy pocos volúmenes de lecho de solución de i regeneración regenerarán de manera incompleta la columna, requiriendo regeneraciones más frecuentes y agregando costos. El uso excesivo de volúmenes de lecho reduce' la concentración de las sales en el efluente, lo cual agregará I más dificultad y costos al desecho del residuo. Añadidjo a esto, está el costo agregado de producir una solución! de regeneración extra.
Otras variables de regeneración que afectan! el rendimiento del proceso son la concentración de clorurO| de sodio en la solución de regeneración, y la cantidad de cationes divalentes, principalmente calcio y magnesio en la salmuera de regeneración. Un contenido más alto de -cloruro de sodio reducirá el tiempo de regeneración y el volumen dé salmuera necesario. No obstante, la producción de mayores concentraciones de salmuera requiere más energía y agregará más iones divalentes a la salmuera. | I El diseñador del proceso puede elegir utilizar 'una combinación de columnas de suavizador para remoción J de cationes y aniones a fin de optimizar la remoción de iones antes del paso EDI . Esto removerá los iones de sulfato entre otros que pudieran envenenar los medios positivamente cargados en el espacio de flujo en los módulos EDI. i El uso de membranas de aniones selectivas proporciona beneficios agregados a los sistemas y procesos aquí descritos. Las membranas de aniones selectivas, serían especialmente útiles para la remoción de iones de sulfato.
La remoción de sulfato es importante en diversas aplicaciones. En la electrodiálisis , es bien sabido que ¡los iones de sulfato incrementan la resistividad de las membranas de transferencia de aniones- y ocasionan un use- de energía incrementado no deseado. La incrustación de sulfato i de calcio en membranas de osmosis inversa puede reducir i dramáticamente la productividad. La membrana 1 de nanofiltración (NF) FILMTEC™ SR90 es un ejemplo de ¡una membrana específicamente desarrollado para remover sulfato y, por ejemplo, evitar la precipitación de la incrustación de sulfato en pozos petroleros mar adentro donde se inyecta agua de mar. j La nanofiltración también tiene la propiedad general de contar con una alta capacidad de rechazo para iones multivalentes , al mismo tiempo que tiene un rectiazo menor para iones monovalentes. Los procesos se pueden contemplar en la situación donde la membrana NF apropiada reducirá en gran medida el contenido divalente de agua¡ de mar que está siendo alimentada al ED o pasos del suavizador de intercambio iónico, reduciendo la energía utilizada mediante la reducción de los requerimientos de energía superiores de iones divalentes de electrodiálisis . j Otros medios para reducir la incrustación 1 de I cationes divalentes, particularmente calcio, pueden ser utilizados para reducir a un límite los dispositivos! de electrodiálisis y los pasos del proceso. Se puede utilizar un suavizador de intercambio iónico como parte del pretratamiento para el agua de mar, o se puede utilizar en la alimentación al dispositivo ED de membrana selectiva.¡ La I reducción del calcio y magnesio que contacta a estos dispositivos, particularmente los dispositivos selectivos, reducirán los requerimientos de energía. ] Un experto en la técnica del agua, particularmente desalinización de agua de mar mediante electrodiálisis , reconocerá que las elecciones involucradas en el diseño y operación de una planta tal como se mencionó anteriormente, dependerán de muchas variables especificas para cada planta. Estas variables pueden incluir el volumen de salida de la planta, el tipo de agua alimentada y las concentraciones iónicas, la huella de la planta y su efecto en el diseño del proceso, y el costo de los medios de intercambio iónico diversos disponibles. El experto en! la técnica adaptará las presentes enseñanzas para que '. se ajusten a la planta de interés particular.
El ejemplo 7 muestra los efectos de diferentes medios de intercambio de cationes, los cuales también tienen diferente porcentaje de reticulación (XL) . La tábla 14 resume la cantidad adsorbida y desorbida, asi como 'los volúmenes de lecho de salmuera de regeneración requeridos. i El K2629 (XL al 18%) y el SK116 (XL al 16%L) en su ensayo inicial tienen un alto volumen de lecho en su ensayo I inicial, lo cual se debe presumiblemente a que están: en forma ácida cuando son recibidos. El segundo ensayo de cada uno es más representativo del uso a largo plazo regular.
Estos segundos ensayos y el ensayo para la resina j S100 muestran que la resina SK116 opera durante más tiempo, BV=106 (número de volúmenes de lecho en el cual la concentración de calcio efluente alcanza aproximadamente 2 miligramos por litro (mg/1) y adsorbe la cantidad más grande de calcio. Éste no tiene el porcentaje j de reticulación más elevado.
I I Comparando la concentración efluente de calcip y magnesio a la concentración de efluente de calcio aproximada de 2 mg/1, la tabla a continuación muestra ¡que SK116 tiene una selectividad alta ya que la cantidad de iones de magnesio que pasa es la más alta de los tres medios .
Un experto en la técnica observará que no se puede basar únicamente en el porcentaje de reticulación clasificado, sino que debe evaluar los medios en el proceso de interés. j I El ejemplo 8 proporciona los resultados de1 un ensayo que compara tres resinas probadas en tres ensayos secuenciales . Los resultados del tercer ensayo ! se registraron en las tablas 18 a IEX 25. El resumen en¡ la Tabla 15 mostrado a continuación muestra los volúmenesj de lecho altos iniciales observados para los nuevos medios para las resinas Purolite y Lewatit. Los resultados también i muestran resultados inconsistentes entre el segundo' y tercer ensayos, lo cual indica que un experto en la técnica del intercambio iónico que se tienen que realizar bastantes I ensayos para tener el conocimiento suficiente a finí de elegir una resina operativa. i El ejemplo 9 compara los modos de operación de¡ la regeneración concurrente y contracorriente. Los resultados en la Tabla 18 indican que el modo contracorriente proporciona una mayor cantidad de desorpción y requiere menos volúmenes de lecho de salmuera. La resina Diaion SK116 también tuvo una alta relación de adsorción de calcio a magnesio como también se observó en los resultados de la Tabla 12. En la saturación de Ca 2 mg/1 aproximada, ¡los I datos de esta prueba fueron 1.83 mg/1 de Ca y 108.5 mg/1 de i Mg en la muestra efluente para el ciclo de agotamiento previo a la regeneración contracorriente y 2.18 de Ca a 46 Mg para el ciclo de agotamiento previo a la regeneración concurrente. Esto muestra el potencial para operar a volúmenes de resina reducidos mediante la elección adecujada del tipo de resina. i El ejemplo 10 se realizó con agua de mar sintética formada mediante la disolución de sales de mar locales a una concentración de aproximadamente 3.5%. Los datos (Tabla 26) para esta resina muestran una alta remoción de iones de calcio y magnesio previamente en el ensayo con una saturación aguda de iones de magnesio y una saturación de calcio más lenta. 1 El ejemplo 11 compara tres niveles de concentración de salmuera en el paso de regeneración.! La Tabla IEX 33 a continuación resume los resultados.
TABLA 38 I Regeneración de Lewatit SlOO con soluciones al 4% - 6% -8%.
Los resultados muestran que estos datos indican 'que los mejores resultados son de la salmuera al 6% intermedia en términos de cantidad adsorbida y desorbida y la eficienciaj.
Las Tablas 35 y 36 proporcionan los resultados^ de dos ensayos en los cuales se corrió ED de múltiples etapas con una membrana selectiva de cationes. El paso promedio' de iones se calculó como 1 menos la concentración en la etlapa diluida. j Los resultados de estos ensayos se muestran en' la I siguiente Tabla.
I I Estos resultados indican el rango de las relaciones de paso disponibles con esta membrana selectiva al ingeniero de diseño del proceso a utilizar para i optimizar los requerimientos de energía tal como · se describió anteriormente. Otras membranas, incluyendo |las membranas de desarrollo futuro pueden proporcionar otros rangos de uso. i La Tabla 37 proporciona las concentraciones! de rechazo (es decir, corriente de concentrado) utilizando membranas de cationes monoselectivas . En este ensayo, ^ el contenido de calcio de la corriente de rechazo llega a1 un pico a aproximadamente 500 mg/1. Esto es ilustrativo de¡ un ensayo típico, pero no se debiera considerar como juna limitación .
EJEMPLOS I EJEMPLO 7 Comparación de resinas de intercambio iónico ique tienen diferentes porcentajes de reticulación.
Las soluciones de prueba de la siguiente I composición se constituyeron y corrieron a través > de diferentes resinas IEX en columnas de las mismas dimensiones aproximadas. Los resultados tabulados muestran la reducción de iones específicos como una función del tiempo operativo durante el ciclo de agotamiento, y el curso de tiempo de la regeneración de iones específicos . I TABLA 5 I TABLA 6 Condiciones operativas del ciclo de agotamiento y resinas i I utilizadas. ' I TABLA 7 ; Las muestras de regeneración fueron tomadas a I ! intervalos de diez minutos después de un corrimiento inicial de diez minutos. El tiempo de residencia aproximado para el regenerante en la columna fue de 50 minutos. Después de la Ii regeneración, agua desionizada fue pasada de medio acuoso a medio oleoso a la misma velocidad durante 15-25 minutJs y i después a dos veces esa velocidad durante 20-25 minutos. ! Se tomaron muestras en el- tiempo indicado y se analizaron para los iones específicos.
TABLA 8 Concentraciones de iones durante ciclo de agotamiento Lewátit S100. ' ¡ TABLA 9 Regeneración de resina Lewatit S100 ! TABLA 10 Agotamiento utilizando Lewatit K2629 I TABLA 11 Regeneración de Lewatit TABLA 12 Agotamiento utilizando Diaion SK116 Análisis de laboratorio para iones Rendimiento Código específicos, mg/1 ! Duración Volúmede (min . ) ( litros ) nes de muestra Ca Mg Na Cl j S04 lecho Alimenta 0 0 0 59.05 136.45 1,709 29.335 2485.9 520 ción 60 3.360 15.247 L#286 120 6.720 30.495 L#287 0.495 0.33 1748 2.605 2485. '9 550 180 10.080 45.742 L#288 240 13.440 60.990 L#289 300 16.800 76.237 L#290 360 20.160 91.485 L#291 420 23.520 106.732 L#292 480 26.880 121.980 L#293 0.52 13.94 1, 764 25.23 2485.9 550 540 30.240 13 .227 L#294 0.265 44.25 1,723 24.735 2485. & 550 600 33.600 152.475 L#295 0.005 85.45 1,489 20.015 2485.9 660 36.960 167.722 L#296 <0.1 118.2 1,436 18.68 2485.9 I TABLA 13 1 Ciclo de regeneración para Diaion SK 116 i TABLA 1 j Resumen de resinas y % de comparación de reticulación. i i EJEMPLO 8 En otro conjunto de ensayos, tres resinas fueron operadas tal como se describe en el Ejemplo 1. Cada resina fue probada en tres ensayos secuenciales . Los resultados se i resumen en la siguiente Tabla 15. ' TABLA 15 I En el Ejemplo 9 a continuación, el Diaion SK116 se probó para agotamiento como se hizo anteriormente y se regeneró en los modos concurrente y corriente. La Tablaj 16 proporciona los datos operativos del agotamiento, y la Tabla datos operativos de la regeneración TABLA 16 i TABLA 17 Regenerante "IN" y enjuague lento Enjuague rápido (desde arriba hacía (desde arriba hacia abajo, es decir abaj o ) paralelo) Velocidad Velocidad Escenario de flujo Escenario de flujo Paralelo de bomba medida , de bomba medida , ml/min . ml/min . 14 16 24 26 Regenerante "IN" y Enjuague rápido enjuague lento (desde arriba hacia (desde abajo hacia abaj o) arriba ) Velocidad Velocidad ContraEscenario de flujo Escenario de flujo corriente de bomba medida, de bomba medida, ml/min . ml/min . 14 16 24 27 TABLA 18 j Desorpcion de iones de calcio en modos paralelo y contracorriente | I EJEMPLO 10 j Comparación de Purolite C100, Amberlite IR12001, y Lewatit S100. Promedio de las tres condiciones corridas.
TABLA. 19 Condiciones operativas para comparación de resina I TABLA 20 Agotamiento de Purolite C100 Ensayo 3 Análisis de laboratorio para iones Rendimiento Código específicos, mg/1 | Duración Volúmede (min . ) (litros ) nes de muestra Ca Mg Na K Cl s o4 lecho i Alimenta 0 0 0 58 100 1, 400 15 2700 400 ción 30 1.530 7.116 P#54 3 9 1800 1 ! 60 3.060 1 .233 P#55 90 4.590 21.349 P#56 120 6.120 28.465 P#57 150 7.650 35.581 P#58 ; 180 9.180 42.698 P#59 i 210 10.710 49.814 P#60 1 240 12.240 56.930 P#61 270 13.770 64.047 P#62 300 15.300 71.163 P#63 330 16.830 78.279 P#64 3.7 22 1600 360 18.360 85.395 P#65 390 19.890 92.512 P#66 5.5 38 1700 420 21.420 99.628 P#67 450 22.950 106.744 P#68 7.6 67 1, 600 480 24.480 113.860 P#69 510 26.010 120.977 P#70 11 92 1, 700 540 27.540 128.093 P#71 13 120 1, 700 570 29.070 135.209 P#72 15 130 1, 600 1 TABLA 21 Regeneración de Purolite C100 Ensayo 3 TABLA 22 Agotamiento de Amberlite IR1200 Ensayo 3 Análisis de laboratorio para iones Rendimiento Código específicos, mg/1 Duración Volúmede (min. ) (litros) nes de muestra Ca Mg Na K Cl SO, lecho Alimenta 0 0 0 58 100 1, 400 15 2700 400 ción 30 1.575 7.292 A#54 2.7 8.4 1800 60 3.150 14.583 A#55 90 4.725 21.875 A#56 120 6.300 29.167 A#57 150 7.875 36.458 A#58 180 9.450 43.750 A#59 210 11.025 51.042 A#60 240 12.600 58.333 A#61 270 14.175 65.625 A#62 300 15.750 72.917 A#63 330 17.325 80.208 A#64 3 15 1800 360 18.900 87.500 A#65 390 20.475 94.792 A#66 5 36 1800 420 22.050 102.083 A#67 450 23.625 109.375 A#68 8.5 86 1, 700 480 25.200 116.667 A#69 510 26.775 123.958 A#70 13 130 1, 600 540 28.350 131.250 A#71 14 130 1, 500 570 29.925 138.542 A#72 14 140 1, 600 TABLA 23 Regeneración de Amberlite IR1200 Ensayo 3 Tabla 24 Agotamiento de Lewatit S100 Ensayo 3 Análisis de laboratorio para iones Rendimiento Código específicos, mg/1 Duración Volúmede (min . ) (litros) nes de muestra Ca Mg Na K Cl S04 lecho Alimen¬ 0 0 0 58 100 1, 400 15 2700 ; 400 tación 30 1.530 7.018 L#54 2.6 8.4 1800 60 3.060 14.037 L#55 90 4.590 21.055 L#56 120 6.120 28.073 L#57 150 7.650 35.092 L#58 180 9.180 42.110 L#59 210 10.710 49.128 L#60 240 12.240 56.147 L#61 270 13.770 63.165 L#62 300 15.300 70.183 L#63 330 16.830 77.202 L#64 2.2 6.5 1800 360 18.360 84.220 L#65 390 19.890 91.239 L#66 2.2 7.4 1800 t 420 21.420 98.257 L#67 450 22.950 105.275 L#68 5 44 1, 800 480 24.480 112.294 L#69 510 26.010 119.312 L#70 11 130 1, 600 540 27.540 126.330 L#71 11 140 1, 600 570 29.070 133.349 L#72 11 130¦ 1, 600 Tabla 25 Regeneración de Lewatit SlOO Ensayo 3 EJEMPLO 10 Pruebas realizadas con modo de agua de mar al 3.5% (p/p) de sales de agua de mar local (Singapur) .
TABLA 26 Condiciones operativas Diámetro Velocidad Altura de Tipo de Volumen de de de flujo columna , resina resina, mi columna , medida, mm mm mi/min .
Lewatit 191 26 360 15.00 TP208 TABLA 27 i Ciclo de agotamiento de Lewatit TP 208 con agua de mar: sintética EJEMPLO 11 Prueba del efecto de diferentes soluciones de regeneración.
TABLA 28 ! Resinas y condiciones operativas , Volumen Diámetro Altura Velocidad Concentración Tipo de de de de de flujo de resina resina, columna , columna medida, regenerante mi mm mm ml/min .
Lewatit 218 26 410 44.00 8% S100 .Lewatit 218 26 410 44.00 6% S100 Lewatit 218 26 410 44.00 4% S100 i TABLA 29 : Peso de productos químicos utilizados (g/1) para regeneración TABLA 30 Ciclo de agotamiento para regeneración al 8% I TABLA IEX 28 Regeneración con solución al 8% TABLA 31 Ciclo para regeneración al 6% Análisis de laboratorio para iones Rendimiento Código específicos, mg/1 ! Duración Volúmede (min . ) (litros) nes de muestra Ca Mg Na Cl ! so4 lecho Alimenta 0 0 0 59.8 119.7 1, 403 14.22 2433¡ 520 ción 60 2.640 12.126 L#163 2.64 8.34 1523 61.2 2499 ¡ 580 120 5.280 24.253 L#164 180 7.920 36.379 L#165 240 10.560 48.505 L#166 300 13.200 60.631 L#167 ? 360 15.840 72.758 L#168 1.94 8.05 1, 557 18.52 2429 580. 420 18.480 8 .884 L#169. 2.73 21.64 1, 491 17.64 2429 ¡ 500 480 21.120 97.010 L#170 6.06 75.5 1, 441 16.14 2360 500 540 23.760 109.136 L#171 10.64 142.4 1, 339 13.77 24331 500 548 24.112 110.753 10.64 142.4 TABLA 32 Regeneración con solución al 6% TABLA 33 Ciclo de agotamiento para Regeneración al 4% i TABLA 34 -^— -—— Regeneración con solución al Análisis de laboratorio para iónes Rendimiento Código específicos, mg/1 ! Duración Volúmede (mi . ) (litros) nes de muestra Ca Mg Na K Cl S04 lecho 323 1130 13900 660 24800! 2070 Regenera 0 0 0 nte 266 1, 256 14, 085 721 24, 674 990 fresco i 1 10 0.066 0.3031567 L#214 319 596 2, 796 30 5, 526 750 20 0.226 1.0380821 L#215 1, 696 2, 528 7, 154 81 23, 63Í 2, 050 30 0.386 1.7730075 L#216 1, 595 2, 794 8,410 87 25, 021 2, 100 1 40 0.546 2.5079328 L#217 1, 290 2, 768 9, 952 90 24, 674 2, 100 50 0.706 3.2428582 L#218 929 2, 114 10, 090 99 25, 021 2, 050 60 0.866 3.9777836 L#219 839 1, 862 11, 910 180 24, 674 2, 050 70 1.026 4.7127089 L#220 670 1, 674 12, 278 294 24, 326 2, 050 80 1.186 5.4476343 L#221 595 1, 536 13, 318 440 24, 326 2, 050 90 1.346 6.1825597 L#222 501 1, 488 13, 382 532 25,021 2, 050 100 1.506 6.9174851 L#223 439 1, 474 13, 792 598 31, 972 2, 000 110 1.666 7.6524104 L#224 386 1, 452 13, 862 626 24, 674 2, 050 120 1.826 8.3873358 L#225 318 1, 320 12,772 587 25, 02 2, 100 i 130 1.986 9.1222612 L#226 287 1, 312 12, 698 587 24, 674 2, 000 i 140 2.146 9.8571865 L#227 273 1, 370 13, 094 608 25, 02Í 2, 000 150 2.306 10.592112 L#228 258 1, 360 13, 140 617 24, 674 2, 050 drenaj e incluido incluido L#229 227 1, 325 13, 138 611 24, 326 2, 000 combinado incluido incluido combinado 784 1, 923 12, 505 456 25,214' 2, 100 1 TABLA 35 MUESTRAS DEL EXPERIMENTO ED CON Membrana de Cationes Selectiva Monovalente CMS de Soda Tokuyama .
SOLUCIÓN DE ALIMENTACIÓN "Tropic Marin".
TABLA 36 I Membranas de Cationes Selectivas Monovalentes CMS de Tokuyama Soda. I SOLUCIÓN DE ALIMENTACIÓN "INSTANT OCEAN".
TABLA 37 Concentraciones de rechazo de Membranas de cationes selectivas monovalentes CMS de Tokuyama Soda. SOLUCIÓN DE ALIMENTACIÓN "INSTANT OCEAN" La Tabla 39 a continuación y la figura asociada muestran los resultados de los ensayos de etiqueta ST. En la 15ava etapa, el porcentaje de sodio en la corriente diluida ha caído a aproximadamente 10% de la alimentación, y el porcentaje de Mg remanente en la corriente diluida está comenzando a declinar de manera precipitada a partir de j ese 1 punto. La concentración del concentrado correspondiente! ha incrementado 87% sobre la concentración de alimentación1. A aproximadamente el 30% de decline en la concentraciónj de sodio de la corriente diluida, la concentración de magnesio en el concentrado es incrementada en 63%.
TABLA 39 Fabricante Tipo País de origen I Membrana de cationes ASTOM CMX Japón 1 Membrana de aniones ASTOM AMX Japón Fracción de cationes remanentes contra no. de etapa.
Módulo de prueba ED con membrana de cationes selectiva! No. de etapa Algunos aspectos de la presente invención proporcionan sistemas y técnicas de desalinización de agua de mar a través de procesos eléctricamente impulsados, j La transferencia de iones facilitada por un potencial eléctrico se describe como un proceso relativamente eficiente debido a que la resistencia al movimiento de los iones es limitada 'por las membranas que son utilizadas para separar agua purificada de agua residual/concentrada. Características y aspectos adicionales de la invención pueden realizar una operaciónj de pretratamiento tal como aquí se describe. j I Habiendo descrito ahora algunas modalidades ilustrativas de la invención, debiera ser aparente para aquellos expertos en la técnica que lo anterior , es simplemente ilustrativo y no limitativo, habiéndose presentado a manera de ejemplo únicamente. De hecho, alg nas configuraciones ejemplares de los dispositivos, sistemas y técnicas de la invención y componentes particulares I implementados en dichas configuraciones se consideran ¡una parte de la presente descripción. Por ejemplo, cada una¡ de las unidades de operación, cuando aquí se describen como pudiéndose conectar o conectadas, tal como conectado r de manera fluida, involucran puertos de entrada y salida respectivos que proporcionan dicha conectividad . Ejemplos| no limitativos de estructuras de conexión incluyen tubos y bridas roscadas o soldadas aseguradas por pernos y tuercas^ y típicamente selladas con arandelas. Numerosas modificaciones I y otras modalidades están dentro del alcance de un experto en i la técnica y están contempladas como incluidas en el alcance de la invención. En particular, aunque muchos de los ejemplos aquí presentados involucran combinaciones específicas de actos del método o elementos del sistema, se debiera entender que esos actos y esos elementos se pueden combinar en otlras formas para lograr los mismos objetivos. i Aquellos expertos en la técnica debieran apreciar que los parámetros y configuraciones aqui descritas ^son ejemplares y que parámetros y/o configuraciones reales dependerán de la aplicación especifica en la cual se utilizan los sistemas y técnicas de la invención. Aquellos expertos en la técnica debieran reconocer o pudieran aseverar, utilizando t no más de la experimentación de rutina, equivalentes a ¡las modalidades especificas de la invención. Por lo tanto,; se entenderá que las modalidades aqui descritas son presentadas i a manera de ejemplo únicamente y que, dentro del alcancé de las reivindicaciones anexas y equivalentes a las mismas;| la I invención se puede practicar de otra forma a ! la específicamente aqui descrita.
Además, también se debiera apreciar que ¦ la invención está dirigida a cada característica, sistema, subsistema o técnica aquí descrita y cualquier combinación de dos o más características, sistemas, subsistemas o técnicas I aquí descritas y cualquier combinación de dos o jmás I características, sistemas, subsistemas y/o métodos, si dichas características, sistemas, subsistemas y técnicas no son mutuamente inconsistentes, se considera que está dentro del alcance de la invención tal como se incorpora en jlas reivindicaciones. Además, los actos, elementos y características analizadas, únicamente en conexión con una modalidad no pretenden ser excluidas de un papel similar en otras modalidades. : Tal como aquí se utiliza, el término "pluralidad" i se refiere a dos o más artículos o componentes. Los términos i "que comprende", "que incluye", "que lleva", "que tiene", "que contiene" y que "involucra", ya sea en la descripción escrita o las reivindicaciones y similares, son términos con significado abierto, es decir, significan "incluyendo pero no limitado a". Por lo tanto, el uso de dichos términos pretende abarcar los artículos enlistados en lo sucesivo, ¡ y equivalentes de los mismos, así como artículos adicionales. Únicamente las frases de transición "que consiste de" y jque I consiste esencialmente de", son frases de transición cerradas o semicerradas, respectivamente, con respecto a las reivindicaciones. El uso de términos ordinales, tales como "primero", "segundo", "tercero" y similares en ¡las reivindicaciones para modificar un elemento de ! la reivindicación, por sí mismo no tiene la connotación de alguna prioridad, precedencia u orden de un elemento j de reivindicación sobre otro o el orden temporal en el cual se ejecutan los actos de un método, pero se utilizan simplemente como etiquetas para descingir un elemento de la ¡ reivindicación que tiene un cierto nombre de otro elemento que tiene un mismo nombre, pero para uso del término ordinal I es para distinguir los elementos de la reivindicación.

Claims (38)

NOVEDAD DE LA INVENCION Habiendo descrito el presente invento, 1 se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como prioridad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES
1.- Un proceso de desalinización de agua de mar, que comprende, a. proporcionar una fuente de agua de mar pretratada conectada de manera fluida a un paso de electrodiálisis , I b. dicho paso de electrodiálisis comprende al menos una membrana de transferencia de cationes y una membrana de transferencia de aniones, comprendiendo además que al menos una de dicha membrana de transferencia de catione's y membrana de transferencia de aniones sea una membrana de transfere cia i I de iones monoselectiva para producir una corriente diluida y una corriente concentrada a partir de dicha agua de mar, en donde j c. la corriente diluida está conectada de manera fluida a un paso de suavizador de intercambio de iones coiji la capacidad para remover al menos calcio, d. dicho paso de suavizador de intercambio de iones tiene la propiedad de que a una concentración de saturación i I de 2 miligramos por litro de iones de calcio, la relación de iones de calcio a iones de magnesio en el efluente de intercambio de iones es menor que la relación de iones^ de calcio a iones de magnesio en la corriente diluida ¡ de afluente, y e. proporcionar una corriente efluente de suavizador de intercambio de iones que tenga un contenido reducido de iones de calcio.
2.- Un proceso de desalinización de agua i que comprende : a. proporcionar una fuente de agua de mar pretratada conectada de manera fluida a, j b. por lo menos un primer paso de electrodiálisis, el paso de electrodiálisis comprende al menos una membrana de transferencia de cationes y al menos una membrana | de i transferencia de aniones para producir una primera corriente diluida y una primera corriente concentrada a partir de dicha agua de mar, y c. dicha fuente de agua conectada de manera fluida a un segundo paso de electrodiálisis, d. dicho segundo paso de electrodiálisis comprende i al menos una membrana de transferencia de cationes y al menos una membrana de transferencia de aniones comprendiendo además que al menos una de dicha membrana de transferencia' de cationes y membrana de transferencia de aniones sea una membrana de transferencia de iones monoselectiva para producir una segunda corriente diluida y una segunda corriente concentrada a partir de dicha agua de mar, ¡ e . en donde las corrientes diluidas están I conectadas de manera fluida a un paso de suavizador1 de intercambio de iones con la capacidad para remover al menos calcio, f. dicho paso de intercambio de iones tiene la propiedad de que a una concentración de saturación de 2 miligramos por litro de iones de calcio, la relación de iones de calcio a iones de magnesio en el efluente de intercambio de iones es menor que la relación de iones de calcio a iones I de magnesio en la corriente diluida afluente, y ¡ g. proporcionar una corriente efluente ( de í suavizador de intercambio de iones que tenga contenido reducido de iones de calcio. j
3.- Un proceso de desalinización de agua de mar, que comprende, I a. proporcionar una fuente de agua de mar pretratada conectada de manera fluida a, b. un paso de electrodiálisis que comprende! al menos una membrana de transferencia de cationes y juna i membrana de transferencia de aniones, comprendiendo además que al menos una de dicha membrana de transferencia> de i cationes y membrana de transferencia de aniones sea juna i membrana de transferencia de iones monoselectiva , para producir una corriente diluida y una corriente concentrada a partir de dicha agua de mar, en donde c. la corriente diluida está conectada de manera fluida a un paso de suavizador de intercambio de iones con la capacidad para remover al menos calcio, d. dicho paso de suavizador de intercambio de iones tiene la propiedad de que a una concentración de saturación de 2 miligramos por litro de iones de calcio, la relación de iones de calcio a iones de magnesio en el efluente, de intercambio de iones es menor que la relación de iones de l calcio a iones de magnesio en la corriente diluida afluente, i y, · e. el efluente de intercambio de iones conectado de manera fluida a un paso de electrodesionización para prodücir el agua de producto final. ! Ii
4. Un proceso de desalinización de agua 'que comprende: a. proporcionar una fuente de agua de jmar pretratada conectada de manera fluida a un primer pasó de j electrodiálisis , ' b. dicho primer paso de electrodiálisis es un paso de electrodiálisis que comprende al menos una membranai de transferencia de cationes y al menos una membrana de transferencia de aniones para producir una primera corriente diluida y una primera corriente concentrada a partir de dicha agua de mar, y c. dicha fuente de agua conectada de manera fluida a un segundo paso de electrodiálisis, d. dicho segundo paso de electrodiálisis comprende i al menos una membrana de transferencia de cationes y al menos una membrana de transferencia de aniones comprendiendo además que al menos una de dicha membrana de transferencia ¡ de cationes y membrana de transferencia de aniones sea una membrana de transferencia de iones monoselectiva para producir una segunda corriente diluida y una segunda corriente concentrada a partir de dicha agua de mar, • e. en donde las corrientes diluidas están conectadas de manera fluida a un paso de suavizador j de i intercambio de iones con la capacidad de remover al menos calcio, y j I f. dicho paso de intercambio de iones tiene, la propiedad de que a una concentración de saturación dé 2 miligramos por litro de iones de calcio, la relación de iones de calcio a iones de magnesio en el efluente de intercambio de iones es menor que la relación de iones de calcio a iones I de magnesio en la corriente diluida afluente, y ' g. el efluente de intercambio de iones conectado de manera fluida a un paso de electrodesionización para producir agua de producto final. '
5.- El proceso de conformidad con la reivindicación 1 ó 2 ó 3 ó 4, caracterizado porque: (i) la membrana| de transferencia de cationes es una membrana de transferencia de cationes monoselectiva, o (ii) la membrana de transferencia de aniones es una membrana de transferencia de aniones monoselectiva, o (iii) la membrana de transferencia de cationes y la membrana de transferencia de aniones son una membrana de transferencia de cationes monoselectiva y una membrana de transferencia de aniones monoselectiva, I respectivamente. j
6.- El proceso de conformidad con la reivindicación 1 ó 2 ó 3 ó 4, caracterizado porque la membrana1 de transferencia de cationes es una membrana de transferencia de cationes monoselectiva que tiene una relación de selectividad para iones de sodio a iones de calcio de aproximadamente ¡1.5 a aproximadamente 8.0, o de aproximadamente 1.9| a I aproximadamente 5.0. ,
7.- El proceso de conformidad con la reivindicación 1 ó 2 ó 3 ó 4, caracterizado porque la relación de ionesj de calcio a iones de magnesio en el efluente de intercambio: de iones es menor que aproximadamente 0.2, o menor ¡que i aproximadamente 0.1, o menor que aproximadamente 0.05. j
8. - El proceso de conformidad con la reivindicación 1 ó 2 ó 3 ó 4, caracterizado porque el incremento en la concentración de iones de calcio en la corriente concentrada I es menor que aproximadamente 100% con base en I la i concentración de alimentación cuando el vaciado de sodió en la corriente diluida es aproximadamente 90%, o aproximadamente 70%. j
9. - El proceso de conformidad con la reivindicación 1 ó 2 ó 3 ó 4, caracterizado porque al menos un paso del proceso de membrana de nanofiltración es utilizado para proporcionar el agua de mar pretratada.
10. - El proceso de conformidad con la reivindicación 1 ó 3 ó 4, caracterizado porque el concentrado del paso de electrodiálisis se utiliza para regeneran el suavizador de intercambio de iones. ¡ i
11. - El proceso de conformidad con ! la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque un paso de proóeso de membrana de nanofiltración filtra la corriente diluida proporcionada al suavizador de intercambio de iones. j
12. - El proceso de conformidad con j la reivindicación 1 ó 3, caracterizado porque al menos un paso del proceso de suavizador de intercambio de iones se utiliza para proporcionar el agua de mar pretratada.
13. - El proceso de conformidad con ] la reivindicación 2 ó 4, caracterizado porque la relación dé la i velocidad de flujo de la corriente diluida desde el primer paso de electrodiálisis a aquél de la velocidad de flujo de diluido del segundo paso de electrodiálisis es | de aproximadamente 5.25 a aproximadamente 1.0, o ^ de aproximadamente 6.0 a aproximadamente 1.0.
14. - El proceso de conformidad con J la reivindicación 2 ó 4, caracterizado porque al menos un paso del proceso de suavizador de intercambio de iones se utiliza para proporcionar el agua de mar pretratada al segundo paso de electrodiálisis. |
15. - El proceso de conformidad con ; la reivindicación 2 ó 4, caracterizado porque un paso de proceso de reducción de calcio se utiliza para proporcionar el agua de mar pretratada al segundo paso de electrodiálisis. '
16. - El proceso de conformidad con 1 la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque un paso jdel proceso de membrana de nanofiltración reduce el contenido de calcio de la corriente proporcionada al suavizador 1 de intercambio de iones. !
17. - El proceso de conformidad con j la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque el paso ' de í j 148 i electrodesionización comprende un paso de proceso utilizando un dispositivo de electrodesionización que comprende: j un primer compartimiento de vaciado, j el compartimiento de vaciado definido al menos parcialmente ' por una membrana selectiva catiónica y una primera membrana selectiva aniónica; j un primer compartimiento de concentración conectado i I de manera fluida corriente abajo desde una fuente de¡ un primer liquido acuoso que tiene una primera concentración de sólidos disueltos, y en comunicación iónica con el primer compartimiento de vaciado a través de la membrana selectiva catiónica; y j un segundo compartimiento de vaciado conectadoj de manera fluida corriente abajo desde una fuente de un segundo liquido acuoso que tiene una segunda concentración de sólidos disueltos que es mayor que la primera concentraciónI de i sólidos disueltos, y en comunicación iónica con el primer compartimiento de concentración a través de una segunda membrana selectiva aniónica. j
18.- El proceso de conformidad con j la i reivindicación 2, caracterizado porque el concentrado ¡del segundo paso de electrodiálisis se utiliza para regenera í el suavizador de intercambio de iones. ¡ i
19.- El proceso de conformidad con i la I reivindicación 10 ó 18, caracterizado porque la salmuera de regeneración contiene menos de aproximadamente 1000 mg/1 iones de calcio, o menos de aproximadamente 500 mg/1 iones de calcio. í
20.- Un sistema de desalinizacion de agua de mar, que comprende, a. un dispositivo de electrodiálisis conectadoj de manera fluida a una fuente de agua de mar pretratada para producir una corriente diluida y una corriente concentrada a partir de dicha agua de mar, que comprende: j b. al menos una membrana de transferencia de cationes y una membrana de transferencia de aniones, comprendiendo además que al menos una de dicha membranaj de transferencia de cationes y membrana de ' transferencia \ de i aniones sea una membrana de transferencia de idnes monoselectiva, en donde, j i c. la corriente diluida del paso de electrodiálisis está conectada de manera fluida a un paso de suavizador de intercambio de iones, y J d. dicho paso del suavizador de intercambio j de iones tiene la propiedad de que a una concentración | de saturación de 2 miligramos por litro de iones de calcio, j la relación de iones de calcio a iones de magnesio en | el I efluente de intercambio de iones es menor que la relación' de iones de calcio a iones de magnesio en la corriente diluida afluente .
21.- Un sistema de desalinización de agua que comprende : a. un primer dispositivo de electrodiálisis conectado de manera fluida a una fuente de agua de ¡mar pretratada para producir una primera corriente diluida y una primera corriente concentrada a partir de dicha agua de mar que comprende, al menos una membrana de transferencia de cationes y una membrana de transferencia de aniones, y, | i b. un segundo dispositivo de electrodiálisis j conectado de manera fluida a dicha fuente de agua de mar pretratada para producir una segunda corriente diluida y una segunda corriente concentrada a partir de dicha agua de [mar que comprende, al menos una membrana de transferencia de cationes y una membrana de transferencia de aniones, comprendiendo además que al menos una de dicha membrana de transferencia de cationes y membrana de transferencia de aniones sea una membrana de transferencia de iones monoselectiva, en donde i c. la corriente diluida del paso de electrodiálisis está conectada de manera fluida a un paso de suavizador de intercambio de iones, y d. dicho paso de suavizador de intercambio de iones tiene la propiedad de que a una concentración de saturación de 2 miligramos por litro de iones de calcio, la relación1 de iones de calcio a iones de magnesio en el efluente j de I intercambio de iones es menor que la relación de iones; de calcio a iones de magnesio en la corriente diluida afluente.
22.- Un sistema de desalinización de agua de mar que comprende: a. un dispositivo de electrodiálisis conectado| de manera fluida a una fuente de agua de mar pretratada para producir una corriente diluida y una corriente concentrada a partir de dicha agua de mar que comprende, b. al menos una membrana de transferencia1 de cationes y una membrana de transferencia de aniones, comprendiendo además que al menos una de dicha membrana1 de i transferencia de cationes y membrana de transferencia] de I I aniones sea una membrana de transferencia de iones i monoselectiva, en donde, | c. la corriente diluida del paso de electrodiálisis está conectada de manera fluida a un paso de suavizador de intercambio de iones, y j . i d. dicho paso de suavizador de intercambio de iones tiene la propiedad de que a una concentración de saturación de 2 miligramos por litro de iones de calcio, la relación de iones de calcio a iones de magnesio en el efluente1 de intercambio de iones es menor que la relación de iones de calcio a iones de magnesio en la corriente diluida afluente, y' I e. el efluente de intercambio de iones conectado de i manera fluida a un paso de electrodesionización para producir agua de producto final. <
23.- Un sistema de desalinización de agua que comprende, a. un primer dispositivo de electrodiálisis conectado de manera fluida a una fuente de agua de !mar I pretratada para producir una primera corriente diluida y 'una primera corriente concentrada a partir de dicha agua de mar que comprende, al menos una membrana de transferencia de cationes y una membrana de transferencia de aniones, y b. un segundo dispositivo de electrodiálisis conectado de manera fluida a dicha fuente de agua de ¡mar pretratada para producir una segunda corriente diluida y ¡una segunda corriente concentrada a partir de dicha agua de ¡mar que comprende, al menos una membrana de transferencia de cationes y una membrana de transferencia de aniones, comprendiendo además que al menos una de dicha membrana de transferencia de cationes y membrana de transferencia! de _ I aniones sea una membrana de transferencia de iónes i monoselectiva, en donde c. la corriente diluida del paso de electrodiálisis está conectada de manera fluida a un paso de suavizador de intercambio de iones, y, d. dicho paso de suavizador de intercambio de iones tiene la propiedad de que a una concentración de saturación de 2 miligramos por litro de iones de calcio, la relación de iones de calcio a iones de magnesio en el efluente ¡ de intercambio de iones es menor que la relación de iones, de calcio a iones de magnesio en la corriente diluida afluente, y' ! e. el efluente de intercambio de iones conectado de manera fluida a un paso de electrodesionizacion para prodücir agua de producto final.
24.- El sistema de conformidad con la reivindicación 20 ó 21 ó 22 ó 23, caracterizado porque: (i) la membrana de transferencia de cationes es una membranal de transferencia de cationes monoselectiva, o (ii) la membrana de transferencia de aniones es una membrana de transferencia de aniones monoselectiva, o (iii) la membrana de transferencia de cationes y la membrana de transferencia; de aniones son una membrana de transferencia de cationes monoselectiva y una membrana de transferencia de aniones monoselectiva, respectivamente.
25.- El sistema de conformidad con j la reivindicación 20 ó 21 ó 22 ó 23, caracterizado porquej la membrana de transferencia de cationes es una membrana, de transferencia de cationes monoselectiva que tiene , una relación de selectividad para iones de sodio a ioneS| de I calcio de aproximadamente 1.5 a aproximadamente 8.0, o; de aproximadamente 1.9 a aproximadamente 5.0.
26.- El sistema de conformidad con la reivindicación 20 ó 21 ó 22 ó 23, caracterizado porque el suavizador de intercambio de iones está diseñado para producir una relación de iones de calcio a iones de magnesio en el efluente de intercambio de iones de menos ¡ de aproximadamente 0.2, o menos de aproximadamente 0.1, o menos de aproximadamente 0.05.
27.- El sistema de conformidad con la reivindicación 21 ó 22 ó 23, caracterizado porque el concentrado del segundo paso de electrodiálisis está conectado de manera fluida al suavizador de intercambio: de iones a fin de regenerar el suavizador de intercambioj de iones . ¡
28.- El sistema de conformidad con ' la reivindicación 20 ó 22, caracterizado porque al menos un paso del proceso de membrana de nanofiltración se utiliza para proporcionar el agua de mar pretratada.
29.- El sistema de conformidad con la reivindicación 20 ó 22, caracterizado porque al menos un paso del proceso de suavizador de intercambio de iones se utiliza para proporcionar el agua de mar pretratada.
30. - El sistema de conformidad con la reivindicación 20 ó 22, caracterizado porque un paso de proceso de membrana de nanofiltración filtra la corriente diluida proporcionada al suavizador de. intercambio de iones
31. - El sistema de conformidad con la reivindicación 21 ó 23, caracterizado porque la relación! de la velocidad de flujo de la corriente diluida desde el primer paso de electrodiálisis a aquella de la velocidad de flujo de diluido del segundo paso de electrodiálisis es de aproximadamente 0.70 a aproximadamente 1.0, o de aproximadamente 0.75 a aproximadamente 0.85.
32.- El sistema de conformidad con la reivindicación 21 ó 23, que además comprende al menos un dispositivo de pretratamiento de agua de mar de nanofiltración unido de manera fluida a cualquiera o ambos de los dispositivos de electrodiálisis.
33.- El sistema de conformidad con la reivindicación 21 ó 23, que además comprende al menos un dispositivo de pretratamiento de agua de mar de suavizador de intercambio de iones unido de- manera fluida a cualquiera o ambos de los dispositivos de electrodiálisis. i
34. - El sistema de conformidad con | la i reivindicación 21 ó 23, que además comprende al menos! un dispositivo de pretratamiento de agua de mar de reducción de calcio unido de manera fluida a cualquiera o ambos de ;los dispositivos de electrodiálisis .
35. - El sistema de conformidad con la reivindicación 21 ó 23, que además comprende un filtro, de corriente diluida de membrana de nanofiltración unido ; de manera fluida al suavizador de intercambio de iones. ,
36.- El sistema de conformidad con la reivindicación 22 ó 23, caracterizado porque el dispositivo de electrodesionizacion comprende, í un primer compartimiento de vaciado, el compartimiento de vaciado definido al menos parcialmente por una membrana selectiva catiónica y una primera membrana selectiva aniónica; > un primer compartimiento de concentración conectado de manera fluida corriente abajo desde una fuente de: un primer liquido acuoso que tiene una primera concentración de sólidos disueltos, y en comunicación iónica con el primer compartimiento de vaciado a través de la membrana selectiva catiónica; y un segundo compartimiento de vaciado conectado de manera fluida corriente abajo desde una fuente de un segundo líquido acuoso que tiene una segunda concentración de sólidos disueltos que es mayor que la primera concentración de sólidos disueltos, y en comunicación iónica con el primer compartimiento de concentración a través de una segunda membrana selectiva aniónica.
37. - El sistema de conformidad con ! la I reivindicación 20, caracterizado porque el concentrado ¡del paso de electrodiálisis está conectado de manera fluida! al suavizador de intercambio de iones a fin de regenerar¡ el suavizador de intercambio de iones.
38. - El sistema de conformidad con ; la reivindicación 27 ó 37, caracterizado porque el dispositivo de electrodiálisis produce una solución de regeneración de salmuera que contiene menos de aproximadamente 1000 mg/11 de iones de calcio, o menos de aproximadamente 500 mg/1 de iones de calcio. I
MX2010010844A 2008-04-03 2009-04-03 Sistema y metodo de baja energia para desalinizar agua de mar. MX2010010844A (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US4204008P 2008-04-03 2008-04-03
PCT/US2009/002099 WO2009123751A2 (en) 2008-04-03 2009-04-03 Low energy system and method of desalinating seawater

Publications (1)

Publication Number Publication Date
MX2010010844A true MX2010010844A (es) 2010-11-01

Family

ID=41136060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MX2010010844A MX2010010844A (es) 2008-04-03 2009-04-03 Sistema y metodo de baja energia para desalinizar agua de mar.

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20110180477A1 (es)
EP (1) EP2259854A4 (es)
CN (1) CN102046253A (es)
AU (1) AU2009232342A1 (es)
BR (1) BRPI0910988A2 (es)
EA (1) EA201071159A1 (es)
IL (1) IL208186A0 (es)
MX (1) MX2010010844A (es)
SG (1) SG189686A1 (es)
WO (1) WO2009123751A2 (es)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8715477B2 (en) 2010-10-22 2014-05-06 Ionic Solutions Ltd. Apparatus and process for separation and selective recomposition of ions
ES2680019T3 (es) * 2010-12-21 2018-09-03 Ge Healthcare As Desalinización de una composición que comprende un agente de contraste
CN102807266B (zh) 2011-05-31 2014-12-10 通用电气公司 超级电容脱盐单元、装置和方法
CN103058425B (zh) 2011-10-21 2015-07-29 通用电气公司 脱盐系统和方法
US20130126353A1 (en) * 2011-11-17 2013-05-23 General Electric Company Electrodialysis with ion exchange and bi-polar electrodialysis
WO2014028465A1 (en) * 2012-08-13 2014-02-20 Enviro Water Minerals Company, Inc. System for removing minerals from a brine using electrodialysis
WO2014038935A1 (en) * 2012-09-04 2014-03-13 Fujifilm Manufacturing Europe B.V. Purification of aqueous liquids
CN103332811B (zh) * 2013-04-22 2014-07-02 康静 苦咸水淡化工艺方法及其应用装置
CN105555718B (zh) * 2013-06-26 2018-05-29 懿华水处理技术有限责任公司 用于极化控制的方法和系统
CA2893345C (en) * 2013-07-29 2017-01-24 Saltworks Technologies Inc. Hybrid electrochemical softening desalination system and method
JP6105005B2 (ja) * 2015-08-12 2017-03-29 オルガノ株式会社 電気式脱イオン水製造装置及び脱イオン水の製造方法
US11017344B2 (en) * 2016-09-12 2021-05-25 Ecolab Usa Inc. Method and apparatus for predicting depletion of deionization tanks and optimizing delivery schedules
WO2019169128A1 (en) * 2018-03-02 2019-09-06 Lyondellbasell Acetyls, Llc Method and apparatus for resin wafer enhanced electrodeionization to selectively separate acids
MX2021005068A (es) 2018-11-16 2021-06-15 Magna Imperio Systems Corp Espaciadores para dispositivo de intercambio ionico.
CN109928552A (zh) * 2019-03-13 2019-06-25 佛山市云米电器科技有限公司 一种具有杀菌模块的电脱盐净水系统
WO2020264012A1 (en) * 2019-06-25 2020-12-30 Magna Imperio Systems Corp. Electrodialysis process and bipolar membrane electrodialysis devices for silica removal
CN110316883A (zh) * 2019-06-28 2019-10-11 武汉大学 脱硫废水资源化电渗析技术
CN113929194B (zh) * 2020-06-29 2023-06-09 佛山市顺德区美的饮水机制造有限公司 水处理装置
CN112694180A (zh) * 2020-11-27 2021-04-23 燕山大学 一种高度集成的反渗透海水淡化系统
US11655413B2 (en) * 2021-02-04 2023-05-23 Saudi Arabian Oil Company Methods for removing sulfate ions from seawater to form injection fluids
CN113051323B (zh) * 2021-03-11 2023-09-01 江苏省生态环境监控中心(江苏省环境信息中心) 一种水环境大数据交换方法
US11746280B2 (en) * 2021-06-14 2023-09-05 Saudi Arabian Oil Company Production of barium sulfate and fracturing fluid via mixing of produced water and seawater
CN115196724B (zh) * 2022-09-19 2023-01-06 欣格瑞（山东）环境科技有限公司 交换极电化学复合离子置换集成除盐装置及其实施方法

Family Cites Families (106)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2788319A (en) * 1956-02-07 1957-04-09 Clayton Manufacturing Co Ion exchange method and apparatus
GB879181A (en) * 1958-02-03 1961-10-04 Permutit Co Ltd Improvements relating to the removal of dissolved solids from liquids
US3074864A (en) * 1959-04-21 1963-01-22 Gen Electric Methods of and apparatus for demineralizing raw water
US3165460A (en) * 1962-04-11 1965-01-12 American Mach & Foundry Electrolytic acid generator
US3375208A (en) * 1967-07-26 1968-03-26 Esb Inc Method for preparing a microporous thermoplastic resin material
US3645884A (en) * 1969-07-10 1972-02-29 Edwin R Gilliland Electrolytic ion exchange apparatus
US3639231A (en) * 1970-11-13 1972-02-01 Bresler And Associates Inc Desalination process
JPS4916189B1 (es) * 1970-12-23 1974-04-20
JPS5112313B2 (es) * 1972-09-01 1976-04-17
US3869376A (en) * 1973-05-14 1975-03-04 Alvaro R Tejeda System for demineralizing water by electrodialysis
US3870033A (en) * 1973-11-30 1975-03-11 Aqua Media Ultra pure water process and apparatus
US4089758A (en) * 1974-05-24 1978-05-16 Imperial Chemical Industries Limited Electrolytic process
US4191811A (en) * 1977-03-01 1980-03-04 Ionics, Incorported Ion exchange membranes based upon polyphenylene sulfide and fluorocarbon polymeric binder
US4094778A (en) * 1977-06-27 1978-06-13 Union Carbide Corporation Sequestering of CA++ and MG++ in aqueous media using zeolite mixtures
US4153761A (en) * 1978-04-21 1979-05-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method of removing foulants from ion exchange resins
US4197206A (en) * 1978-09-13 1980-04-08 Karn William S Heat sealable ion permeable membranes
US4374232A (en) * 1979-01-26 1983-02-15 Gelman Sciences Inc. Graft copolymer membrane and processes of manufacturing and using the same
US4321145A (en) * 1980-06-11 1982-03-23 Carlson Lee G Ion exchange treatment for removing toxic metals and cyanide values from waste waters
US4330654A (en) * 1980-06-11 1982-05-18 The Dow Chemical Company Novel polymers having acid functionality
US4430226A (en) * 1981-03-09 1984-02-07 Millipore Corporation Method and apparatus for producing ultrapure water
US4364909A (en) * 1981-03-16 1982-12-21 The Dow Chemical Company Removal of Ca++ from MgCl2
US4661344A (en) * 1982-06-01 1987-04-28 The Dow Chemical Company Antimicrobial cation exchange composition
US4505797A (en) * 1983-03-24 1985-03-19 Ionics, Incorporated Ion-exchange membranes reinforced with non-woven carbon fibers
US4636296A (en) * 1983-08-18 1987-01-13 Gerhard Kunz Process and apparatus for treatment of fluids, particularly desalinization of aqueous solutions
JPS60132693A (ja) * 1983-12-20 1985-07-15 Nippon Paint Co Ltd 脱イオン装置
US4574049B1 (en) * 1984-06-04 1999-02-02 Ionpure Filter Us Inc Reverse osmosis system
USRE35741E (en) * 1984-07-09 1998-03-10 Millipore Corporation Process for purifying water
US4925541B1 (en) * 1984-07-09 1994-08-02 Millipore Corp Electrodeionization apparatus and method
US4661411A (en) * 1986-02-25 1987-04-28 The Dow Chemical Company Method for depositing a fluorocarbonsulfonic acid polymer on a support from a solution
US4804451A (en) * 1986-10-01 1989-02-14 Millipore Corporation Depletion compartment for deionization apparatus and method
US4747929A (en) * 1986-10-01 1988-05-31 Millipore Corporation Depletion compartment and spacer construction for electrodeionization apparatus
US4747955A (en) * 1987-04-13 1988-05-31 The Graver Company Purification of liquids with treated polyester fibers
US4808287A (en) * 1987-12-21 1989-02-28 Hark Ernst F Water purification process
US4892567A (en) * 1988-08-15 1990-01-09 Mobil Oil Corporation Simultaneous removal of mercury and water from fluids
US4915803A (en) * 1988-09-26 1990-04-10 The Dow Chemical Company Combination seal and frame cover member for a filter press type electrolytic cell
US4983267A (en) * 1988-10-18 1991-01-08 Innova/Pure Water, Inc. Water deionization and contaminants removal or degradation
US5489370A (en) * 1989-05-08 1996-02-06 Ionex Removal of ions from a bulk source by electropotential ion transport using a host receptor matrix
US5116509A (en) * 1989-09-08 1992-05-26 Millipore Corporation Electrodeionization and ultraviolet light treatment method for purifying water
US4994191A (en) * 1989-10-10 1991-02-19 Engelhard Corporation Removal of heavy metals, especially lead, from aqueous systems containing competing ions utilizing wide-pored molecular sieves of the ETS-10 type
US5106465A (en) * 1989-12-20 1992-04-21 Olin Corporation Electrochemical process for producing chlorine dioxide solutions from chlorites
US5092970A (en) * 1989-12-20 1992-03-03 Olin Corporation Electrochemical process for producing chlorine dioxide solutions from chlorites
US5084148A (en) * 1990-02-06 1992-01-28 Olin Corporation Electrochemical process for producing chloric acid - alkali metal chlorate mixtures
US5203976A (en) * 1990-03-19 1993-04-20 Ionics, Incorporated Introducing and removing ion-exchange and other particulates rom an assembled electrodeionization stack
US5196115A (en) * 1990-04-23 1993-03-23 Andelman Marc D Controlled charge chromatography system
US5192432A (en) * 1990-04-23 1993-03-09 Andelman Marc D Flow-through capacitor
US5082472A (en) * 1990-11-05 1992-01-21 Mallouk Robert S Composite membrane for facilitated transport processes
EP0563321B1 (en) * 1990-12-17 1996-06-12 Ionpure Technologies Corporation Electrodeionization apparatus
US5176828A (en) * 1991-02-04 1993-01-05 Millipore Corporation Manifold segment stack with intermediate feed manifold
DE69204187T2 (de) * 1991-03-13 1996-01-25 Ebara Corp Elektrisch regenerierbare Entmineralisierungsvorrichtung.
US5211823A (en) * 1991-06-19 1993-05-18 Millipore Corporation Process for purifying resins utilizing bipolar interface
EP0531999A1 (en) * 1991-09-11 1993-03-17 Asahi Glass Company Ltd. Method for producing an acid and/or alkali metal hydroxide
FR2692882B1 (fr) * 1992-06-29 1994-10-07 Trailigaz Procédé de traitement, notamment d'eaux à potabiliser, à l'ozone. Installation pour la mise en Óoeuvre du procédé.
US5292422A (en) * 1992-09-15 1994-03-08 Ip Holding Company Modules for electrodeionization apparatus
US5411641A (en) * 1993-11-22 1995-05-02 E. I. Du Pont De Nemours And Company Electrochemical conversion of anhydrous hydrogen halide to halogen gas using a cation-transporting membrane
US5518626A (en) * 1993-12-23 1996-05-21 United Technologies Corporation Process employing thermally sterilizable aqueous polishing agents
EP0670184B1 (en) * 1994-03-01 2001-09-05 Mitsubishi Chemical Corporation Method of demineralizing water or an aqueous solution
IL109240A (en) * 1994-04-07 1998-02-22 Yeda Res & Dev Ion exchange membranes
US5503729A (en) * 1994-04-25 1996-04-02 Ionics Incorporated Electrodialysis including filled cell electrodialysis (electrodeionization)
WO1995032052A1 (en) * 1994-05-20 1995-11-30 U.S. Filter/Ionpure, Inc. Polarity reversal and double reversal electrodeionization apparatus and method
US5599614A (en) * 1995-03-15 1997-02-04 W. L. Gore & Associates, Inc. Integral composite membrane
JP3489922B2 (ja) * 1994-12-22 2004-01-26 日東電工株式会社 高透過性複合逆浸透膜の製造方法
US5591344A (en) * 1995-02-13 1997-01-07 Aksys, Ltd. Hot water disinfection of dialysis machines, including the extracorporeal circuit thereof
CA2215977A1 (en) * 1995-03-23 1996-09-26 Arthur L. Goldstein Improvements in membrane processes including electrodialysis
GB9602625D0 (en) * 1996-02-09 1996-04-10 Clegg Water Conditioning Inc Modular apparatus for the demineralisation of liquids
DE69716852T2 (de) * 1996-03-21 2003-09-11 Asahi Glass Co Ltd Methode und vorrichtung zur produktion von deionisiertem wasser
JP2887105B2 (ja) * 1996-04-24 1999-04-26 幸子 林 飲料水および塩の製造方法および製造装置
US5593563A (en) * 1996-04-26 1997-01-14 Millipore Corporation Electrodeionization process for purifying a liquid
US6537456B2 (en) * 1996-08-12 2003-03-25 Debasish Mukhopadhyay Method and apparatus for high efficiency reverse osmosis operation
US5868915A (en) * 1996-09-23 1999-02-09 United States Filter Corporation Electrodeionization apparatus and method
US5868944A (en) * 1997-06-19 1999-02-09 Oxygen8, Inc. Oxygenated water cooler
US6508936B1 (en) * 1997-10-01 2003-01-21 Saline Water Conversion Corporation Process for desalination of saline water, especially water, having increased product yield and quality
CN1136153C (zh) * 1997-10-23 2004-01-28 星崎电机株式会社 电解水生成装置
US6190528B1 (en) * 1998-03-19 2001-02-20 Xiang Li Helical electrodeionization apparatus
US6171374B1 (en) * 1998-05-29 2001-01-09 Ballard Power Systems Inc. Plate and frame fluid exchanging assembly with unitary plates and seals
US6056878A (en) * 1998-08-03 2000-05-02 E-Cell Corporation Method and apparatus for reducing scaling in electrodeionization systems and for improving efficiency thereof
JP4363703B2 (ja) * 1998-10-20 2009-11-11 日東電工株式会社 造水方法
US6197174B1 (en) * 1998-11-25 2001-03-06 E-Cell Corporation Method and apparatus for electrodeionization of water using mixed bed and single phase ion exchange materials in the diluting compartment
US6458257B1 (en) * 1999-02-09 2002-10-01 Lynntech International Ltd Microorganism control of point-of-use potable water sources
US6190558B1 (en) * 1999-04-01 2001-02-20 Nimbus Water Systems, Inc. Reverse osmosis purification system
US6235166B1 (en) * 1999-06-08 2001-05-22 E-Cell Corporation Sealing means for electrically driven water purification units
CA2378231C (en) * 1999-08-06 2012-04-10 E.I. Du Pont De Nemours And Company Water still and method of operation thereof
US6379518B1 (en) * 1999-08-11 2002-04-30 Kurita Water Industries Ltd. Electrodeionization apparatus and pure water producing apparatus
US6783682B1 (en) * 1999-08-20 2004-08-31 L.E.T., Leading Edge Technologies Limited Salt water desalination process using ion selective membranes
US6214204B1 (en) * 1999-08-27 2001-04-10 Corning Incorporated Ion-removal from water using activated carbon electrodes
US6187162B1 (en) * 1999-09-13 2001-02-13 Leon Mir Electrodeionization apparatus with scaling control
US6375812B1 (en) * 2000-03-13 2002-04-23 Hamilton Sundstrand Corporation Water electrolysis system
DE10020437A1 (de) * 2000-04-26 2001-11-08 Honeywell Ag Verfahren und Vorrichtung zur Verminderung von Steinbildung und/oder Korrosion in Systemen, die Flüssigkeiten führen oder mit Flüssigkeiten in Kontakt stehen
US6365023B1 (en) * 2000-06-22 2002-04-02 Millipore Corporation Electrodeionization process
GB0016846D0 (en) * 2000-07-10 2000-08-30 United States Filter Corp Electrodeionisation Apparatus
US6391178B1 (en) * 2000-07-13 2002-05-21 Millipore Corporation Electrodeionization system
US7147785B2 (en) * 2000-09-28 2006-12-12 Usfilter Corporation Electrodeionization device and methods of use
WO2003009919A2 (en) * 2001-07-25 2003-02-06 Ionics, Incorporated Method and apparatus for preparing pure water
US6795298B2 (en) * 2001-09-07 2004-09-21 Luxon Energy Devices Corporation Fully automatic and energy-efficient deionizer
PT1436069E (pt) * 2001-10-15 2011-04-06 Siemens Water Tech Holdg Corp Dispositivo de purificação de fluidos e respectivos processos de produção e respectiva utilização
US6821428B1 (en) * 2002-03-28 2004-11-23 Nalco Company Method of monitoring membrane separation processes
US6730227B2 (en) * 2002-03-28 2004-05-04 Nalco Company Method of monitoring membrane separation processes
EP2070583B1 (en) * 2002-08-02 2012-07-04 University Of South Carolina Production of purified water and high value chemicals from salt water
US7501061B2 (en) * 2002-10-23 2009-03-10 Siemens Water Technologies Holding Corp. Production of water for injection using reverse osmosis
US7846340B2 (en) * 2003-11-13 2010-12-07 Siemens Water Technologies Corp. Water treatment system and method
US7604725B2 (en) * 2003-11-13 2009-10-20 Siemens Water Technologies Holding Corp. Water treatment system and method
US7491334B2 (en) * 2004-09-29 2009-02-17 North Pacific Research, Llc Method of treating reverse osmosis membranes for boron rejection enhancement
US7501064B2 (en) * 2005-01-06 2009-03-10 Eet Integrated electro-pressure membrane deionization system
US8277627B2 (en) * 2006-06-13 2012-10-02 Siemens Industry, Inc. Method and system for irrigation
US7744760B2 (en) * 2006-09-20 2010-06-29 Siemens Water Technologies Corp. Method and apparatus for desalination
US7901577B2 (en) * 2007-05-11 2011-03-08 Arup K. Sengupta Brackish and sea water desalination using a hybrid ion exchange-nanofiltration process
MX2010003086A (es) * 2007-09-21 2010-08-10 Siemens Water Tech Corp Sistema de baja energia y metodo para desalinar agua de mar.

Also Published As

Publication number Publication date
EP2259854A2 (en) 2010-12-15
SG189686A1 (en) 2013-05-31
WO2009123751A2 (en) 2009-10-08
BRPI0910988A2 (pt) 2019-09-24
IL208186A0 (en) 2010-12-30
EA201071159A1 (ru) 2011-04-29
US20110180477A1 (en) 2011-07-28
WO2009123751A3 (en) 2010-01-07
EP2259854A4 (en) 2011-12-07
AU2009232342A1 (en) 2009-10-08
CN102046253A (zh) 2011-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10662085B2 (en) Low energy system and method of desalinating seawater
MX2010010844A (es) Sistema y metodo de baja energia para desalinizar agua de mar.
Wenten et al. Scale-up strategies for membrane-based desalination processes: a review
US7820024B2 (en) Electrically-driven separation apparatus
EP1925596A1 (en) Electrodialyzer, waste water treatment method, and fluorine treatment system
JP2011505241A (ja) 水処理のためのシステム及び方法
Liu et al. Alleviating the burden of ion exchange brine in water treatment: From operational strategies to brine management
US20130126353A1 (en) Electrodialysis with ion exchange and bi-polar electrodialysis
KR20170002047A (ko) 음용수 및 초순수급 냉각수 제조시스템
JP2008068198A (ja) 電気脱イオン装置
EP4371945A1 (en) Capacitive desalination filtration system and circulating water filtration method using same
Bharati et al. Desalination and Demineralization in Water and Used Water Purification, Nanofiltration, Reverse Osmosis, Electrodialysis Reversal, Ion-Exchange, and Electrodeionization
Wenten et al. ARTICLE INFO GRAPHICAL ABSTRACT
TW200927272A (en) Low energy system and method of desalinating seawater

Legal Events

Date Code Title Description
GB Transfer or rights

Owner name: SIEMENS INDUSTRY, INC.*

FA Abandonment or withdrawal