Desalinización de agua de mar
Por: Gil K. Dhawan Ph.D., PE, Applied Membranes, Inc.
La desalinización de agua de mar para convertirla en agua potable se utiliza en muchas partes del mundo. El proceso de ósmosis inversa, que utiliza membranas compuestas de película delgada, ha evolucionado en los últimos 20 años y ha reducido el coste de la desalinización. Las importantes mejoras en las membranas, la recuperación de energía, las bombas y los recipientes a presión han reducido significativamente el coste del agua desalinizada.
La tecnología clave en el proceso de desalinización es la ósmosis inversa. En este proceso, el agua de mar se impulsa contra membranas semipermeables bajo presión en un flujo continuo. El alto contenido de sal del agua de mar requiere una presión de operación de entre 60 y 70 bares. A medida que el agua penetra la membrana, se elimina la mayoría de las impurezas disueltas y el 99,5 % de la sal total. Las impurezas quedan en el agua que fluye y la corriente concentrada de las membranas se descarga al océano. El diseño del sistema completo debe optimizar los flujos, el área de las membranas y otras condiciones para mantener la máxima eficiencia operativa.
Applied Membranes ha instalado varios sistemas de ósmosis inversa para la desalinización de agua de mar. Un sistema típico consta de filtración, UV, inyección de productos químicos y membranas de ósmosis inversa. La siguiente tabla muestra el rendimiento típico de un sistema de agua de mar:
Calidad del agua de mar por ósmosis inversa
- Recuperación: 45% Operativa
- Presión: 900 PSI
| Agua de mar (ppm) | Concentrado (ppm) | Permeado (ppm) | |
| Sodio (Na) | 10.967 | 19.888 | 64 |
| Potasio (K) | 406 | 736 | 3 |
| Magnesio (Mg) | 1.306 | 2.372 | 2 |
| Calcio (Ca) | 419 | 761 | 0.5 |
| Bicarbonato ( HCO3 ) | 109 | 194 | 0.9 |
| Cloruro (Cl) | 19.682 | 35.771 | 105 |
| Sulfato (SO 4 ) | 2759 | 5.014 | 1.5 |
| TDS | 35.666 | 64.771 | 176 |
| pH | 7.8 | 7.7 | 6.1 |
Un sistema de desalinización exitoso requiere una comprensión y un diseño adecuados para superar el alto contenido de sal y la gran cantidad de microorganismos presentes en el agua de mar. El alto grado de turbidez y corrosividad del agua de mar también requiere medidas para superarlos. La experiencia en desalinización de agua de mar y las recientes mejoras en la recuperación de energía y las membranas de bajo consumo energético han reducido el coste de la desalinización, como se muestra a continuación:
Costos de operación – Desalinización
| Por metro cúbico de permeado (US$) | |
| Energía a 10¢/KWH | $0.33 |
| Membrana (vida útil de 3 años) | $0.05 |
| Productos químicos | $0.05 |
| Varios. | $0.03 |
| Total | $0,46/metro cúbico |
No incluido en el costo:
- Agua de admisión
- Descarga de concentración
- Costo de construcción
- Amortización de equipos
- Mano de obra para supervisar y mantener
El futuro de la desalinización de agua de mar es prometedor. El problema de la escasez de agua potable y el aumento de la sequía en muchas zonas costeras del mundo puede resolverse mediante la desalinización de agua de mar. Cientos de sistemas de agua de mar producen agua potable o de proceso para municipios, complejos turísticos, hoteles, perforadoras marinas, barcos, yates y uso militar. El tamaño de estos sistemas varía desde 100 galones por día hasta millones de galones por día.
Conclusiones
- La desalinización de agua de mar mediante ósmosis inversa encontrará más aplicaciones debido al menor coste de la desalinización.
- Un diseño, funcionamiento y mantenimiento adecuados son esenciales para reducir aún más estos costes.
- Se debe prestar especial atención tanto a la entrada de agua de mar al sistema como a la descarga del concentrado de las membranas de ósmosis inversa.
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