¿Cómo funciona una planta desalinizadora?
A planta desaladora es una instalación que convierte el agua de mar en agua fresca potable. En muchas áreas donde los recursos hídricos son escasos, la desalinización se ha convertido en una clave tecnología para resolver el problema de la escasez de agua potable. Aunque la desalinización es un proceso complejo y que requiere recursos intensivos, se ha convertido en una fuente importante del suministro de agua para muchas ciudades costeras.
Este artículo presentará el principio de funcionamiento, el flujo del proceso principal y el equipo técnico de la planta desaladora en detalle para ayudar a los lectores a comprender mejor este proceso.
¿Cuál es el principio básico de una planta desaladora?
El principio básico de la desalización es eliminar la sal y otras impurezas del agua de mar mediante métodos físicos o químicos para obtener agua fresca que cubra estándares de agua potable. El núcleo de este proceso es separar los solutos (principalmente sales) disueltos en agua de mar mientras retienen las moléculas de agua. Desalinización común los métodos incluyen ósmosis inversa (RO) y evaporación flash multietapa (MSF), cada los que tiene sus ventajas únicas y escenarios de aplicación.
¿Cuál es el flujo del proceso principal de una planta desaladora?
El flujo del proceso de una planta desaladora generalmente se divide en 5 pasos:
1. ingesta de agua de mar
2. Pretratamiento
3. Proceso de desalización central
4. Post-tratamiento
5. Descarga concentrada
Toma agua de mar
La toma de agua de mar es el primer paso en una planta desalinizadora, y el agua de mar normalmente se bombea desde el océano a traves de tomas costeras. El diseño de la ingesta necesita tener en cuenta el impacto de la vida marina y la materia suspendida, por lo que normalmente está equipada con un filtro para bloquear las impurezas más grandes y la vida marina para entrar en el sistema de admisión. Además,, para reducir el impacto en el medioambiente, la ubicación y la profundidad de la ingesta también deben planificarse científicamente.
Pretratamiento
El paso de pretratamiento es eliminar los sólidos suspendidos, materia orgánica y otras sustancias en el agua de mar que pueden dañar el equipo de desalinización posterior. El pretratamiento normalmente utiliza métodos como la filtración física, floculación química y sedimentación. La filtración física utiliza filtros de arena o microfiltros para eliminar partículas suspendidas más grandes, mientras que la floculación química utiliza productos químicos para agregar partículas pequeñas en flóculos más grandes, que facilita la sedimentación y filtración posteriores.
Otro paso importante en el proceso de pretratamiento es prevenir el crecimiento de microorganismos y algas en el agua de mar, que afectará la desalinización efecto y puede obstruir el equipo. Los métodos comunes de prevención son agregar biocidas o usar dispositivos de desinfección ultravioleta.
Proceso de desalación núcleo
El proceso central de desalinización agua de mar puede lograrse mediante diferentes tecnologías, principalmente incluidas las siguientes dos ósmosis inversa (RO) vs. evaporación flash multietapa (MSF).
Ósmosis inversa (RO): La ósmosis inversa es actualmente la tecnología de desalinización de agua de mar más común. Esta tecnología utiliza las características de membranas semipermeables para separar las moléculas de agua de la sal en agua de mar a través de alta presión. El proceso específico es el siguiente :
● Bajo la acción de una bomba de alta presión, el agua de mar pretratada se presuriza a través la membrana de ósmosis inversa.
● La membrana de ósmosis inversa solo permite que las moléculas de agua pasen a traves , mientras la mayoría de las la sal y otras impurezas quedan atrapadas en un lado de la membrana, formando una salmuera altamente concentrada (agua concentrada).
● El agua que pasa a través de la membrana es agua fresca y puede ser tratada más para cumplir las normas de agua potable.
Evaporación flash multietapa (MSF): La evaporación flash de etapas múltiples es un proceso termodinámico que evapora rápidamente el agua de mar en múltiples etapas reduciendo la presión. El proceso específico es el siguiente :
● El agua de mar se calienta primero y luego entra en la primera cámara de flash. Debido al presión reducida, parte del agua de mar se evapora rápidamente para producir vapor de agua fresca.
● El vapor se condensa en agua dulce en el condensador, mientras el agua salada sin evaporar continúa para ingresar a la siguiente cámara flash para repetir el proceso de evaporación y condensación.
● Después de ser tratado en múltiples cámaras flash, se obtiene agua fresca pura.
Post-tratamiento
Agua fresca después del núcleo proceso desalacion generalmente necesita tratamiento adicional para garantizar que cumple los estándares de agua potable. El tratamiento posterior incluye ajustar el valor de pH del agua fresca, eliminar cualquier traza de contaminante restante, y agregar los minerales necesarios (como calcio y magnesio) para mejorar el sabor y el valor nutricional del agua .
Salmuera descarga
Durante el proceso de desalinización,, la salmuera sin desalar contiene altas concentraciones de sal y otras impurezas y necesita descargarse de seguridad de vuelta al océano. La descarga de salmuera generalmente descarga la salmuera uniformemente en el océano a través de un dispositivo de difusión para reducir el impacto en el ecosistema marino. Al mismo time, algunas plantas desalinizadoras de agua de mar también están explorando la reutilización de recursos de salmuera, como la extracción de sal o una desalinización adicional de la salmuera.
¿Qué equipamiento técnico contiene una planta desaladora ?
El equipo central de una planta desaladora incluye bombas de entrada de agua, equipo de pretratamiento, dispositivos de desalinización central (tales como membranas de ósmosis inversa o flash torres), bombas de alta presión, sistemas de postratamiento, y dispositivos de descarga de concentrado. Estos dispositivos funcionan juntos para garantizar el progreso suave de el proceso de desalación.
Membrana osmosis inversa
La membrana de ósmosis inversa es el componente central de la tecnología de desalinización de ósmosis inversa, y su calidad y rendimiento afectan directamente la salida y la calidad de agua dulce. Las membranas de ósmosis inversa generalmente están hechas de materiales compuestos con alta selectividad y alta capacidad antiincrustante. Desde las membranas de ósmosis inversa se contaminan fácilmente, y necesitan ser limpiados y reemplazados regularmente.
Bombas de alta presión
Las bombas de alta presión se utilizan para presurizar el agua de mar para empujar el agua de mar a través membranas de osmosis inversa o apoyan procesos de evaporación flash de etapas múltiples. Las bombas de alta presión tienen un alto consumo de energía, por lo que la eficiencia energética es una consideración importante al diseñar y seleccionar bombas de alta presión. Para mejorar la eficiencia general, muchas plantas desalinizadoras también están equipadas con dispositivos de recuperación de energía para utilizar la energía energía del agua concentrada para reducir el consumo de energía.
Pretratamiento equipo
El equipo de pretratamiento incluye filtros de arena, microfiltros, ultrafiltros, sistemas de dosificación de productos químicos, etc. Estos dispositivos son responsables de eliminar las partículas suspendidas, coloides , materia orgánica y microorganismos del agua de mar para garantizar el funcionamiento estable de los equipos de desalación posteriores.
Sistema post-tratamiento
El sistema de post-tratamiento incluye dispositivos de ajuste de pH, filtros de carbón activado, desinfectantes ultravioleta, etc. Aseguran que la calidad final del fresco el agua cumple los estándares del agua potable y mejora el sabor y la seguridad del agua.
Dispositivo de descarga concentrado
El dispositivo de descarga de concentrado es responsable de descargar de seguridad agua salada altamente concentrada de vuelta al océano. Para reducir el impacto en el mundo el agua concentrada del ambiente marino generalmente se diluye antes de la descarga, y el puerto de descarga está diseñado como una estructura de difusión para promover la rápida difusión de agua concentrada.
¿Cuál es el consumo energético de las plantas desaladoras de agua de mar?
La desalinización es un proceso que consume energía, especialmente la tecnología de ósmosis inversa, que requiere mucha electricidad para mantener el funcionamiento de alta presión bombas. Dependiendo del proceso y la escala, el consumo de energía de la desalinización de agua de mar varía de 2 a 6 kWh/m3 de agua fresca. El nivel de consumo de energía afecta directamente el costo del agua desalada, por lo que mejorar la eficiencia energética y reducir el consumo de energía son direcciones clave para el desarrollo de la tecnología de desalación de agua de mar.