Diseño de un proceso de ósmosis directa para la producción de 2300 m3/día de agua potable a partir de agua de mar

Abstract

[ES] El agua es el recurso más importante que necesitan los seres humanos para vivir. Dado el crecimiento exponencial de la población durante las últimas décadas es necesario encontrar una forma económica y segura para el medio ambiente de garantizar agua potable para la población. De esta premisa surge la necesidad de realizar este trabajo, un proceso de desalación novedoso por ósmosis directa para la desalación de agua de mar. La novedad de este proceso radica en el empleo de la ósmosis directa como método de extracción del agua a partir de agua de mar, a diferencia de los procesos convencionales que se llevan a cabo mediante ósmosis inversa, evaporación o electrodiálisis. En la planta se toma el agua de mar mediante un sistema de bombeo de un pozo playero. El agua de mar se somete a un proceso de pretratamiento y se introduce en un sistema de membranas de ósmosis directa. Como disolución de arrastre, se ha empleado nanopartículas magnéticas de magnetita con recubrimiento de ácido poliacrílico, que se caracterizan por ofrecer alta presión osmótica y por separarse fácilmente del agua mediante un proceso de separación por campo magnético. A la salida del sistema de membranas se obtiene una salmuera, que se vertirá de nuevo al mar y una corriente diluida de disolución de arrastre. Para recuperar las nanopartículas, se emplean separadores magnéticos, y a acontinuación el agua obtenida se divide en dos corrientes: una para elaborar nueva disolución de arrastre y otra corriente en la cual se potabiliza el agua siguiendo la normativa vigente de agua apta para el consumo de acuerdo con el Real Decreto 140/2203.

[EN] Water is an essential resource that every human being needs for living. As the population has been growing exponentially for the last decades, an affordable and secure way for the environment in order to guarantee potable water for the community is of paramount importance. . Under this premise, a novel process of desalination through forward osmosis for desalting seawater is worth to be studied. The novelty of this process lies on the use of forward osmosis as a method of water extraction from seawater, unlike the conventional processes carried out through reverse osmosis, evaporation, or electrodialysis. In the plant, seawater is taken by means of a beach well through a system of pumping. Seawater is subjected to a process of pretreatment and it is fed to a system of forward osmosis membranes. As a draw solution, magnetic nanoparticles of magnetite with polyacrylic acid covering have been used, which are characterized by a high osmotic pressure, and by easily separating themselves from water through a process based on magnetic fields. At the exit of the membrane system a brine is obtained, which will be discharged once again to the sea, and a diluted current of draw solution. Magnetic separators are used in order to recover the nanoparticles, and the water obtained is divided into two currents: one for producing a new draw solution, and another current in which water is purified following the current legislation of water suitable for consumption in accordance with Royal Decree 140/2203.

[CAT/VA] L’aigua és el recurs més important que necessiten els éssers humans per a viure. Donat el creixement exponencial de la població durant les últimes dècades és necessari trobar una forma econòmica i segura per al medi ambient de garantir aigua potable per a la població. D'aquesta premissa sorgeix la necessitat de realitzar aquest treball, un procés de dessalatge nou per osmosi directa per al dessalatge d'aigua de mar. La novetat d'aquest procés radica en l'ús de l'osmosi directa com a mètode d'extracció de l'aigua a partir d'aigua de mar, a diferència dels processos convencionals que es duen a terme per mitjà d'osmosi inversa, evaporació o electrodiàlisi. En la planta es pren l'aigua de mar per mitjà d'un sistema de bombament d'un pou baix la platja. L'aigua de mar es sotmet a un procés de pretractament i s’introdueix en un sistema de membranes d'osmosi directa. Com a dissolució d'arrossegament, s'ha empleat nanopartícules magnètiques de magnetita amb recobriment d'àcid poliacrílic, que es caracteritzen per oferir alta pressió osmòtica i per separar-se fàcilment de l'aigua per mitjà d'un procés de separació per camp magnètic. A l'eixida del sistema de membranes s'obté una salmorra, que s’abocarà de nou al mar i una corrent diluïda de dissolució d'arrossegament. Per a recuperar les nanopartícules, s'empren separadors magnètics, i després l'aigua obtinguda es divideix en dues corrents: una per a elaborar nova dissolució d'arrossegament i una altra corrent en la qual es potabilitza l'aigua segons la normativa vigent d'aigua apta per al consum d'acord amb el Reial Decret 140/2203.