Planta desaladora en Ashkelon (Israel) Daños por corrosión / 2005-2007
Diseño de una instalación desaladora de agua de mar de gran capacidad
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PROYECTO FIN DE MÁSTER:“DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN DESALADORA DE
AGUA DE MAR DE GRAN CAPACIDAD”.
COMPONENTES DEL GRUPO
Laura Frechilla Roncero
Virginia Herves Salas
Amaya Sayas López
(EOI, Escuela de Organización Industrial)
TUTOR
Aitor Díaz Pérez
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Índice General
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1. Objetivo del Proyecto
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Índice General
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2. IntroducciónMENORES
PRECIPITACIONES
MÁS EVAPOTRANSPIRACI
ÓN
CONTAMINACIÓN
RESTRICCIONES
AMBIENTALES
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Índice General
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3. Justificación
42%
3%45%
5% 5%
MSF MED OI ED CMV
PRODUCCIÓN MUNDIAL
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3. JustificaciónÓSMOSIS INVERSA: TECNOLOGÍA LÍDER PARA PLANTAS DE NUEVA
CONSTRUCCIÓN
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3. Justificación
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3. Justificación
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Índice General
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4. Características de la Planta
Contenido Máx. en Boro
(ppm)
1 paso
1,0
2 pasos
0,5
Sólidos disueltos
totales (ppm)400
pH 7,8 – 8,5
Índice de Langelier
0,0 – 0,5
Dureza mínima (ppm
CaCO3)60
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Índice General
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5. Descripción del Proceso
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5. Descripción del Proceso
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5. Descripción del Proceso: CaptaciónCaptación abierta a profundidad: requiere estudios previos sobre
batimetría, corrientes marinas, marea, fauna y flora bentónica
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5. Descripción del Proceso
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5. Descripción del Proceso: Pretratamiento Químico
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5. Descripción del Proceso: Pretratamiento Químico
ReactivoPeriodo
(h)Dosis (ppm)
Hipoclorito sódico 6 5
Cloruro férrico 24 4
Ácido sulfúrico 2 20
Sosa 24
1 paso
30
2 pasos
10
Metabisulfito sódico
6 10
Antiincrustante 24 1
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5. Descripción del Proceso: Pretratamiento Químico
Reactivo Operación
Q trat.(m3/h)
Consumo(l/h)
Nº bombas
Q adoptado
(m3/h)
Hipoclorito sódico
1 paso 19.444 653,4 2 + 2R700
2 pasos 21.134 710,2 2 + 2R
Cloruro férrico1 paso 19.444 138,9 2 + 2R
1502 pasos 21.134 151,0 2 + 2R
Ácido sulfúrico
1 paso 19.444 220,2 2 + 2R250
2 pasos 21.134 239,3 2 + 2R
Sosa1 paso 19.444 815,8 2 + 2R 800
2 pasos 21.134 106,4 2 + 2R 100
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5. Descripción del Proceso: Pretratamiento Químico
Reactivo Operación
Q trat.(m3/h)
Consumo(l/h)
Nº bombas
Q adoptado
(m3/h)
Bisulfito sódico
1 paso 19.444 388,9 2 + 2R450
2 pasos 21.134 422,7 2 + 2R
Antiincrustante
1 paso 19.444 14,3 2 + 2R16
2 pasos21.134 15,5 2 + 2R
7.608 5,6 2 + 2R 6
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5. Descripción del Proceso
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Evitar daños en las
membranas
1) Objetivo del PF
4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Pretratamiento físico 2)
Elimina:
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4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Pretratamiento físico
FILTRACIÓN POR GRAVEDAD
Lechos multicapas
PRIMERA CAPA
Altura lecho: 0,5
Material Antracita
SEGUNDA CAPA
Altura lecho: 0,5
Material Arena
TERCERA CAPA
Altura lecho: 0,2
Material Grava
ALTURA TOTAL DEL LECHO
(m)1,2
20 unidades de 10 x 12 m
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4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Pretratamiento físico FILTRACIÓN
PRESURIZADA
Lechos multicapas ≈ FG32 unidades de ф = 3,6 m y 14 m de
longitud.
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4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Pretratamiento físico MICROFILTRACIÓN
OBJETIVO:Proteger las membranas de pequeñas partículas que hayan pasado la etapa anterior Elemento final de seguridad.
Caudal a filtrar (m3/h) 21.13
4
Nº de unidades operativas 20
V de filtración adoptada
(m/h)
15
S necesaria (unitaria) (m2) 70,45
Tamaño de cartucho (") 50
Nº de cartuchos
adoptados
320
Posición de los filtros Vertica
l
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4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Pretratamiento físico
LAVADO DE LOS FILTROS
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5. Descripción del Proceso
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4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Ósmosis Inversaü Fenómeno de difusión.ü Transporte espontáneo neto del agua desde una disolución
menos concentrada hasta una más concentrada.ü Membrana semipermeable (impide el paso de los iones)ü Aparición de una presión sobre la membrana denominada
presión osmótica, que sucede hasta que se alcanza el equilibrio salino.
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4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Ósmosis Inversa
ü La ósmosis puede invertirse por aplicación de una presión superior a la osmótica en el lado de la membrana correspondiente a la disolución concentrada.
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4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Ósmosis Inversa1) Membranas
de OI3) Bastidores de
OI
2) Tubo de Presión de 7 membranas
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4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Ósmosis Inversa¿PASOS Y ETAPAS?
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4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Ósmosis InversaProceso básico del Osmosis
Inversa
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4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Ósmosis Inversa
2 pasos de OI.El 2º paso consta de 2
etapas y split del 20%.
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4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Ósmosis Inversa
OPERACIÓN CON PASO UNICO
Conversión 45%
Nº de etapas 1
Flujo específico
(L/m2·h)14
Caudal de permeado
(m3/h)9.510
Nº de líneas 20
Nº membranas/tubo 7
La Superficie de membrana depende del modelo elegido.
OPERACIÓN CON DOBLE PASO
Conversión 90%
Nº de etapas 2
Flujo específico (LMH) 39Caudal de permeado
(m3/h)6.848
Nº de líneas 20
Nº membranas/tubo 7Nº tubos 1ª etapa:2ª
etapa2:1
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4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Ósmosis Inversa (Paso Único)
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4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Ósmosis Inversa (Doble Paso)
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4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Ósmosis Inversa
Doble Paso: ESPAB
SWC5-
LD
Edad de
membran
a
Boro
(ppm)
Permeado
PBAP
(bar)
pH
aport
e
16 ºC0 años 0,60 61,30
8,1
3,6 años 0,79 65,40
20ºC0 años 0,72 60,40
3,6 años 0,96 63,80
24ºC
0 años 0,87 60,00
3,6 años1,15
(0,96)62,80 8,3
28ºC
0 años1,00
(0,98)59,90 8,4
3,6 años1,32
(0,88)62,30 8,5
ESPA
BEdad
Boro
(ppm)
Permead
o
PBAP
(bar)
pH
aport
e
16 ºC
0 años 0,29 14,00 8,1
3,6
años0,39 14,20
20ºC
0 años 0,40 12,80
3,6
años0,50 12,90 8,60
24ºC
0 años 0,49 11,70 8,70
3,6
años0,48 11,90 9,50
28ºC
0 años 0,48 10,80 9,40
3,6
años0,47 11,00 9,90
Paso Único: SWC5-LD
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5. Descripción del Proceso
![Page 40: Diseño de una instalación desaladora de agua de mar de gran capacidad](https://reader033.fdocuments.ec/reader033/viewer/2022042818/55b053e81a28abfc6e8b45ee/html5/thumbnails/40.jpg)
4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Recuperación energíaLos intercambiadores de presión, son sistemas de recuperación
energética que transfieren directamente la alta presión de la salmuera de rechazo al agua de mar sin convertirla previamente en energía mecánica de rotación.
Caudal total de salmuera (m3/h) 11.623,
84
Número de cámaras por línea 10
Número de cámaras en operación 200
Caudal real de salmuera/cámara
(m3/h)
58,12
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5. Descripción del Proceso
![Page 42: Diseño de una instalación desaladora de agua de mar de gran capacidad](https://reader033.fdocuments.ec/reader033/viewer/2022042818/55b053e81a28abfc6e8b45ee/html5/thumbnails/42.jpg)
4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO:REMINERALIZACIÓN
Acondicionar para uso
Objetivos
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4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Remineralización
2 saturadores de 6 m de diámetro
Saturadores de cal:tecnología ampliamente probada y sencilla de operación.
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5. Descripción del Proceso
![Page 45: Diseño de una instalación desaladora de agua de mar de gran capacidad](https://reader033.fdocuments.ec/reader033/viewer/2022042818/55b053e81a28abfc6e8b45ee/html5/thumbnails/45.jpg)
4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Vertido de la salmuera
Estudio sobre la variación de la salinidad y de las
concentraciones de otros contaminantes a lo largo del emisario mediante software
CORMIX
Para que el vertido de la salmuera se disperse y diluya rápidamente sin
dañar al ecosistema, se realizará una descarga mediante emisario
submarino construido en PEAD y diámetro de 1,4 m.
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5. Descripción del Proceso
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4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Sistemas de bombeo
BOMBA FUNCIÓN NÚMER
O
Q UNIT.
(m3/h)
POTENCIA
(kW)
Captación Cántara de toma Filtros abiertos 10+2 2.113 200
Baja P Filtros abiertos Filtros presurizados 10+2 2.113 450
Contralava
do
Lavado Filtros abiertos 2+2 3.600 315Lavado Filtros presurizados 2+2 1.764 132
Alta P
Microfiltración Bastidor OI (Paso 1) 20 476 1.120
Tanque perm (Paso 1) Bastidor OI
(Paso 2)
20 380 250
Booster Salida ERI Bastidor OI (Paso 1) 20 581 90
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5. Descripción del Proceso
![Page 49: Diseño de una instalación desaladora de agua de mar de gran capacidad](https://reader033.fdocuments.ec/reader033/viewer/2022042818/55b053e81a28abfc6e8b45ee/html5/thumbnails/49.jpg)
4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Tanques y depósitos
ParámetroDepósito
Agua bruta
Tanque
Salmuera
Depósito
laminado de
permeado
Tanque
Product
oNº depósitos 2 2 2 2
Caudal de entrada
(m3/h)21.134 11.624 7.608 -
Volumen necesario
(m3)2.113 760 1.162 5.000
Longitud adoptado
(m)32 19 13 50
Anchura adoptado (m) 17 10 24 25Volumen adoptado
(m3)2.176 760 1.248 5.000
Geometría rectangular
Longitud- Ancho 2:1Altura: 4 m
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Índice General
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5. IMPACTO AMBIENTALVertido de aguas
hipersalinas
Otros vertidos líquidos
Consumo de energía
![Page 52: Diseño de una instalación desaladora de agua de mar de gran capacidad](https://reader033.fdocuments.ec/reader033/viewer/2022042818/55b053e81a28abfc6e8b45ee/html5/thumbnails/52.jpg)
5. IMPACTO AMBIENTAL
Otros posibles impactos
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Índice General
![Page 54: Diseño de una instalación desaladora de agua de mar de gran capacidad](https://reader033.fdocuments.ec/reader033/viewer/2022042818/55b053e81a28abfc6e8b45ee/html5/thumbnails/54.jpg)
29%
29%
16%
1%
6%
1%3%
11%4% Personal
Termino fijo de potenciaMantenimiento y conservaciónReposición de material fungibleReposición de membranasAdministración y variosPlan de vigilancia ambientalSegurosAnalisis de aguas
6. COSTES DE EXPLOTACIÓN: Costes fijos
GASTO FIJO COSTE (€/año)
Personal1.014.000
Termino fijo de potencia1.000.000
Mantenimiento y conservación
de la explotación
559.353Reposición de material fungible
30.000Reposición de membranas
199.920Administración y varios
50.000Plan de vigilancia ambiental
90.000Seguros
390.000Análisis de aguas
150.000TOTAL COSTES FIJOS 3.483.273
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9% 2%
0%3%
1%
84%
Coste total reactivosGastos de tratamiento de fangosGastos de limpieza de membranasGastos reposición de membranas OICoste total reposición FCCostes Energéticos
6. COSTES DE EXPLOTACIÓN: Costes variables operando con 2 pasos
GASTO VARIABLE COSTE
(€/año)Coste total reactivos
2.744.752Gastos de tratamiento de fangos
693.000Gastos de limpieza de membranas
138.600Gastos reposición de membranas
OI799.680
Coste total reposición FC232.500
TOTAL SIN ENERGÍA4.608.532
Costes Energéticos24.660.409
TOTAL CON ENERGÍA29.268.941
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6. COSTES DE EXPLOTACIÓN: Diferencias operando con 1 paso
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19%2%0%2%
1%
75%
Coste total reactivosGastos de tratamiento de fangosGastos de limpieza de membranasGastos reposición de membranas OICoste total reposición FCCostes Energéticos
6. COSTES DE EXPLOTACIÓN: Costes variables operando con 1 paso
GASTO VARIABLE COSTE (€/año)
Coste total reactivos5.326.573
Gastos de tratamiento de fangos693.000
Gastos de limpieza de
membranas 138.600Gastos reposición de
membranas OI 630.336Coste total reposición FC
232.500TOTAL SIN ENERGÍA 7.021.009
Costes Energéticos20.883.551
TOTAL CON ENERGÍA27.904.561
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Índice General
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7. COMPARATIVO ENERGÉTICO
24.256.151 € 25.100.292 €
1 paso
2 pasos
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7. COMPARATIVO ENERGÉTICO: Coste específico del agua producto
Único paso Doble paso
Costes Fijos (€/año) 3.483.273
Costes Variables (€/año) 27.904.561 29.268.941
TOTAL (€/año) 31.387.834 32.752.214
Producción agua desalada (m3/año)
69.300.000
Precio Agua (€/m3) 0,4523 0,4726
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Índice General
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8. CONCLUSIONES
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GRACIAS POR SU ATENCIÓN
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4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Pretratamiento físico FILTRACIÓN POR
GRAVEDAD
V real de filtración 8,8
m3/h/m2
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4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Ósmosis Inversa (Doble paso)
¿CONFIGURACIÓN CON “SPLIT”? Se circula hacia el segundo paso únicamente el permeado producido por los últimos elementos del
primer paso (80%).Los elementos de las primeras posiciones producen MAS PERMEADO que los de las ultimas posiciones de la caja
El permeado producido por los primeros elementos de la caja de presión es de MEJOR CALIDAD que el producido en los últimos
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5. Descripción del Proceso
GA-101
LAURA FRECHILLA, VIRGINIA HERVES,
AMAYA SAYAS
MASTER EN INGENIERÍA Y GESTIÓN DEL AGUAPROYECTO FIN DE MASTER
DISEÑO DE UNA DESALADORA DE GRAN CAPACIDAD
FECHA: PLANO:
10 JULIO 2012 DIAGRAMA DE FLUJOESCALA: S/E REV: A1 Nº DE PLANO: 1 de 1
GA-103
BA-101
7
1
2 3
5 6
DF-101 T-101 GA-102
4
E-31E-30E-28E-32E-36E-37E-33E-38E-34E-55E-50E-41E-47E-51E-46E-43E-52E-49E-54E-42
DF-103
E-103E-88E-104
E-108E-120
PA-101
GA-104
9 10
8
5
T-102 GA-105
13
14
GA-109
12
32
15
11
T-105
S-101
T-103
GA-110
GA-106
T-104GA-107
GA-108
DF-102
GA-111
BA-102
BA-103
DC-101
DC-102
16 17
18
19
20
21
22
23
24
31
35
33
3025
47
28
29
37
38
39
45
46
40
41 42
43
44
T-106
GA-112
T-107
GA-113
T-108
GA-114
DIÓXIDO DECARBONO
HIDRÓXIDODE CALCIO
COAGULANTE
DC-103
AGUA DE MAR
SOSA
BISULFITOSÓDICO
T-109
GA-115
ANTIINCRUSTAN-TE PASO 1
T-110
GA-116
ANTIINCRUSTAN-TE PASO 2
AGUAPRODUCTO
FANGOS ATRATAMIENTO
SALMUERA
TRATAMIENTODE EFLUENTES
26
27
34
36
48
49
50
51
52
53
54
55
56 57
58
59 60
61
6263