Resumen de los temas Estrategias Beneficios y costos Las incertidumbres clave Recursos adicionales

Transcripción

1 Resumen de los temas Estrategias Beneficios y costos Las incertidumbres clave Recursos adicionales PUNTO CLAVE: Las estrategias típicas post-tratamiento para lograr la estabilización del agua producto incluyen mezcla, el ajuste del ph, desgasificación y recarbonatación. RESUMEN DE CUESTIONES Dos factores principales que contribuyen a la necesidad de post-tratamiento: Debido a que el proceso de RO es muy eficiente en el rechazo de sólidos disueltos, agua desalinizada producto tiene muy bajos niveles de alcalinidad y calcio, dos parámetros que son fundamentales para mantener la estabilidad química en el sistema de distribución (es decir, la prevención de la corrosión de tuberías). El calcio, carbonato y bicarbonato son componentes clave que forman escala- que cubrir el revestimiento interior de las tuberías de distribución, ayudando a prevenir la corrosión. Dado que el agua desalada producto es baja en estos minerales esenciales, minerales de la zona de concentración más alta (es decir, el revestimiento de la tubería) se transportan a una de menor concentración (es decir, el agua del producto), resultando en la necesidad de tratamiento. La adición de ácido en el proceso de pretratamiento es una medida común diseñado para reducir el potencial de membrana de RO de escala (es decir, la deposición de partículas no deseadas en la membrana que puede provocar que se enchufe). Sin embargo, esta práctica también reduce el potencial de escala en el sistema de distribución, contribuyendo así a la disolución de la escala de protección existente en la tubería. La adición de ácido también puede producir gases indeseables. De preocupación principal es la producción de dióxido de carbono (CO2) a expensas de bicarbonato. La formación de CO2 produce simultáneamente un gas corrosivo que pasa en gran medida a través de la membrana de ósmosis inversa en el permeado, reduciendo aún más el bicarbonato escala de formación. Por lo tanto, el objetivo principal de post-tratamiento es reducir el carácter corrosivo del agua producto, un proceso llamado estabilización. Las estrategias para lograr la estabilización incluyen: Blending ajuste del ph 1

2 Desgasificación Recarbonatación La elección entre estos procesos de post-tratamiento es proyecto específico y depende de la química particular del agua desalada y la infraestructura existente. Economía; volumen de agua desalada a tratar; disponibilidad, la calidad y el coste de productos químicos disponibles localmente también juegan un papel (Xu et. al. 2009). Además de la estabilización, otros objetivos después del tratamiento pueden incluir la desinfección y pulido la calidad del agua mediante la eliminación de compuestos específicos tales como boro, sílice, y desinfectante subproductos (DBPs) (Xu. Et. Al 2009). ESTRATEGIAS Estabilización Las estrategias para lograr la estabilización se describen a continuación y se resumen en la Tabla 1. Blending, El enfoque más sencillo, implica combinar el permeado con otro suministro de agua que es mayor en las concentraciones de ph y minerales. Debido a que no implica ningún proceso de tratamiento adicional, la mezcla es generalmente la estrategia de estabilización menos costosa. Para las instalaciones de agua salobre, la mezcla se lleva a cabo a través de pasar por una fracción del agua salina en todo el proceso de ósmosis inversa. Las fuentes de agua de mar son demasiado salina para permitir la derivación, ya que la mezcla resultante superaría normas TDS de calidad potable. Por lo tanto, otros suministros de agua deben ser utilizados. La compatibilidad de las fuentes de agua se debe tomar en consideración antes de la mezcla. Las cuestiones específicas que deben ser investigados se discuten en el "Desalación de Agua Segura Suministro: Orientación para la Salud y Aspectos Ambientales Aplicables a Desalinización" (OMS 2007). ajuste del ph implica la adición de una base para aumentar el ph del permeado. Esto ayuda a reducir la corrosividad del agua porque: Modera el potencial para el agua desalada para disolver la escala existente en la tubería del sistema de distribución; y 2

3 Neutraliza la acidez, lo que contribuye a la alcalinidad del sistema y reducir la concentración de gases disueltos no deseados. Advertencia: La eliminación de la acidez también conduce a la producción potencial de sulfuros. Muchas especies de sulfuro son muy insolubles y pueden precipitar fácilmente en el sistema de distribución, haciendo que tanto la turbidez y problemas estéticos. ajuste del ph es ventajoso en casos en los que la recuperación de la alcalinidad (es decir, la conversión de dióxido de carbono a bicarbonato) es importante para lograr los objetivos de calidad del agua tratada, y en ausencia de sulfuro de hidrógeno en el permeado. Desgasificación implica el uso de flujo de aire forzado o inducido para eliminar gases disueltos (por ejemplo, dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno) desde el permeado. Un ejemplo de un proceso de desgasificación es una torre de arrastre. Advertencia: La eliminación de dióxido de carbono elimina una fuente de alcalinidad y la formación de bicarbonato de escala desde el permeado. La desgasificación es ventajoso en los casos en que la recuperación de la alcalinidad no es necesaria para lograr los objetivos de calidad del agua tratada y / o si el sulfuro de hidrógeno está presente en el permeado. Recarbonatación es el proceso de aumento de carbonato y / o alcalinidad de bicarbonato a través de una adición química estratégica. Ejemplos incluyen: El carbonato de calcio (CaCO3) agrega dureza y alcalinidad El carbonato de sodio agrega alcalinidad (Na2Colorado3) El bicarbonato de sodio agrega alcalinidad (NaHCO3) Recarbonatación es ventajoso en los casos en los que la recuperación de la alcalinidad mediante el ajuste del ph no es factible. El proceso de post-tratamiento adecuado es dictado en gran medida por la calidad del agua de permeado. En la mayoría de los casos, esto se puede predecir con precisión por cualquiera de los diversos modelos de sistemas disponibles a través de fabricantes de membranas. En los casos en los que varias opciones post-tratamiento puede ser factible, la selección de una estrategia en particular es típicamente una función de costo. 3

4 Tabla 1. Resumen de Desal Opciones Post-Tratamiento. Proceso Post- Tratamiento Usar el proceso Cuando... Blending Siempre que sea factible (opción menos costosa) Ajuste de ph Desgasificación Recarbonatación Recuperación de la alcalinidad es una prioridad H 2Slos niveles no son significativos en el permeado Recuperación de alcalinidad no es un objetivo clave H 2Sniveles son significativos en el permeado Alcalinidad necesita ser incrementado La alcalinidad de recuperación a través de ajuste del ph no es factible Los inhibidores de corrosión también se puede utilizar para aumentar la alcalinidad y reducir la corrosividad del permeado Desal. Sin embargo, este método se utiliza por lo general después ya se ha producido la corrosión. Los inhibidores de corrosión, tales como fosfato y silicato, el trabajo para formar películas protectoras sobre las paredes del tubo que limitan o reducen la corrosión solubilidad metal. El uso de inhibidores de la corrosión es a menudo más conveniente cuando el sistema de distribución de agua está hecho de tubería no metálica (es decir, de PVC, fibra de vidrio o tubería HDPE). En este caso, el uso de inhibidores de la corrosión puede evitar problemas con la turbidez del agua producto asociado la adición de cal u otros minerales a base de calcio, y puede reducir los costes de acondicionamiento químicos generales (OMS 2007). Desinfección y los objetivos de calidad del agua terminados Sistemas de RO / NF pueden permitir el paso de un número muy pequeño de patógenos microbianos. La desinfección puede ser necesaria para eliminar el crecimiento bacteriano en el sistema de distribución. El cloro en varias formas (por ejemplo, cloro líquido o gas, la generación de hipoclorito de sodio in situ, hipoclorito de calcio) es, con mucho, el desinfectante más utilizado para el agua desalada. En los casos en que se requiera la desinfección primaria, se debe prestar atención a la fuente de los componentes de calidad del agua que pueden resultar en la formación de subproductos de la desinfección (DBPs). Por ejemplo, debido a que la concentración de bromuro es muy alta en el agua de mar, la 4

5 potencial de formación de bromato en conjunción con el uso del ozono como desinfectante primario es significativo. Eliminación de boro El boro ha sido contaminante de preocupación para desalinización del agua de mar y el agua subterránea. Cuando el boro está presente en el agua de la fuente, de un solo paso los procesos de ósmosis inversa no eliminan la mayoría de boro en rangos típicos de ph de funcionamiento; por lo tanto, el boro (como borato o ácido bórico) se puede encontrar en los niveles de miligramos por litro en el agua acabada. Como se detalla en relacionada PIM discusión celular en los temas de salud ambiental y pública asociados con posttratamiento, Ha generalmente ahora ha demostrado que el boro no es un problema de riesgo para la salud cuando se encuentran en niveles inferiores a 5 mg / L (los niveles de agua desalada por lo general por debajo de este) (pers Cotruvo. Pers., 2009). Las directrices actuales (por ejemplo, la EPA, la OMS) se están revisando para reflejar esto. El boro tiene propiedades herbicidas y es altamente tóxico para algunos cultivos. Concentraciones de boro superiores a 2 mg / L son tóxicos para todos, pero los cultivos más tolerantes (Xu et. Al., 2009). Efectos adversos en algunos tipos de plantas pueden ocurrir en alrededor de 0,5 mg / l, especialmente en un clima seco, donde se produce la precipitación limitada (pers Cotruvo. Com. 2009). Implementación de un segundo sistema de RO pase con un ajuste de ph puede proporcionar la eliminación de boro efectiva (NRC 2008 de Karry, 2006; Magara et al., 1998). Instalación RO segundo pase y operación, sin embargo, tienen implicaciones económicas importantes e históricamente, por lo general no se han incluido en los proyectos de desaladoras (NRC 2008). Además, la implementación de mayores niveles máximos de contaminantes para el boro es probable que eliminar la necesidad de segunda RO pase para beber aplicación de agua. Las membranas y procesos se están desarrollando para reducir el nivel de boro en el agua producto. En algunas áreas, resinas específicas combinadas con un RO pequeña escala se utilizan para reducir la cantidad de boro. El boro también puede ser eliminado por optimización de RO, tal como a través de varios pasos Desal o por coprecipitación con hidróxidos (NRC 2008 de Cotruvo, 2005; Hyung y Kim, 2006). Una técnica para la eliminación de boro a través de la reacción de agua de mar con materiales de cenizas volantes de carbón y también se ha desarrollado (NRC 2008 de Vengosh et al., 2004). Haga clic aquí para volver al principio de la página 5

6 BENEFICIOS Y COSTOS Sin post-tratamiento adecuado, el agua desalinizada producto puede ser muy corrosivo y puede introducir metales en el agua potable. La naturaleza corrosiva del agua producto desalinizada sin tratar reducirá la vida útil de la infraestructura del sistema de agua. Los costes de tratamiento de correos son impulsados principalmente por la calidad del agua producto de destino, que depende del uso final del agua desalinizada. La calidad del agua Source también puede afectar los costos de tratamiento posteriores. Por ejemplo, si el permeado tiene que ser pulido para lograr altos niveles de eliminación de boro o separación de constituyentes específicos, los costes aumentarán (Voutchkov 2007). La mezcla es generalmente la estrategia de estabilización menos cara (que no implica ningún proceso de tratamiento adicionales). Recarbonatación es relativamente costoso (debido a la adición de productos químicos). Haga clic aquí para volver al principio de la página Incertidumbres clave Los problemas de la química del agua asociados con el post-tratamiento son generalmente bien entendidos y métodos de alteración de las condiciones químicas son factibles y generalmente disponible. El proceso exacto utilizado dependerá en gran medida de la química particular del agua desalada y la infraestructura existente. Haga clic aquí para volver al principio de la página RECURSOS ADICIONALES Cotruvo, JA procesos de desalinización del agua y los problemas de salud y ambientales asociados. Agua acondicionado y purificación, enero: Hyung, H., y J.-H. Kim Un estudio mecanicista en el rechazo de boro mediante membranas de ósmosis inversa de agua de mar. Journal of Membrane Science 286: Karry, H Las pruebas del prototipo Fondo para Dos Proceso Pass membrana de agua de mar Desalinización, Tratamiento de membrana para aplicaciones de agua potable y la reutilización: Un Compendio de documentos revisados por pares. Denver, CO: AWWA. Magara, Y., A. Tabata, M. Kohki, M. Kawasaki, y M. Hirose Desarrollo del sistema 6

7 de reducción de boro para la desalinización de agua de mar. Desalinización 118:

8 NRC (National Research Council) Desalinización: una perspectiva nacional. Washington, D.C.: National Academy Press. Disponible: < Voutchkov, N Presupuesto y Ejecución de Proyectos de desalinización. En La Guía de Membrana Desalinización Tecnología. Editado por Wilf, M. L'Aquila, Italia: Balaban desalinización Publicaciones. QUIEN Desalinización de Agua Segura de alimentación: Orientación para la Salud y Aspectos Ambientales. Salud Pública y Medio Ambiente. Aplicable a desalinización. Organizacion Mundial de la Salud. Disponible: < Xu, P., T. Cath, G. Wang, JE Drewes y S. Dolnicar Evaluación crítica de Ejecución Desalinización Tecnología. Denver, Colorado: Fundación de Investigación del Agua Vengosh, A., E. Weinthal, y W. Kloppman contaminación boro natural en las aguas subterráneas mediterránea. Geotimes mayo de Haga clic aquí para volver al principio de la página 8