Comparación de Pre-tratamiento por Ultrafiltración vs. Pre-Tratamiento Convencional en Planta de Desaladora en Mejillones

Transcripción

1 Comparación de Pre-tratamiento por Ultrafiltración vs. Pre-Tratamiento Convencional en Planta de Desaladora en Mejillones Ing. Manuel García de la Mata Unitek S.A.

2 CONTENIDOS Contenidos Introducción Conceptos básicos Ventajas de UF vs tratamientos convencionales Descripción del proceso de UF Caso de aplicación UF en la II Región

3 INTRODUCCIÓN La mayoría de las fallas de membranas de OI en desalación se deben a pretratamiento deficiente Objetivo del pretratamiento: acondicionar el agua para el buen funcionamiento y protección de la OI Elementos a ser controlados por el pretratamiento Sólidos en suspensión y coloides (arena; arcilla; etc) Materia orgánica (TOC) Microorganismos (algas, bacterias, protozoos, etc) Aceites y grasas Oxidantes

4 INTRODUCCIÓN Procesos de pretratamiento: Clarificación convencional (floculación / decantación) Flotación (DAF) Filtros de profundidad gravitacionales (FPG) Filtros de profundidad presurizados (FPP) Microfiltración por cartuchos Cloración y eliminación del cloro residual por MBSS (metabisulfito de sodio) Desinfección por radiación ultravioleta (UV)

5 CAPACIDAD INSTALADA DE UF PARA DESALACIÓN

6 EVOLUCIÓN DEL PRECIO DE MEMBRANAS DE UF

7 CONCEPTOS BÁSICOS DE UF UF es un proceso de separación por membranas Se basa en la exclusión por tamaño (cribado) Rango de separación 0,01 µm a 0,1 µm (10 a 100 nm) Permite remoción total de sólidos en suspensión y coloides 6 log de reducción bacteriológica Remoción parcial de materia orgánica (puede utilizarse coagulación en línea) Agua tratada: 0,3NTU y 0,1ppb TSS. INDEPENDIENTE DE ALIMENTACIÓN

8 DESCRICIÓN DEL PROCESO DE UF Filtración in-out / out-in según el fabricante Operación típica dead-end, semi batch Los sólidos retenidos se remueven en el retrolavado (BW) Retrolavado cada min durante seg CEB (chemical enhanced backwash) cada 8-24 hs Recuperaciones típicas entre 80-90% Presiones de operación bajas (0,2 a 0,6 bar de presión transmembrana) Bajo costo energético, similar filtros presurizados Tratamiento previo requerido filtración de 130 µm

9 DIAGRAMA DE PROCESO TÍPICO

10 VENTAJAS DE LA UF COMO PRETRATAMIENTO Mejora en la calidad del agua tratada, independientemente del influente Posibilidad de operar la OI a Fluxs 20-30% mayores Menor necesidad de limpiezas químicas de la OI Mayor vida útil de microfiltros y membranas de ósmosis Menor superficie de implantación necesaria Mayor automatización en la operación Menor requerimiento de químicos (ie. coagulantes, antiincrustantes) Menor TCO (Total cost of ownership)

11 UF EN PROCESOS EXISTENTES Opción para procesos en funcionamiento Pulido de pretratamientos convencionales Perminte permear un mayor caudal en la OI a igual cantidad de membranas

12 CASO DE ESTUDIO Dos Plantas, misma toma. Comparación de tecnologías, a igualdad de condiciones.

13 CASO DE ESTUDIO Locación: Mejillones, Atacama Fuente: Agua de mar Bahía de Mejillones. TDS: mg/l Turbidez de diseño: 15 NTU Temperatura del agua: C Tipo de toma: abierta. Condiciones estacionales: Mareas rojas / microorganismos

14 CASO DE ESTUDIO

15 COMPARATIVA DE PLANTAS Planta 1 Planta 2 Caudal alimentación (agua de mar) 130 m3/hr (0,8 MGD) 300 m3/hr (1,9 MGD) Producción (agua Demi) 50 m3/hr (0,3 MGD) 110 m3/hr (0,7 MGD) Pretratamiento DAF Filtros de profundidad Filtros de cartucho Filtros autolimpiantes Ultrafiltración Filtros de cartucho Desmineralización Ósmosis Inversa Torres catiónica y aniónica Lecho mixto Primer paso de Ósmosis Inversa Segundo paso de Ósmosis Inversa Electrodeionización continua (CEDI)

16 PRETRATAMIENTO DE SWRO CONVENCIONAL

17 PRETRATAMIENTO DE SWRO CONVENCIONAL

18 PRETRATAMIENTO DE UF

19 PRETRATAMIENTO DE SWRO

20 PRETRATAMIENTO DE SWRO

21 ULTRAFILTRACIÓN vs. PRE-TRATAMIENTO CONVENCIONAL Comparativa de plantas Planta 1 Planta 2 Caudal alimentación (agua de mar) 130 m3/hr (0,8 MGD) 300 m3/hr (1,9 MGD) Producción (agua Demi) 50 m3/hr (0,3 MGD) 110 m3/hr (0,7 MGD) Pretratamiento DAF Filtros de profundidad Filtros de cartucho Filtros autolimpiantes Ultrafiltración Filtros de cartucho Desmineralización Ósmosis Inversa Torres catiónica y aniónica Lecho mixto Primer paso de Ósmosis Inversa Segundo paso de Ósmosis Inversa Electrodeionización continua (CEDI)

22 COMPARATIVA DE PLANTAS Planta 1 Planta 2 Calidad de agua tratada No disponible SDI <3 100% del tiempo

23 REGISTRO SDI Agua cruda SDI no medible Ultrafiltrada SDI < 3

24 COMPARATIVA DE PLANTAS Planta 1 Convencional Planta 2 UF Calidad del agua tratada No disponible SDI <3 100% del tiempo Dosis de coagulante 25 ppm 2 ppm Manejo de residuos Tratamiento y disposición diarios de los lodos de flotación No necesario Filtros de cartucho 1 o 2 cambios por mes (invierno) Cada 4 días (verano) Sin necesidad de meses de operación Reposición de membranas de OI 18 meses 36 meses (3 años) 48 meses (4 años) 60 meses (5 años) No planeado en futuro cercano

25 COMPARATIVA DE PLANTAS Planta 1 Convencional Planta 2 UF Reposición de membranas de OI 18 meses 36 meses (3 años) 48 meses (4 años) 60 meses (5 años) No planeado en futuro cercano Costos de operación 8 9 KWh / m3 5,4 KWh / m3 Frecuencia de limpiezas químicas de OI Mensualmente verano 1 o 2 mensuales en invierno No desde mayo 2011 Superficie de implantación 12x25 mts (50 m3/hr) 12x20 mts (108 m3/hr)

26 RESULTADOS Requerimiento de coagulante significativamente menor. Menor recambio de microfiltros. Disposición de lodos (residuos sólidos) no requerida. Limpiezas químicas, aún no necesarias. Menor recambio de membranas. Menor consumo energético. CEDI + ERI vs Pelton + DAF. Menor requerimiento de mano de obra. No manejo de lodos. Mayor disponibilidad de la planta.

27 CONCLUCIONES Mejor calidad de agua Mayor confiablidad Menores costos operativos Menor mano de obra

28 Gracias por su atención

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