Santa Barbara Curacao. Ampliación de la planta desaladora de agua de mar con membranas NanoH2O Thin Film Nanocomposite (TFN) SWRO. (cod.

Transcripción

1 Santa Barbara Curacao. Ampliación de la planta desaladora de agua de mar con membranas NanoH2O Thin Film Nanocomposite (TFN) SWRO. (cod.28) Julen Cabero (Degremont)

2 Indice Introducción Contexto de la isla de Curacao y antecedentes Ampliación de la capacidad de la desaladora de Santa Barbara Diseño híbrido con membranas TFN SWRO NanoH 2 O Parámetros de operación y resultados Conclusiones

3 Introducción Contexto de la isla de Curacao y antecedentes Ampliación de la capacidad de la desaladora de Santa Barbara Diseño híbrido con membranas TFN SWRO NanoH 2 O Parámetros de operación y resultados Conclusiones

4 Introducción - Curacao ISLA DE CURACAO 400 Km² 350 Hab/Km² La dotación diaria para agua de consumo doméstico e industrial es de 235 l/hab/día Esto supone una demanda media de agua en Curacao es de m³/d

5 Introducción - Curacao 2005 Degremont construyó la desaladora de Santa Barbara con una producción de m³/d. El Cliente fue la Compañía de Agua y Electricidad de Curacao. Para llegar a la demanda de m³/d, en 2012 Degremont realizó la extensión de la planta desaladora para pasar de a m³/d. El resto de la producción proviene de plantas de evaporación (MSF-MED). Con lo cual el 70% del agua tratada proviene de tecnología por ósmosis inversa y el 30% por evaporación

6 Diseño de la planta original (2005) Sea Water Intake Permeable Well Sea Water Pumps 6 Dual M.Filters 4 Cartridge Filters Sea water 36-38,000 mg/l ºC VF 3 Turbo Pumps VF 3 BW R.O.Trains 3 SW R.O.Trains Recovery 44% Reject Recovery 85% 6000 m 3 /d each 7100 m 3 /d each Flushing Tank Post-treatment W.Pumps UV 4 Lime stone Filters 2 GAC Filters 2 PW Storage Tanks 3500 m 3 PW Pumps Total Recovery 40% B < 0.3 mg/l LSI > 0 TAC > 5 F TCa = 4-10 F

7 Introducción Contexto de la isla de Curacao y antecedentes Ampliación de la capacidad de la desaladora de Santa Barbara Diseño híbrido con membranas TFN SWRO NanoH 2 O Parámetros de operación y resultados Conclusiones

8 Ampliación de la desaladora m³/d m³/d 3 puntos principales Diseño con flujos altos Configuración Híbrida Diseño con membranas con nanotecnología

9 Ampliación de la desaladora (Flujo alto) Características de agua bruta: ºC mg/l Toma: pozos con un SDI 15min < 1,5% Buena calidad de entrada a la osmosis después del pretratamiento: SDI 15min < 1% Sistema de dosificación de reactivos con una cloración en choque decloración para evitar problemas de biofouling. Estas características del agua y la experiencia de más de 6 años operando la planta hacían prever un diseño de la misma con un flujo alto ----> hasta 18 lmh

10 Ampliación de la desaladora (Configuración híbrida) 25 Flujo por elemento en un sistema operado a 36 g/l conversión de 45% y 25 ºC Flujo del elemento (gfd) Conventional, 8 gfd (13.6 Lmh) Conventional, 10.3 gfd (17.5 Lmh) Hybrid, 10.3 gfd (17.5 Lmh) Posición del elemento en el tubo de presión El diseño híbrido permite una distribución del flujo más equilibrada, con lo cual se consigue un flujo más conservador en los elementos más expuestos a un riesgo de biofouling Conclusión: menor impacto de posible biofouling en el primer paso de la ósmosis

11 Ampliación de la desaladora (Otros datos) Planta inicial (18,000 m 3 /d) Planta ampliada (25,000 m 3 /d) B < 0,3 mg/l LSI > 0 TAC > 5 F TCa = 4-10 F B < 1,0 mg/l LSI > 0 TAC > 5 F TCa = 4-10 F Total Recovery 40% Total Recovery 41%

12 Introducción Contexto de la isla de Curacao y antecedentes Ampliación de la capacidad de la desaladora de Santa Barbara Diseño híbrido con membranas TFN SWRO NanoH2O Parámetros de operación y resultados Conclusiones

13 Diseño híbrido con membranas TFN SWRO Unidades Racks A, B y C Rack nuevo (D) Condiciones de operación Capacidad m³/h Temperatura ºC Conversión % Flujo medio Lmh (gfd) 12,6 (7,4) 17,9 (10,5) Diseño de la ósmosis inversa Número de tubos de presión Número de membranas por tubo 7 7 Mismo tipo de Diseño híbrido Configuración membrana en los 7 (2) Qfx SW 400 SR elementos del tubo (5) Qfx SW 400 R

14 Diseño de la planta ampliada(2012) Sea Water Intake Permeable Well Sea Water Pumps Dual Media Filters Cartridge Filters Sea water mg/l ºC VF 1 SW R.O.Train Recovery 44% > 17 Lmh 7100 m 3 /d Reject VF 3 BW R.O.Trains Recovery 85% 6000 m 3 /d each 3 SW R.O.Trains Recovery 44% 12,4 Lmh 7100 m 3 /d each Reject Flushing Tank Post-treatment W.Pumps UV 6 Lime stone Filters 2 GAC Filters 2 PW Storage Tanks PW Pumps 3500 m 3

15 Introducción Contexto de la isla de Curacao y antecedentes Ampliación de la capacidad de la desaladora de Santa Barbara Diseño híbrido con membranas TFN SWRO NanoH 2 O Parámetros de operación y resultados Conclusiones

16 Resultados del nuevo rack Salinidad a la salida Paso de sales normalizado Presión transmembrana y caudal de agua tratada normalizado Presión diferencial

17 Resultados del nuevo rack Unidades Racks A, B y C Rack nuevo (D) Condiciones de operación Capacidad m³/h Temperatura ºC Conversión % Flujo medio Lmh (gfd) 12,6 (7,4) 17,9 (10,5) Diseño de la ósmosis inversa Número de tubos de presión Número de membranas por tubo 7 7 Mismo tipo de Diseño híbrido Configuración membrana en los 7 (2) Qfx SW 400 SR elementos del tubo (5) Qfx SW 400 R Resultados Salinidad de agua tratada ppm < 350 < 295 Presión transmembrana bar ~ 52 ~ 52

18 Resultados del nuevo rack Salinidad de agua tratada, rack D Salinidad (ppm) Semana en operación Paso de sales normalizado (PSN), rack D PSN 1,0% 0,5% 0,0% Semana en operación

19 Resultados del nuevo rack Presión transmembrana y caudal de permeado normalizado 55,00 370,00 Presión (bar) 52,00 49,00 46,00 340,00 310,00 280,00 Caudal (m 3 /h) 43,00 40,00 Presión transmembrana Caudal de permeado normalizado Semana en operación 250,00 220,00

20 Resultados del nuevo rack 3,00 Presión diferencial, rack D 2,50 Presión (bar) 2,00 1,50 1,00 0,50 0, Semana en operación 11% de incremento de caída de presión en un año de operación!! (y sin realizar ningún CIP)

21 Introducción Contexto de la isla de Curacao y antecedentes Ampliación de la capacidad de la desaladora de Santa Barbara Diseño híbrido con membranas TFN SWRO NanoH 2 O Parámetros de operación y resultados Conclusiones

22 Conclusiones Las principales mejoras que ofrece el diseño de la ampliación de la desaladora de Santa barbara son: 30% menos membranas en cada rack Misma presión de operación de la bomba de alta presión, incluso funcionando con flujo mucho mayores que los racks existentes. Mejora de la calidad del permeado La desaladora de Santa Barbara, en Curacao, muestra los beneficios de utilizar una configuración hibrida con membranas con nanocompuestos trabajando a flujos elevados sin comprometer la calidad y cantidad de agua tratada.

23 Santa Barbara Curacao. Ampliación de la planta desaladora de agua de mar con membranas NanoH2O Thin Film Nanocomposite (TFN) SWRO. (cod.28) Julen Cabero (Degremont)