cruda mata

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.
CONTENIDOS
Contenidos
Introducción
Conceptos básicos
Ventajas de UF vs tratamientos convencionales
Descripción del proceso de UF
Caso de aplicación UF en la II Región
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
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)
CAPACIDAD INSTALADA DE UF PARA DESALACIÓN
EVOLUCIÓN DEL PRECIO DE MEMBRANAS DE UF
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
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 30-60 min durante 45-60 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
DIAGRAMA DE PROCESO TÍPICO
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)
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
CASO DE ESTUDIO
Dos Plantas, misma toma.
Comparación de tecnologías,
a igualdad de condiciones.
CASO DE ESTUDIO
Locación: Mejillones, Atacama
Fuente: Agua de mar Bahía de Mejillones.
TDS: 33.000 mg/l
Turbidez de diseño: 15 NTU
Temperatura del agua: 15-25°C
Tipo de toma: abierta.
Condiciones estacionales: Mareas rojas / microorganismos
CASO DE ESTUDIO
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
Desmineralización
• DAF
• Filtros de profundidad
• Filtros de cartucho
• Filtros autolimpiantes
• Ultrafiltración
• Filtros de cartucho
• Ósmosis Inversa
• Torres catiónica y aniónica
• Lecho mixto
• Primer paso de Ósmosis Inversa
• Segundo paso de Ósmosis
Inversa
• Electrodeionización continua
(CEDI)
PRETRATAMIENTO DE SWRO CONVENCIONAL
PRETRATAMIENTO DE SWRO CONVENCIONAL
PRETRATAMIENTO DE UF
PRETRATAMIENTO DE SWRO
PRETRATAMIENTO DE SWRO
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
Desmineralización
• DAF
• Filtros de profundidad
• Filtros de cartucho
• Filtros autolimpiantes
• Ultrafiltración
• Filtros de cartucho
• Ósmosis Inversa
• Torres catiónica y aniónica
• Lecho mixto
• Primer paso de Ósmosis
Inversa
• Segundo paso de Ósmosis
Inversa
• Electrodeionización continua
(CEDI)
COMPARATIVA DE PLANTAS
Calidad de agua tratada
Planta 1
Planta 2
No disponible
SDI <3 100% del tiempo
REGISTRO SDI
Agua cruda
SDI no medible
Ultrafiltrada
SDI < 3
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 cambio
@10 meses de operación
Reposición de membranas de OI
12% @ 18 meses
20% @ 36 meses (3 años)
33% @ 48 meses (4 años)
100% @ 60 meses (5 años)
No planeado en futuro cercano
COMPARATIVA DE PLANTAS
Planta 1 Convencional
Planta 2 UF
Reposición de membranas de OI
12% @ 18 meses
20% @ 36 meses (3 años)
33% @ 48 meses (4 años)
100% @ 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)
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.
CONCLUCIONES
Mejor calidad de agua
Mayor confiablidad
Menores costos operativos
Menor mano de obra
Gracias por su atención