EOI · 19/07/2012 · http://a.eoi.es/1q9 Proyectos finales de los alumnos del Master en Ingeniería y Gestión del Agua (MAGUA) (Madrid)

1. PROYECTO FIN DE MÁSTER:
“DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN DESALADORA DE
AGUA DE MAR DE GRAN CAPACIDAD”.
COMPONENTES DEL GRUPO
Laura Frechilla Roncero
TUTOR
Virginia Herves Salas
Amaya Sayas López
Aitor Díaz Pérez
(EOI, Escuela de Organización

2. Índice General

3. 1. Objetivo del Proyecto

4. Índice General

5. 2. Introducción MENORES
PRECIPITACION
ES
MÁS
EVAPOTRANSPIRACI
ÓN
CONTAMINACI
ÓN
RESTRICCIO
NES
AMBIENTALE
S

6. Índice General

7. 3. Justificación
MSF MED OI ED CMV
5% 5%
42%
45%
3%
PRODUCCIÓN
MUNDIAL

8. 3. Justificación
ÓSMOSIS INVERSA: TECNOLOGÍA LÍDER PARA PLANTAS DE NUEVA
CONSTRUCCIÓN

9. 3. Justificación

10. 3. Justificación

11. Índice General

12. 4. Características de la Planta
1
1,0
Contenido paso
Máx. en Boro
2
(ppm) 0,5
pasos
Sólidos
disueltos 400
totales (ppm)
pH 7,8 – 8,5
Índice de
0,0 – 0,5
Langelier

13. Índice General

14. 5. Descripción del Proceso

15. 5. Descripción del Proceso

16. 5. Descripción del Proceso: Captación
Captación abierta a profundidad: requiere estudios previos sobre
batimetría, corrientes marinas, marea, fauna y flora bentónica

17. 5. Descripción del Proceso

18. 5. Descripción del Proceso: Pretratamiento
Químico

19. 5. Descripción del Proceso: Pretratamiento
Químico Periodo
Reactivo Dosis (ppm)
(h)
Hipoclorito sódico 6 5
Cloruro férrico 24 4
Ácido sulfúrico 2 20
1
30
paso
Sosa 24
2
10
pasos
Metabisulfito
6 10
sódico
Antiincrustante 24 1

20. 5. Descripción del Proceso: Pretratamiento
Químico
Q
Operació Q trat. Consumo Nº
Reactivo adoptado
n (m3/h) (l/h) bombas
(m3/h)
Hipoclorito 1 paso 19.444 653,4 2 + 2R
700
sódico 2 pasos 21.134 710,2 2 + 2R
1 paso 19.444 138,9 2 + 2R
Cloruro férrico 150
2 pasos 21.134 151,0 2 + 2R
Ácido 1 paso 19.444 220,2 2 + 2R
250
sulfúrico 2 pasos 21.134 239,3 2 + 2R
1 paso 19.444 815,8 2 + 2R 800
Sosa
2 pasos 21.134 106,4 2 + 2R 100

21. 5. Descripción del Proceso: Pretratamiento
Químico
Q
Operació Q trat. Consumo Nº
Reactivo adoptado
n (m3/h) (l/h) bombas
(m3/h)
Bisulfito 1 paso 19.444 388,9 2 + 2R
450
sódico 2 pasos 21.134 422,7 2 + 2R
1 paso 19.444 14,3 2 + 2R
Antiincrustant 16
21.134 15,5 2 + 2R
e 2 pasos
7.608 5,6 2 + 2R 6

22. 5. Descripción del Proceso

23. 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Pretratamiento
2)
físico
1) Objetivo del PF Elimina:
Evitar daños en las
membranas

24. 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Pretratamiento
FILTRACIÓN POR
físico GRAVEDAD PRIMERA CAPA
Altura lecho: 0,5
Material Antracita
SEGUNDA CAPA
Altura lecho: 0,5
Material Arena
TERCERA CAPA
Altura lecho: 0,2
Lechos multicapas
Material Grava
ALTURA TOTAL DEL LECHO
1,2
(m)
20 unidades de 10 x 12 m

25. 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Pretratamiento
FILTRACIÓN
físico PRESURIZADA
Lechos multicapas ≈ FG
32 unidades de ф = 3,6 m y 14 m de
longitud.

26. 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Pretratamiento
físico MICROFILTRACIÓN
OBJETIVO: Caudal a filtrar (m3/h) 21.13
Proteger las membranas 4
de pequeñas partículas
Nº de unidades operativas 20
que hayan pasado la
etapa anterior  V de filtración adoptada 15
Elemento final de (m/h)
seguridad.
S necesaria (unitaria) (m2) 70,45
Tamaño de cartucho (") 50
Nº de cartuchos 320
adoptados
Posición de los filtros Vertica

27. 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Pretratamiento
LAVADO DE LOS
físico FILTROS

28. 5. Descripción del Proceso

29. 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Ósmosis Inversa
ü
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.

30. 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.

31. 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Ósmosis Inversa
1) Membranas 3) Bastidores de
de OI OI
2) Tubo de Presión de 7
membranas

32. 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Ósmosis Inversa
¿PASOS Y ETAPAS?

33. 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Ósmosis Inversa
Proceso básico del Osmosis
Inversa

34. 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Ósmosis Inversa
2 pasos de OI.
El 2º paso consta de 2
etapas y
split del 20%.

35. 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Ósmosis Inversa
La Superficie de membrana depende del modelo
elegido.
OPERACIÓN CON PASO UNICO OPERACIÓN CON DOBLE PASO
Conversión 45% Conversión 90%
Nº de etapas 2
Nº de etapas 1
Flujo específico (LMH) 39
Flujo específico
14 Caudal de permeado
(L/m2·h) 6.848
Caudal de permeado (m3/h)
9.510 Nº de líneas 20
(m3/h)
Nº membranas/tubo 7
Nº de líneas 20
Nº tubos 1ª etapa:2ª
2:1
Nº membranas/tubo 7 etapa

36. 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Ósmosis Inversa
(Paso Único)

37. 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Ósmosis Inversa
(Doble Paso)

38. 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Ósmosis Inversa
Paso Único: SWC5- Doble Paso: ESPAB
LD
Edad de Boro pH Boro
SWC5- PBAP pH
membran (ppm) aport ESPA (ppm) PBAP
LD (bar) Edad aport
a Permeado e B Permead (bar)
e
0 años 0,60 61,30 o
16 ºC
3,6 años 0,79 65,40 0 años 0,29 14,00 8,1
0 años 0,72 60,40 8,1 16 ºC 3,6
20ºC 0,39 14,20
3,6 años 0,96 63,80 años
0 años 0,87 60,00 0 años 0,40 12,80
24ºC 1,15 20ºC 3,6
3,6 años 62,80 8,3 0,50 12,90 8,60
(0,96) años

39. 5. Descripción del Proceso

40. 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Recuperación
energía que transfieren directamente la sistemas dederecuperación
Los intercambiadores de presión, son
energética alta presión 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 58,12
(m3/h)

41. 5. Descripción del Proceso

42. 4. DESCRIPCIÓN DEL
PROCESO:REMINERALIZACIÓN
Acondicionar para uso
Objetivos

43. 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO:
Remineralización
Saturadores de cal:
tecnología ampliamente probada y sencilla de operación.
2 saturadores
de 6 m de
diámetro

44. 5. Descripción del Proceso

45. 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Vertido de la
salmueravertido de la salmuera se
Para que el
disperse y diluya rápidamente sin
dañar al ecosistema, se realizará una
descarga mediante emisario
submarino construido en PEAD y
diámetro de 1,4 m.
Estudio sobre la variación de la
salinidad y de las
concentraciones de otros
contaminantes a lo largo del
emisario mediante software
CORMIX

46. 5. Descripción del Proceso

47. 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Sistemas
de bombeo
BOMBA FUNCIÓN NÚMER Q UNIT. POTENCIA
O (m3/h) (kW)
Cántara de toma  Filtros abiertos 10+2 2.113 200
Captación
Filtros abiertos  Filtros presurizados 10+2 2.113 450
Baja P
Contralava Lavado Filtros abiertos 2+2 3.600 315
Lavado Filtros presurizados 2+2 1.764 132
do
Microfiltración  Bastidor OI (Paso 1) 20 476 1.120
Alta P Tanque perm (Paso 1)  Bastidor OI 20 380 250
(Paso 2)
Booster Salida ERI  Bastidor OI (Paso 1) 20 581 90

48. 5. Descripción del Proceso

49. 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Tanques y
depósitos
Depósito Tanque
Depósito Tanque
Parámetro laminado de Product
Agua bruta Salmuera
permeado o
Nº depósitos 2 2 2 2
Caudal de entrada
21.134 11.624 7.608 -
(m3/h)
Volumen necesario
2.113 760 1.162 5.000
(m3)
Longitud adoptado
32 19 13 50
(m)
Anchura adoptado (m) 17 10 24 25
Geometría Volumen adoptado
2.176 760 1.248 5.000
rectangular (m3)
Longitud- Ancho 2:1
Altura: 4 m

50. Índice General

51. 5. IMPACTO AMBIENTAL
Vertido
de aguas Otros vertidos líquidos
hipersalinas
Consumo de energía

52. 5. IMPACTO AMBIENTAL
Otros posibles
impactos

53. Índice General

54. 6. COSTES DE EXPLOTACIÓN: Costes fijos
GASTO FIJO COSTE (€/año)
Personal 4% Personal
1.014.000
Termino fijo de potencia 11% Termino fijo de
1.000.000 potencia
Mantenimiento y conservación 29% Mantenimiento y
3%
de la explotación conservación
1% Reposición de material
559.353
Reposición de material fungible
fungible
30.000 6% Reposición de
Reposición de membranas membranas
199.920 1%
Administración y varios Administración y
50.000 varios
Plan de vigilancia ambiental Plan de vigilancia
90.000
ambiental
Seguros
390.000 Seguros
Análisis de aguas 16% Analisis de aguas
150.000
TOTAL COSTES FIJOS 3.483.273
29%

55. 6. COSTES DE EXPLOTACIÓN: Costes variables operando
con 2 pasos
9% 2%
GASTO VARIABLE COSTE
(€/año)
0%
3% Coste total reactivos
Coste total reactivos
2.744.752 1% Gastos de tratamiento
Gastos de tratamiento de fangos de fangos
Gastos de limpieza de
693.000 membranas
Gastos de limpieza de membranas Gastos reposición de
membranas OI
138.600
Coste total reposición
Gastos reposición de membranas
FC
OI Costes Energéticos
799.680
Coste total reposición FC
232.500
TOTAL SIN ENERGÍA
4.608.532
Costes Energéticos
24.660.409 84%
TOTAL CON ENERGÍA
29.268.941

56. 6. COSTES DE EXPLOTACIÓN: Diferencias operando
con 1 paso

57. 6. COSTES DE EXPLOTACIÓN: Costes variables
operando con 1 paso
GASTO VARIABLE COSTE (€/año)
Coste total reactivos
5.326.573 Coste total reactivos
Gastos de tratamiento de fangos Gastos de tratamiento
693.000 de fangos
Gastos de limpieza de 19% Gastos de limpieza de
2% membranas
membranas 138.600
Gastos reposición de 0% Gastos reposición de
membranas OI
membranas OI 630.336 2%
Coste total reposición
Coste total reposición FC 1% FC
232.500 Costes Energéticos
TOTAL SIN ENERGÍA 7.021.009
Costes Energéticos
20.883.551 75%
TOTAL CON ENERGÍA
27.904.561

58. Índice General

59. 7. COMPARATIVO ENERGÉTICO
1
paso
2
24.256.151 € pasos
25.100.292 €

60. 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 69.300.000
(m3/año)
Precio Agua (€/m3) 0,4523 0,4726

61. Índice General

62. 8. CONCLUSIONES

63. GRACIAS POR SU ATENCIÓN

64. 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Pretratamiento
FILTRACIÓN POR
físico GRAVEDAD
V real de
filtración  8,8
m3/h/m2

65. 4. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO: Ósmosis Inversa
¿CONFIGURACIÓN CON “SPLIT”? Se circula hacia el segundo paso
(Doble paso)únicamente el permeado producido por los últimos elementos del
primer paso (80%).
Los elementos de las primeras posiciones El permeado producido por los primeros
producen MAS PERMEADO que los de las elementos de la caja de presión es de MEJOR
ultimas posiciones de la caja CALIDAD que el producido en los últimos

66. 5. Descripción del Proceso
DIÓXIDO DE
44
CARBONO
HIDRÓXIDO
45
DE CALCIO
41 42
COAGULANTE T-105 40
46
DC-103
DC-102 31
49 T-106
S-101
50 14 5 15 16 17
43
9 10 11 12 13
GA-112 5 6 7 8
2 3 4 35
BA-102
1 23 BA-101 T-102
DF-102 GA-105
AGUA DE MAR E-31E-36E-38
E-30 E-37 E-34
E-28 E-33 E-103E-108
E-32
32
DF-101
E-55E-47E-52 E-42E-88 E-120
E-50 E-51E-49
E-41E-46E-54
E-43 E-104
GA-103
T-101 27 DF-103 21
GA-102 19
26 24
GA-101 29
22 T
BA-103
51 28 25 GA-104
SOSA
30
GA-107 PA-101
T-104
T-107 GA-108 34
33
52
53
GA-109
BISULFITO
55
SÓDICO GA-113 54 GA-106
56 T-108 57
ANTIINCRUSTAN-
58 GA-114
TE PASO 1 47
59 T-109 60
GA-111
ANTIINCRUSTAN-
61
TE PASO 2
MASTER EN INGENIERÍA Y GESTIÓN DEL AGU
GA-115
PROYECTO FIN DE MASTER
63 LAURA FRECHILLA, VIRGINIA HERVES,
62 T-110
AMAYA SAYAS
DISEÑO DE UNA DESALADORA DE GRAN CAPAC
FECHA: PLANO:
GA-116