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Acciones del proyecto

ACCIÓN A.1: Recopilación de datos de plantas desalinizadoras reales (FINALIZADA)

El objetivo de esta acción preparatoria es recopilar información sobre plantas desalinizadoras de agua de mar y de agua salobre, como la composición de la salmuera generada en el proceso y las características del proceso.

Se han comparado salmueras de seis plantas diferentes de desalinización de agua de mar (1 - Murcia y Almería, España; 2 - Skikda, Argelia; 3 - Mar Tirreno; 4 - Chennai, India; 5 - Qingdao, China) en términos de sus composiciones, y los resultados obtenidos muestran que la variabilidad entre las diferentes muestras es alrededor del 20 % para la mayoría de los iones. A partir del análisis de los datos recopilados se ha observado que los principales parámetros que afectan a la composición de salmuera obtenida en un proceso de desalinización de agua de mar son la composición del agua de mar y el porcentaje de recuperación del proceso de ósmosis inversa.

Tabla 1. Comparación de la composición de varias salmueras procedentes de diferentes plantas desalinizadoras de agua de mar. 

Por otro lado, también se han analizado 11 salmueras procedentes de la desalinización de agua salobre. En este caso, las diferencias observadas son mayores en comparación con la desalación de agua de mar.

Tabla 2. Comparación de la composición de varias salmueras procedentes de diferentes plantas desalinizadoras de agua salobre.

ACCIÓN A.2: Caracterización del proceso de la planta de desalinización de agua de mar de Almería  y de la planta de desalinización de agua salobre de El Atabal (FINALIZADA)

El objetivo de esta acción es recopilar datos históricos de las plantas desalinizadora de Almería y de El Atabal, detalles técnicos del proceso y composición estacional de la salmuera, con el fin de diseñar la planta piloto para el tratamiento de la salmuera y obtener los datos necesarios para cuantificar el impacto ambiental y económico del proceso propuesto. 

Figura 1. Variación estacional de los sólidos disueltos (TDS), cloruro y sodio para la salmuera de la planta de Almería (izquierda) y El Atabal (derecha).

ACCIÓN B.1: Diseño y construcción de la etapa de electrodiálisis metátesis (EDM) (FINALIZADA)

El objetivo de esta acción es diseñar y construir la etapa de electrodiálisis metátesis (EDM) de la planta piloto para el tratamiento de salmueras.

Se han caracterizado tres pares de membrana diferentes fabricados por FUJIFILM (producto estándar y las membranas de nueva generación), así como dos pares de membranas comerciales en condiciones de elevadas concentraciones de sal. Se han determinado parámetros como la permselectividad, resistencia eléctrica, el transporte de agua y el consumo de energía con el fin de seleccionar las membranas más adecuadas para la aplicación EDM. Además, para el diseño de la planta piloto EDM, se han realizado experimentos a escala de laboratorio. La calidad del agua y los parámetros de rendimiento EDM se han monitorizado para evaluar: 1) la eficacia de EDM en separar el concentrado en dos corrientes de sales altamente solubles y 2) los consumos de energía requeridos para tratar la salmuera mediante EDM. Después de definir la mejor configuración EDM, se ha diseñado y construido la planta piloto EDM dentro de un contenedor para facilitar el transporte y la instalación de la planta de desalinización.

ACCIÓN B.2: Evaluación de estrategias de recuperación de compuestos (FINALIZADA)

El objetivo de esta acción es evaluar diferentes estrategias para la recuperación de compuestos valiosos a partir de los concentrados generados en la EDM. Utilizando composiciones representativas de salmuera de las plantas de desalinización de Almería y El Atabal, al igual que de otras plantas de desalinización, se han realizado estudios de simulación (software especiación química) y evaluaciones preliminares a escala de laboratorio (experimentos precipitación) con el fin de encontrar qué compuestos valiosos pueden ser fácilmente recuperados. Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, se han seleccionado las rutas de recuperación más prometedoras para las salmueras de Almería y El Atabal. Asimismo los datos obtenidos se han utilizado para el diseño de la etapa ZLD.

 

Figura 2. Configuración del proceso de EDM.

            

Figura 3. Planta piloto EDM.

ACCIÓN B.3: Diseño y construcción de la etapa de descarga líquida cero (ZLD) (EN EJECUCIÓN)

El objetivo de esta acción es diseñar y construir un sistema ZLD para ser aplicado posteriormente a la etapa de EDM para recuperar compuestos de valor a partir de salmueras y alcanzar el objetivo del proceso ZLD.

El sistema ZLD consiste en tres etapas: purificación de la salmuera, concentración de la salmuera y evaporación avanzada o intensiva.  

1 - Purificación de la salmuera BP: La planta incluye un sistema de eliminación de especies carbónicas controlado mediante la adición de ácidos como el ácido clorhídrico y el ácido sulfúrico. La salmuera acidificada se mezcla con los reactivos adecuados en el tanque de reacción durante el tiempo de retención adecuado. El efluente se introduce en un tanque de floculación y se dirige a un clarificador donde los sólidos sedimentan en el fondo del tanque. La salmuera purificada se dirige a un tanque de almacenaje para los siguientes tratamientos. 

Figura 4. Planta de purificación de salmuera.

2 - Concentrador de salmuera BC (Planta piloto diseñada para la reducción del volumen de salmuera): Esta planta piloto puede operar en modo falling film (ff) o forced circulation (fc) y bajo diferentes niveles de vacío. Tiene una capacidad de evaporación de 50 l/h y los factores de concentración alcanzados dependerán de la composición de la salmuera. 

Figura 5. Planta de concentración de salmuera. 

3 - Evaporación solar intensiva o avanzada (ISE) (Planta piloto diseñada para precipitar sales contenidas en efluentes con elevada salinidad): La evaporación del agua se lleva a cabo mediante energía solar y aire con capacidad desecante. La tecnología de evaporación solar avanzada se ha diseñado considerando un volumen mínimo del aire contenido en el invernadero, control de la profundidad de la salmuera, control de la temperatura y la humedad, aislamiento térmico de las balsas, recogida de los concentrados, y considerando la velocidad del flujo de aire respecto la capa de evaporación. Se han construido dos balsas, una de evaporación natural y otra intensificada. 

 

Figura 6. Diseño de las balsas de evaporación natural (izquierda) y avanzada (derecha).

ACCIONES B.4 y B.5: Implementación y operación del sistema EDM-ZLD para el tratamiento de salmueras el la planta desalinizadora de Almería (EN EJECUCIÓN)

El objetivo de estas acciones es la operación de la planta piloto en la planta desalinizadora de Almería operada por ABENGOA. Aunque el plan inicial era instalar la planta piloto en dos desalinizadoras distintas, una de agua de mar (Almería) y otra de agua salobre (El Atabal), finalmente el consorcio decidió instalar la planta piloto únicamente en Almería y transportar la salmuera mediante camiones cisterna desde las plantas de Helios y El Atabal a Almería para el tratamiento.

Actualmente la planta está operando con salmuera de Helios. Durante 2016 y 2017, se tratarán las salmueras de El Atabal y Almería. La planta funciona continuamente con el fin evaluar y demostrar su capacidad para aumentar la recuperación de agua del proceso de desalación y la recuperación de compuestos de valor añadido con el fin de alcanzar el objetivo de descarga líquida cero (ZLD).

Figura 7. Planta piloto en Almería.

ACCIÓN C1: Monitoreo del impacto de las acciones de proyecto (EN EJECUCIÓN)

Dentro de esta acción, se crearan diversos indicadores y se monitorearán con el fin de establecer los impactos del proyecto desde el punto de vista técnico y socioeconómico. Para demostrar los beneficios ambientales y económicos del nuevo tratamiento, se aplicarán las metodologías de Análisis de Ciclo de Vida (LCA) y Análisis de Costes (LCC) para los resultados obtenidos en el tratamiento de las salmueras de Almería, Helios y El Atabal. 

Se ha desarrollado el modelo para el LCA y LCC y se ha implementado en una hoja de cálculo Excel® vinculada al software Simapro específico de LCA. Este modelo permite analizar la sostenibilidad ambiental y económica del proceso EDM-ZLD así como las estrategias actuales para la gestión de salmueras. El Análisis de Ciclo de Vida (LCA) se ha realizado siguiendo las normas ISO 14040 series y UNE 150041.

Se ha propuesto varios indicadores para la evaluación de los efectos socio-económicos de la tecnología propuesta y se han seleccionado estrategias para su determinación. Cuando las plantas piloto estén en pleno funcionamiento, se cuantificaran estos indicadores en conexión con el sistema SCADA y se actualizarán mensualmente..

ACCIÓN D: Comunicación y difusión (EN EJECUCIÓN)

El plan de comunicación y la difusión se ha estructurado en una serie de tareas destinadas a informar a la audiencia el objetivo del desarrollo del proyecto y los resultados que se han obtenido. Algunas tareas se diseñan para que las partes interesadas puedan beneficiarse de los resultados del proyecto, mientras que otras tareas están diseñadas como actividades de comunicación o de información al público en general.

Hasta el momento se ha creado la página web, los paneles informativos y los folletos. Próximamente se creará una nueva sección en la página web dónde se podrán consultar los datos experimentales reales obtenidos en el funcionamiento de la planta piloto. Durante el año 2016 están previstas varias jornadas de puertas abiertas para visitar la planta de Almería. Además, la WssTP está organizando una jornada de trabajo dirigida a políticos, legisladores y para administración en general en Bruselas para septiembre de 2016. Asimismo, se realizará una jornada de networking en Manresa prevista para finales de 2016.  

Figura 8. Panel informativo

 

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